През 1873 г. британският математик Максуел обобщава уравнението на електромагнитното поле – уравнението на Максуел.Уравнението показва, че: електрическият заряд може да създаде електрическо поле, токът може да създаде магнитно поле и променящото се електрическо поле също може да създаде магнитно поле, а променящото се магнитно поле може да създаде електрическо поле, което предсказва съществуването на електромагнитна вълна.
Четиринадесет години по-късно, през 1887 г., немският физик Хайнрих Херц проектира първата антена, за да тества съществуването на електромагнитни вълни.Безжичната комуникация започва през 1901 г., когато италианският физик Гулимо Маркони използва голяма антена, за да комуникира над океаните.
Основната функция на антената: Използва се за преобразуване на високочестотен ток (или насочена вълна) енергия в радиовълни и предаването й в пространството според предварително определено разпределение.Когато се използва за приемане, той преобразува енергията на радиовълните от космоса в енергия на високочестотен ток (или насочена вълна).
Следователно антената може да се разглежда като устройство за преобразуване на насочени вълни и радиационни вълни, е устройство за преобразуване на енергия.
Усилване на антената
Важна характеристика на антената, независимо дали се използва за предаване или приемане, е усилването на антената.
Някои източници на антени излъчват енергия еднакво във всички посоки и този тип излъчване се нарича изотропно излъчване.Това е като слънцето, което излъчва енергия във всички посоки.На фиксирано разстояние слънчевата енергия, измерена под всеки ъгъл, ще бъде приблизително еднаква.Следователно слънцето се счита за изотропен радиатор.
Всички останали антени имат обратното усилване на изотропния радиатор.Някои антени са насочени, т.е. в някои посоки се предава повече енергия, отколкото в други.Съотношението между енергията, разпространяваща се в тези посоки, и енергията, която антената не разпространява насочено, се нарича усилване.Когато предавателна антена с определено усилване се използва като приемна антена, тя също ще има същото усилване на приемане.
Модел на антената
Повечето антени излъчват повече радиация в едната посока, отколкото в другата, и подобно излъчване се нарича анизотропно излъчване.
Насочеността на антената се отнася до връзката между относителната стойност на радиационното поле на антената и пространствената посока при условие на същото разстояние в далечния регион.Силата на далечното поле на антената може да се изрази като
Където е функцията на посоката, независима от разстоянието и тока на антената;Са азимут ъгъл и ъгъл на наклон съответно;Е вълновото число и е дължината на вълната.
Насочената функция е представена графично като графика на посоката на антената.За да се улесни изчертаването на равнината, общият чертеж на двете ортогонални главни равнинни направления.
Диаграмата на антената е графично представяне на пространственото разпределение на излъчената от антената енергия.В зависимост от приложението, антените трябва да приемат сигнали само в една посока, а не в други (напр. телевизионни антени, радарни антени), от друга страна, автомобилните антени трябва да могат да приемат сигнали от всички възможни посоки на предавателя.
Желаната насоченост се постига чрез насочената механична и електрическа структура на антената.Насочеността показва приемащия или предавателния ефект на антената в определена посока.
Могат да се използват два различни типа графики за начертаване на ориентациите на антената – декартови и полярни координати.В полярната графика точката се проектира върху координатната равнина по протежение на оста на въртене (радиус) и се измерва полярната графика на радиацията.Както е показано на снимката по-долу.
Ако максималната стойност на графиката за пространствена ориентация е равна на 1, графиката за ориентация се нарича нормализирана графика за ориентация, а съответната функция за ориентация се нарича нормализирана функция за ориентация.Emax е интензитетът на електрическото поле в посока на максималното излъчване, докато е интензитетът на електрическото поле в посока на същото разстояние.
Диаграмата на посоката на връзката между плътността на мощността и посоката на излъчване се нарича диаграма на посоката на мощността.
Време на публикуване: 14 февруари 2023 г
