A causa del disseny especial de l'antena, la densitat de radiació es pot concentrar en una determinada direcció espacial. La mesura de la directivitat de l'antena sense pèrdues és el guany de l'antena. Està molt relacionat amb la directivitat de l'antena. A diferència de la directivitat, que només descriu les característiques direccionals d'una antena, el guany de l'antena també té en compte l'eficiència de l'antena.
radiació
Per tant, representa la potència radiada real. Això sol ser inferior a la potència proporcionada pel transmissor. Tanmateix, com que aquesta potència és més fàcil de mesurar que la directivitat, el guany de l'antena s'utilitza més habitualment que la directivitat. En el supòsit de considerar una antena sense pèrdues, la directivitat es pot establir igual al guany de l'antena.
radiació
L'antena de referència s'utilitza per definir el guany de l'antena. En la majoria dels casos, l'antena de referència és un radiador omnidireccional assumit sense pèrdues (radiador o antena isotròpica) que irradia uniformement en totes les direccions, o una simple antena dipol, almenys en el pla considerat.
radiació
Per a l'antena a mesurar, la densitat de radiació (potència per unitat de superfície) es determina en un punt a una certa distància i es compara amb el valor obtingut mitjançant una antena de referència. El guany de l'antena és la relació de dues densitats de radiació.
radiació
Per exemple, si una antena direccional produeix 200 vegades la densitat de radiació que una antena isòtropa en una direcció espacial determinada, el valor del guany G de l'antena és de 200 o 23 dB.
radiació
Patró d'antena
Un patró d'antena és una representació gràfica de la distribució espacial de l'energia radiada per una antena. Segons l'aplicació, l'antena hauria de rebre només des d'una determinada direcció però no senyals d'altres direccions (p. ex. antena de TV, antena de radar), en canvi, una antena de cotxe hauria de poder rebre transmissors de totes les direccions possibles.
radiació
Un patró de radiació d'antena és una representació gràfica dels elements de les característiques de radiació d'una antena. Un patró d'antena sol ser una representació gràfica de les característiques direccionals d'una antena. Representa la intensitat relativa de la radiació energètica o la intensitat del camp elèctric o magnètic en funció de la direcció de l'antena. Els diagrames d'antena es mesuren o generen mitjançant programes de simulació en un ordinador, per exemple, per mostrar gràficament la directivitat d'una antena de radar i, per tant, estimar-ne el rendiment.
radiació
En comparació amb les antenes omnidireccionals, que irradien uniformement en totes les direccions de l'avió, les antenes direccionals afavoreixen una direcció i, per tant, aconsegueixen un abast més llarg en aquesta direcció amb una potència de transmissió menor. Els patrons de radiació de l'antena il·lustren gràficament les preferències determinades per les mesures. A causa de la reciprocitat, es garanteixen característiques idèntiques de transmissió i recepció de l'antena. El diagrama mostra la distribució direccional de la potència de transmissió com a intensitat de camp i la sensibilitat de l'antena durant la recepció.
radiació
La directivitat requerida s'aconsegueix mitjançant la construcció mecànica i elèctrica de l'antena. La directivitat indica com de bé una antena rep o transmet en una determinada direcció. Es representa en una representació gràfica (patró d'antena) en funció de l'azimut (gràfic horitzontal) i l'elevació (gràfic vertical).
radiació
Utilitzar sistemes de coordenades cartesianes o polars. Les mesures en representacions gràfiques poden tenir valors lineals o logarítmics.
radiació
Utilitzeu molts formats de visualització. Els sistemes de coordenades cartesianes, així com els sistemes de coordenades polars, són molt comuns. L'objectiu principal és mostrar un patró de radiació representatiu horitzontalment (azimut) per a una representació completa de 360° o verticalment (elevació) principalment només per a 90 o 180 graus. Les dades de l'antena es poden representar millor en coordenades cartesianes. Com que aquestes dades també es poden imprimir en taules, normalment es prefereix la representació de la corba de trajectòria més descriptiva en coordenades polars. En contrast amb el sistema de coordenades cartesianes, això indica directament la direcció.
radiació
Per facilitar la manipulació, la transparència i la màxima versatilitat, els patrons de radiació solen normalitzar-se a les vores exteriors del sistema de coordenades. Això significa que el valor màxim mesurat s'alinea amb 0° i es representa a la vora superior del gràfic. Les mesures addicionals del patró de radiació es mostren normalment en dB (decibels) en relació amb aquest valor màxim.
radiació
L'escala de la figura pot variar. Hi ha tres tipus d'escales de traçat d'ús habitual; lineal, logarítmic lineal i logarítmic modificat. L'escala lineal emfatitza el feix de radiació principal i normalment suprimeix tots els lòbuls laterals, ja que solen ser menys d'un per cent del lòbul principal. Tanmateix, l'escala de registre lineal representa bé els lòbuls laterals i es prefereix quan els nivells de tots els lòbuls laterals són importants. No obstant això, dóna la impressió d'una antena dolenta perquè el lòbul principal és relativament petit. L'escala logarítmica modificada (figura 4) emfatitza la forma del feix principal quan es comprimeixen els lòbuls laterals de nivell molt baix (<30 dB) cap al centre del mode. Per tant, el lòbul principal és el doble de gran que el lòbul lateral més fort, cosa que és avantatjosa per a la presentació visual. Tanmateix, aquesta forma de representació rarament s'utilitza en tecnologia perquè és difícil llegir-ne dades precises.
radiació
radiació
patró de radiació horitzontal
El diagrama de l'antena horitzontal és una vista en planta del camp electromagnètic de l'antena, expressat com un pla bidimensional centrat a l'antena.
L'interès d'aquesta representació és simplement obtenir la directivitat de l'antena. Normalment, el valor -3 dB també es dóna com un cercle discontinu a l'escala. La intersecció entre el lòbul principal i aquest cercle dóna com a resultat l'anomenat ample de feix de mitja potència de l'antena. Altres paràmetres fàcils de llegir són la relació avanç/retirada, és a dir, la relació entre el lòbul principal i el lòbul posterior, i la mida i direcció dels lòbuls laterals.
radiació
radiació
Per a les antenes de radar, la relació entre el lòbul principal i el lòbul lateral és important. Aquest paràmetre afecta directament l'avaluació del grau d'anti-interferència del radar.
radiació
patró de radiació vertical
La forma d'un patró vertical és un tall transversal vertical d'una figura tridimensional. A la gràfica polar que es mostra (un quart de cercle), la posició de l'antena és l'origen, l'eix X és l'abast del radar i l'eix Y és l'alçada de l'objectiu. Una de les tècniques de mesura de l'antena és l'enregistrament estroboscòpic solar mitjançant l'eina de mesura RASS-S d'Intersoft Electronics. El RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) és un sistema independent del fabricant del radar per avaluar diferents elements d'un radar mitjançant la connexió a senyals ja disponibles, en condicions de funcionament.
radiació
Figura 3: Patró d'antena vertical amb característica quadrada cosecant
A la figura 3, les unitats de mesura són milles nàutiques per a l'abast i peus per a l'altitud. Per raons històriques, aquestes dues unitats de mesura encara es fan servir en la gestió del trànsit aeri. Aquestes unitats tenen una importància secundària simplement perquè les quantitats de radiació representades es defineixen com a nivells relatius. Això vol dir que la mira ha adquirit el valor del rang màxim (teòric) calculat amb l'ajuda de l'equació del radar.
radiació
La forma del gràfic només proporciona la informació necessària! Per obtenir el valor absolut cal una segona gràfica mesurada en les mateixes condicions. Podeu comparar els dos gràfics i constatar augments o disminucions excessives en el rendiment de l'antena.
radiació
Els radials són marcadors d'angles d'elevació, aquí en passos de mig grau. L'escala desigual dels eixos x i y (molts peus enfront de moltes milles nàutiques) dóna lloc a un espai no lineal entre els marcadors d'elevació. L'alçada es mostra com un patró de quadrícula lineal. La segona quadrícula (discollada) està orientada a la curvatura de la Terra.
radiació
Les representacions tridimensionals dels diagrames d'antena són majoritàriament imatges generades per ordinador. La majoria de les vegades són generats per programes de simulació i els seus valors són sorprenentment propers als diagrames mesurats reals. Generar un veritable mapa de mesura suposa un gran esforç de mesura, ja que cada píxel de la imatge representa el seu propi valor de mesura.
radiació
Una representació tridimensional del patró de l'antena en coordenades cartesianes d'una antena de radar en un vehicle de motor.
(La potència es dóna en nivells absoluts! Per tant, la majoria dels programes de mesura de l'antena trien un compromís per a aquesta representació. Només les parts verticals i horitzontals del diagrama a través de l'antena es poden utilitzar com a mesures reals.
radiació
La resta de píxels es calculen multiplicant tota la corba de mesura de la trama vertical per la mesura única de la trama horitzontal. La potència de càlcul requerida és enorme. A part d'una representació agradable a les presentacions, el seu benefici és qüestionable, ja que no es pot obtenir informació nova d'aquesta representació en comparació amb dues trames separades (gràfics d'antena horitzontal i vertical). Al contrari: sobretot a les zones perifèriques, els gràfics generats amb aquest compromís haurien de desviar-se significativament de la realitat.
radiació
A més, els diagrames 3D es poden representar en coordenades cartesianes i polars.
radiació
L'amplada de feix d'una antena de radar s'entén normalment com l'amplada de feix de mitja potència. La intensitat radiada màxima es troba en una sèrie de mesures (principalment en una cambra anecoica) i després en els punts situats a banda i banda del pic, que representen la intensitat màxima elevada a la mitja potència. La distància angular entre els punts de mitja potència es defineix com l'amplada del feix. [1] La meitat de la potència en decibels és -3 dB, per tant la meitat de la potència del feixw
