Zaradi posebne zasnove antene se lahko gostota sevanja koncentrira v določeni prostorski smeri. Merilo usmerjenosti antene brez izgub je ojačanje antene. Tesno je povezana z usmerjenostjo antene. V nasprotju z usmerjenostjo, ki opisuje samo smerne karakteristike antene, dobiček antene upošteva tudi učinkovitost antene.
sevanje
Zato predstavlja dejansko sevano moč. To je običajno manj od moči, ki jo zagotavlja oddajnik. Ker pa je to moč lažje izmeriti kot usmerjenost, se ojačanje antene pogosteje uporablja kot usmerjenost. Ob predpostavki, da je antena brez izgub, se lahko usmeritev nastavi enako kot ojačanje antene.
sevanje
Referenčna antena se uporablja za določitev ojačanja antene. V večini primerov je referenčna antena vsesmerni radiator brez izgub (izotropni radiator ali antena), ki seva enakomerno v vse smeri, ali preprosta dipolna antena, vsaj v ravnini, na katero se nanaša.
sevanje
Za anteno, ki jo je treba izmeriti, se gostota sevanja (moč na enoto površine) določi na točki na določeni razdalji in primerja z vrednostjo, pridobljeno z uporabo referenčne antene. Dobiček antene je razmerje med dvema gostotama sevanja.
sevanje
Na primer, če usmerjena antena proizvede 200-krat večjo gostoto sevanja kot izotropna antena v določeni prostorski smeri, je vrednost ojačanja antene G 200 ali 23 dB.
sevanje
Vzorec antene
Antenski vzorec je grafični prikaz prostorske porazdelitve energije, ki jo seva antena. Odvisno od uporabe naj bi antena sprejemala samo iz določene smeri, ne pa tudi signalov iz drugih smeri (npr. TV antena, radarska antena), po drugi strani pa bi morala biti avtomobilska antena sposobna sprejemati oddajnike iz vseh možnih smeri.
sevanje
Diagram sevanja antene je grafični prikaz elementov sevalnih karakteristik antene. Antenski vzorec je običajno grafična predstavitev smernih karakteristik antene. Predstavlja relativno intenzivnost energijskega sevanja ali količino električne ali magnetne poljske jakosti kot funkcijo smeri antene. Antenski diagrami se izmerijo ali ustvarijo s simulacijskimi programi v računalniku, na primer za grafični prikaz usmerjenosti radarske antene in s tem oceno njene učinkovitosti.
sevanje
V primerjavi z vsesmernimi antenami, ki sevajo enakomerno v vse smeri letala, usmerjene antene dajejo prednost eni smeri in zato v tej smeri dosegajo daljši domet z nižjo oddajno močjo. Vzorci sevanja antene grafično ponazarjajo preference, določene z meritvami. Zaradi recipročnosti so zagotovljene enake oddajne in sprejemne lastnosti antene. Diagram prikazuje usmerjeno porazdelitev oddajne moči kot poljsko jakost in občutljivost antene med sprejemom.
sevanje
Zahtevana usmerjenost je dosežena z usmerjeno mehansko in električno konstrukcijo antene. Usmerjenost kaže, kako dobro antena sprejema ali oddaja v določeni smeri. Predstavljen je v grafični predstavitvi (antenski vzorec) kot funkcija azimuta (vodoravni prikaz) in višine (navpični prikaz).
sevanje
Uporabite kartezične ali polarne koordinatne sisteme. Meritve v grafičnih prikazih imajo lahko linearne ali logaritemske vrednosti.
sevanje
Uporabite številne oblike prikaza. Kartezični koordinatni sistemi, pa tudi polarni koordinatni sistemi, so zelo pogosti. Glavni cilj je prikazati reprezentativen vzorec sevanja vodoravno (azimut) za celotno predstavitev 360° ali navpično (elevacija) večinoma samo za 90 ali 180 stopinj. Podatke iz antene je mogoče bolje predstaviti v kartezičnih koordinatah. Ker se ti podatki lahko natisnejo tudi v tabele, je običajno prednostna bolj opisna predstavitev krivulje trajektorije v polarnih koordinatah. V nasprotju s kartezičnim koordinatnim sistemom ta neposredno nakazuje smer.
sevanje
Zaradi lažje manipulacije, preglednosti in največje vsestranskosti so vzorci sevanja običajno normalizirani na zunanje robove koordinatnega sistema. To pomeni, da je največja izmerjena vrednost poravnana z 0° in narisana na zgornjem robu grafikona. Nadaljnje meritve vzorca sevanja so običajno prikazane v dB (decibelih) glede na to največjo vrednost.
sevanje
Lestvica na sliki se lahko spreminja. Obstajajo tri vrste pogosto uporabljenih meril za izris; linearni, linearni logaritemski in modificirani logaritemski. Linearna lestvica poudari glavni žarek sevanja in običajno zaduši vse stranske žarke, saj so običajno manjši od enega odstotka glavnega žarka. Vendar pa linearna logaritmična lestvica dobro predstavlja stranske režnje in je prednostna, kadar so ravni vseh stranskih režnjev pomembne. Vendar daje vtis slabe antene, ker je glavni reženj razmeroma majhen. Spremenjena logaritemska lestvica (slika 4) poudari obliko glavnega žarka, ko stisne zelo nizke (<30 dB) stranske žarke proti središču moda. Zato je glavni reženj dvakrat večji od najmočnejšega stranskega režnja, kar je ugodno za vizualno predstavitev. Vendar se ta oblika predstavitve v tehnologiji redko uporablja, ker je iz nje težko prebrati natančne podatke.
sevanje
sevanje
horizontalni vzorec sevanja
Horizontalni diagram antene je tlorisni pogled na elektromagnetno polje antene, izražen kot dvodimenzionalna ravnina s središčem na anteni.
Interes te predstavitve je preprosto pridobitev usmerjenosti antene. Običajno je vrednost -3 dB navedena tudi kot črtkani krog na lestvici. Presek med glavnim režnjem in tem krogom ima za posledico tako imenovano širino žarka polovične moči antene. Drugi lahko berljivi parametri so razmerje napredovanja in umika, to je razmerje med glavnim režnjem in zadnjim režnjem ter velikost in smer stranskih rež.
sevanje
sevanje
Pri radarskih antenah je pomembno razmerje med glavnim in stranskim režnjem. Ta parameter neposredno vpliva na oceno stopnje zaščite pred motnjami radarja.
sevanje
vertikalni vzorec sevanja
Oblika navpičnega vzorca je navpični prerez tridimenzionalne figure. Na prikazanem polarnem grafu (četrtina kroga) je položaj antene izhodišče, os X je domet radarja, os Y pa višina cilja. Ena od tehnik merjenja antene je sončno stroboskopsko snemanje z merilnim orodjem RASS-S podjetja Intersoft Electronics. RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) je od proizvajalca radarja neodvisen sistem za ocenjevanje različnih elementov radarja s povezovanjem z že razpoložljivimi signali v pogojih delovanja.
sevanje
Slika 3: Navpični vzorec antene s kvadratno karakteristiko kosekansa
Na sliki 3 so merske enote navtične milje za doseg in čevlji za nadmorsko višino. Zaradi zgodovinskih razlogov se ti dve merski enoti še vedno uporabljata pri vodenju zračnega prometa. Te enote so drugotnega pomena preprosto zato, ker so narisane količine sevanja opredeljene kot relativne ravni. To pomeni, da je vizura pridobila vrednost (teoretičnega) največjega dosega, izračunanega s pomočjo radarske enačbe.
sevanje
Oblika grafa zagotavlja le zahtevane informacije! Za pridobitev absolutne vrednosti potrebujete drugo ploskev, izmerjeno pod enakimi pogoji. Lahko primerjate oba grafa in ugotovite pretirana povečanja ali zmanjšanja zmogljivosti antene.
sevanje
Radiali so oznake za višinske kote, tukaj v korakih po pol stopinje. Neenakomerno merjenje osi x in y (veliko čevljev v primerjavi z mnogimi navtičnimi miljami) povzroči nelinearni razmik med višinskimi oznakami. Višina je prikazana kot linearni mrežni vzorec. Druga (črtkana) mreža je usmerjena glede na ukrivljenost Zemlje.
sevanje
Tridimenzionalni prikazi antenskih diagramov so večinoma računalniško ustvarjene slike. Večino časa jih ustvarijo simulacijski programi in njihove vrednosti so presenetljivo blizu dejanskim izmerjenim grafom. Ustvarjanje pravega merilnega zemljevida pomeni ogromen napor pri merjenju, saj vsaka slikovna pika slike predstavlja svojo vrednost meritve.
sevanje
Tridimenzionalni prikaz vzorca antene v kartezičnih koordinatah iz radarske antene na motornem vozilu.
(Moč je podana v absolutnih ravneh! Zato večina programov za merjenje antene izbere kompromis za to predstavitev. Kot dejanske meritve se lahko uporabijo samo navpični in vodoravni deli diagrama skozi anteno.
sevanje
Vse druge slikovne pike se izračunajo z množenjem celotne merilne krivulje navpičnega grafa z eno samo meritvijo vodoravnega grafa. Zahtevana računalniška moč je ogromna. Poleg všečnega prikaza v predstavitvah je njegova korist vprašljiva, saj iz tega prikaza ni mogoče pridobiti nobenih novih informacij v primerjavi z dvema ločenima risbama (horizontalno in vertikalno grafiko antene). Nasprotno: predvsem na obrobnih območjih bi morali grafi, ustvarjeni s tem kompromisom, precej odstopati od realnosti.
sevanje
Poleg tega je mogoče 3D-risbe predstaviti v kartezičnih in polarnih koordinatah.
sevanje
Širina snopa radarske antene se običajno razume kot širina snopa polovične moči. Najvišjo sevano jakost najdemo v nizu meritev (večinoma v brezehoični komori) in nato v točkah na obeh straneh vrha, ki predstavljajo največjo intenziteto, povečano na polovično moč. Kotna razdalja med točkama polovične moči je definirana kot širina žarka. [1] Polovična moč v decibelih je −3 dB, torej polovična moč žarka w
