DSC03963

172 WSTĘP DO TECHNIKI ANTENOWEJ

antenę b, a antena a będzie odbiornikiem, to napięcie na otwartych zaciskach a odpowiada charakterystyce odbiorczej anteny a. jeśli poruszamy anteną b w stałej odległości od a. Z* jest więc charakterystyką odbiorczą anteny a. Ponieważ wiemy, że obie impedancje są równe, więc charakterystyka nadawcza jest równa charakterystyce odbiorczej. Należy zauważyć, że zasada wzajemności obowiązuje również wtedy, gdy anteny nie są umieszczone w strefie promieniowania.

7.6. Antena w torze radiowym

W tym podrozdziale rozważymy przypadek użycia anteny w typowym łączu radiowym, a następnie w zastosowaniach radiolokacyjnych. Niech nasze łącze tworzy nadajnik i odbiornik oddalone od siebie o r metrów (rys. 7.19). Gdyby antena nadajnika była izotropowa, to wytwarzałaby w odległości r falę, której średni wektor Poyntinga wynosiłby

(b)

Rys. 7.29. Identyczność charakterystyk promieniowania dla anteny nadawczej (a) i odbiorczej (b)

(7.168)

47tr

gdzie P_T jest uśrednioną w czasie mocą dostarczoną do anteny (zakładamy bezstratność anteny izotropowej), a U_ave jest średnią gęstością promieniowania. Jeśli antena nadawcza ma kierunkowość D_T i jest skierowana w stronę odbiornika, to powierzchniowa gęstość mocy w punkcie odbioru wyniesie

.....I........I iit I^j ■

r 4 nr

Moc wydzielana w dopasowanym obciążeniu anteny odbiorczej jest równa

(7.170)

gdzie A«_mR jest aperturą maksymalną anteny odbiorczej (zakładamy dopasowanie impedancyjne i polaryzacyjne). Jeśli wyrazimy aperturę maksymalną za pomocą kierunkowości (wz. 7.138), to moc wydzielana na obciążeniu odbiornika wyniesie

(7.171)

Inną postać tej zależności nazywamy transmisyjnym wzorem Friisa:

Wiemy, że anteny rzeczywiste nie są bezstratne i charakteryzują się sprawnością energetyczną T). Parametrem lepiej opisującym antenę jest zysk energetyczny równy

(7.173)

Zastępując kierunkowości zyskami energetycznymi dostajemy wzór Friisa uwzględniający straty w antenach:

Wzór ten jest niezmiernie użyteczny przy obliczaniu bilansu energetycznego mikrofalowych łączy radiowych. Zakłada on, że istnieje dopasowanie impedancyjne i polaryzacyjne anteny nadawczej i odbiorczej. Anteny muszą być skierowane tak, aby ich kierunki maksymalnego promieniowania pokrywały się. Jeśli jeden z tych warunków nie jest spełniony, należy wprowadzić współczynniki korygujące odpowiednio niedopasowanie impedancyjne (1 — | T |²), polaryzacyjne oraz kierunku. Ponieważ przy obliczaniu bilansu operujemy zwykle na skali logarytmicznej, wygodnie jest zapisać (7.174) w następującej postaci:

DSC03963

DSC03963

7.6. Antena w torze radiowym

.....I........I iit Ij ■

.....I........I iit I^j ■