Диаграмма направленности (ДН)

 

Амплитудная ДН – это зависимость интенсивности электромагнитного поля, излучаемого антенной от угловых координат в пространстве. ДН характеризует направленные свойства антенны, т.е. ее способность концентрировать ЭМЭ в заранее выбранном секторе пространства.

Схема измерения: передающая антенна помещена в начале сферических координат. M(r, θ, φ). Так как измерения проводим в дальней зоне, то вид ДН здесь не зависит от координаты r, т.е. ее вид не изменяется, а только от угловых координат φ,θ.

Рисунок - Схема измерения диаграммы направленности

 

Выполнив измерения, получим зависимости вида

- для амплитуды электрического поля;

- для модуля вектора Пойнтинга;

- для угловой плотности мощности.

Штрихами обозначены амплитудные множители ( ), не зависящие от угловых координат; функции определяют ДН.

Нормированная ДН: Чтобы сравнивать направленные свойства разных антенн, удобно пользоваться нормированными ДН, которые определяются как

по полю - ,

где Е max – значение направления электрического поля в точке максимума;

по мощности - ;

.

 

Напряженность поля, создаваемая направленной антенной в произвольном направлении

 

Комплексная амплитуда напряженности электрического поля направленного излучателя

 

. (2.9)

 

 

Мгновенное значение напряженности электромагнитного поля

 

(2.10)

 

где волновое число свободного пространства.

Формулы практического определения Е_д, Е_m.

 

Единицы изменения в формулах для определения Еm не удобны для практического применения, то есть в (В/м), а r в (м).

Поэтому обычно мощность выражают в кВт, а расстояние в км, а напряженность в мВ/м, то

для действующих значений, (2.11)

для мгновенных значений (2.12)

Формулы для определения напряженности электрического поля справедливы для любого типа антенн, если в них подставить D соответствующего типа антенн.