Teoria da Antena - Padrão de Radiação
Radiação é o termo utilizado para representar a emissão ou recepção de frente de onda na antena, especificando sua intensidade. Em qualquer ilustração, o esboço desenhado para representar a radiação de uma antena é o seuradiation pattern. Pode-se simplesmente entender a função e diretividade de uma antena dando uma olhada em seu padrão de radiação.
A energia quando irradiada da antena tem seu efeito nas regiões de campo próximas e distantes.
Graficamente, a radiação pode ser traçada em função de angular position e radial distance da antena.
Esta é uma função matemática das propriedades de radiação da antena representada como uma função de coordenadas esféricas, E (θ, Ø) e H (θ, Ø).
Padrão de radiação
A energia irradiada por uma antena é representada pelo Radiation patternda antena. Os padrões de radiação são representações diagramáticas da distribuição da energia irradiada no espaço, em função da direção.
Vejamos o padrão de radiação de energia.
A figura acima mostra o padrão de radiação de uma antena dipolo. A energia que está sendo irradiada é representada pelos padrões desenhados em uma direção particular. As setas representam as direções da radiação.
Os padrões de radiação podem ser padrões de campo ou padrões de energia.
o field patternssão plotados como uma função dos campos elétricos e magnéticos. Eles são plotados em escala logarítmica.
o power patternssão plotados como uma função do quadrado da magnitude dos campos elétricos e magnéticos. Eles são plotados em logarítmico ou comumente em escala dB.
Padrão de radiação em 3D
O padrão de radiação é uma figura tridimensional e representada em coordenadas esféricas (r, θ, Φ) assumindo sua origem no centro do sistema de coordenadas esféricas. Parece a seguinte figura -
A figura fornecida é um padrão de radiação tridimensional para um Omni directional pattern. Isso indica claramente as três coordenadas (x, y, z).
Padrão de radiação em 2D
O padrão bidimensional pode ser obtido a partir do padrão tridimensional, dividindo-o em planos horizontais e verticais. Esses padrões resultantes são conhecidos comoHorizontal pattern e Vertical pattern respectivamente.
As figuras mostram o padrão de radiação Omni direcional nos planos H e V conforme explicado acima. O plano H representa o padrão horizontal, enquanto o plano V representa o padrão vertical.
Formação de lóbulo
Na representação do padrão de radiação, muitas vezes nos deparamos com formas diferentes, que indicam as áreas de radiação maiores e menores, pelas quais o radiation efficiency da antena é conhecido.
Para uma melhor compreensão, considere a figura a seguir, que representa o padrão de radiação de uma antena dipolo.
Aqui, o padrão de radiação tem lóbulo principal, lóbulos laterais e lóbulo posterior.
A maior parte do campo irradiado, que cobre uma área maior, é o main lobe ou major lobe. Esta é a porção onde existe a máxima energia irradiada. A direção deste lóbulo indica a diretividade da antena.
As outras partes do padrão onde a radiação é distribuída em alas laterais são conhecidas como side lobes ou minor lobes. Essas são as áreas onde a energia é desperdiçada.
Existe outro lóbulo, que é exatamente oposto à direção do lóbulo principal. É conhecido comoback lobe, que também é um lóbulo menor. Uma quantidade considerável de energia é desperdiçada mesmo aqui.
Exemplo
Se as antenas usadas em sistemas de radar produzem lóbulos laterais, o rastreamento do alvo se torna muito difícil. Isso ocorre porque os alvos falsos são indicados por esses lobos laterais. É complicado rastrear os reais e identificar os falsos. Conseqüentemente,elimination destes side lobes É necessário, a fim de melhorar o desempenho e economizar energia.
Remédio
A energia irradiada, que está sendo desperdiçada em tais formas, precisa ser utilizada. Se esses lobos menores forem eliminados e esta energia for desviada em uma direção (ou seja, em direção ao lobo principal), então odirectivity da antena aumenta, o que leva a um melhor desempenho da antena.
Tipos de padrões de radiação
Os tipos comuns de padrões de radiação são -
Padrão omnidirecional (também chamado de padrão não direcional): O padrão geralmente tem um formato de rosca na visualização tridimensional. No entanto, na vista bidimensional, ele forma um padrão em forma de oito.
Padrão de feixe de lápis - O feixe tem um padrão pontiagudo em forma de lápis direcional.
Padrão de feixe em leque - O feixe tem um padrão em forma de leque.
Padrão de feixe modelado - O feixe, que não é uniforme e sem padrão, é conhecido como feixe modelado.
Um ponto de referência para todos esses tipos de radiação é a radiação isotrópica. É importante considerar a radiação isotrópica mesmo que seja impraticável.