Випромінювання – це термін, що описує інтенсивність електромагнітних хвиль, що передаються або приймаються антеною. На будь-якій ілюстрації антени діаграма, що зображує характеристики випромінювання антени, відома як її діаграма спрямованості. Спостерігаючи за діаграмою спрямованості, можна інтуїтивно зрозуміти функціональність та спрямованість антени. Потужність, що випромінюється антеною, впливає як на ближню, так і на дальню зони.
Графічно випромінювання можна виразити як функцію кутового положення антени та радіальної відстані. Ця математична функція описує характеристики випромінювання антени, зазвичай представлені електричним полем E(θ,ϕ) та магнітним полем H(θ,ϕ) у сферичних координатах.
Діаграма випромінювання
Енергія, що випромінюється антеною, характеризується її діаграмою спрямованості. Діаграма спрямованості – це графічне представлення того, як випромінювана енергія розподіляється в просторі залежно від напрямку. Давайте тепер розглянемо типові схеми випромінювання енергії.
На рисунку вище показано діаграму спрямованості дипольної антени. Випромінювана енергія представлена діаграмою спрямованості, нанесеною вздовж певних напрямків, зі стрілками, що вказують напрямок випромінювання. Діаграми спрямованості можна класифікувати як діаграми спрямованості поля або діаграми спрямованості потужності.
•Схема поля є функцією електричного та магнітного полів і зазвичай зображується в логарифмічному масштабі.
•Діаграма потужності є функцією квадрата величин електричного та магнітного полів і зазвичай відображається в логарифмічному масштабі, тобто в дБ.
3D-діаграма випромінювання
Тривимірна діаграма спрямованості — це тривимірний графік, побудований у сферичних координатах (r, θ, ϕ), з початком координат у центрі системи координат. Він виглядає, як показано на рисунку нижче —
На рисунку показано тривимірну діаграму спрямованості всеспрямованої антени, що чітко ілюструє три координатні осі (x, y, z).
2D діаграма спрямованості
Двовимірну діаграму спрямованості можна отримати, розділивши тривимірну діаграму спрямованості на горизонтальну та вертикальну площини. Отримані дві діаграми спрямованості називаються відповідно діаграмою спрямованості в горизонтальній та вертикальній площинах.
Як згадувалося вище, на рисунку показано діаграму спрямованості всеспрямованої антени в площинах H та V. Площина H представляє горизонтальну діаграму спрямованості, а площина V – вертикальну.
Формування частки
У зображенні діаграм спрямованості часто зустрічаються різні форми, які вказують на основні та другорядні області випромінювання. Ці області допомагають оцінити ефективність випромінювання антени. Для кращого розуміння зверніться до рисунка нижче, який ілюструє діаграму спрямованості дипольної антени.
У діаграмі спрямованості зазвичай є головна частка, бічні частки та задня частка.
• Основна частина випромінюваного поля, яка охоплює велику площу, називається головною пелюсткою або головним променем. Саме тут зосереджена максимальна випромінювана енергія, а її напрямок вказує на спрямованість антени.
• Інші частини діаграми спрямованості, розподілені латерально, називаються бічними пелюстками або малими пелюстками. Це області, де втрачається потужність.
•Крім того, є частка, орієнтована прямо протилежно головній частці, відома як задня частка, яка також є типом бічної частки. Тут також витрачається значна кількість енергії.
Приклад
Якщо антена, що використовується в радіолокаційній системі, генерує бічні пелюстки, відстеження цілі стає надзвичайно складним. Це пояснюється тим, що ці бічні пелюстки створюють хибні цілі. Відрізнити реальні цілі від помилкових дуже складно. Тому для покращення продуктивності та економії енергії ці бічні пелюстки необхідно придушити або усунути.
Заходи усунення несправностей
Випромінювану енергію, що втрачається таким чином, потрібно використовувати. Якщо ці незначні пелюстки можна усунути та перенаправити цю енергію в один напрямок, а саме до головного пелюстка, спрямованість антени збільшується, тим самим покращуючи її характеристики.
Типи діаграм спрямованості випромінювання
До поширених типів діаграм випромінювання належать:
• Всеспрямований візерунок (також званий ненаправленим візерунком): цей візерунок зазвичай виглядає як бублик у 3D-зображенні, тоді як у 2D-зображенні він утворює візерунок у формі вісімки.
• Діаграма променя у формі олівця: Промінь має чітку, спрямовану форму, схожу на олівець.
• Віялоподібний візерунок променя: Промінь набуває віялоподібного візерунка.
• Шаблон фігурної балки: Неоднорідна балка без регулярного шаблону називається шаблоном фігурної балки.
Точкою відліку для всіх цих типів випромінювання є ізотропне випромінювання. Хоча ізотропне випромінювання фізично нездійсненне, воно залишається важливим орієнтиром.
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 10 квітня 2026 р.
