Выпраменьванне — гэта тэрмін, які апісвае інтэнсіўнасць электрамагнітных хваль, якія перадаюцца або прымаюцца антэнай. На любой ілюстрацыі антэны дыяграма, якая адлюстроўвае характарыстыкі выпраменьвання антэны, вядомая як яе дыяграма накіраванасці. Назіраючы за дыяграмай накіраванасці, можна інтуітыўна зразумець функцыянальнасць і накіраванасць антэны. Магутнасць, якая выпраменьваецца антэнай, уплывае як на блізкую, так і на далёкую зоны.
Графічна выпраменьванне можна выразіць як функцыю вуглавога становішча антэны і радыяльнай адлегласці. Гэтая матэматычная функцыя апісвае характарыстыкі выпраменьвання антэны, якія звычайна прадстаўлены электрычным полем E(θ,ϕ) і магнітным полем H(θ,ϕ) у сферычных каардынатах.
Дыяграма выпраменьвання
Энергія, якую выпраменьвае антэна, характарызуецца яе дыяграмай накіраванасці. Дыяграма накіраванасці — гэта графічнае адлюстраванне таго, як выпраменьваная энергія размеркавана ў прасторы ў залежнасці ад кірунку. Давайце зараз разгледзім тыповыя заканамернасці выпраменьвання энергіі.
На малюнку вышэй паказана дыяграма накіраванасці дыпольнай антэны. Выпраменьваная энергія прадстаўлена дыяграмай накіраванасці, пабудаванай уздоўж пэўных напрамкаў, са стрэлкамі, якія паказваюць кірунак выпраменьвання. Дыяграмы накіраванасці можна класіфікаваць як палявыя дыяграмы або дыяграмы накіраванасці магутнасці.
•Карціна поля з'яўляецца функцыяй электрычнага і магнітнага палёў і звычайна адлюстроўваецца ў лагарыфмічным маштабе.
•Дыяграма магутнасці з'яўляецца функцыяй квадрата велічынь электрычнага і магнітнага палёў і звычайна адлюстроўваецца ў лагарыфмічнай шкале, г.зн. у дБ.
3D-дыяграма выпраменьвання
Трохмерная дыяграма накіраванасці — гэта трохмерны графік, пабудаваны ў сферычных каардынатах (r, θ, ϕ), з пачаткам кропкі ў цэнтры сістэмы каардынат. Яна выглядае, як паказана на малюнку ніжэй —
На малюнку паказана трохмерная дыяграма накіраванасці всенакіраванай антэны, якая выразна ілюструе тры каардынатныя восі (x, y, z).
2D-дыяграма выпраменьвання
Двухмерную дыяграму накіраванасці можна атрымаць, падзяліўшы трохмерную дыяграму накіраванасці на гарызантальную і вертыкальную плоскасці. Атрыманыя дзве дыяграмы накіраванасці называюцца адпаведна гарызантальнай і вертыкальнай плоскасцямі.
Як ужо згадвалася вышэй, на малюнку паказана дыяграма накіраванасці ўсенакіраванай антэны ў плоскасцях H і V. Плоскасць H прадстаўляе гарызантальную дыяграму накіраванасці, а плоскасць V — вертыкальную.
Фарміраванне доляў
У прадстаўленні дыяграм накіраванасці часта сустракаюцца розныя формы, якія паказваюць асноўныя і другарадныя вобласці выпраменьвання. Гэтыя вобласці дапамагаюць ацаніць эфектыўнасць выпраменьвання антэны. Для лепшага разумення звярніцеся да малюнка ніжэй, які ілюструе дыяграму накіраванасці дыпольнай антэны.
У дыяграме накіраванасці звычайна ёсць галоўны пялёстак, бакавыя пялёсткі і задні пялёстак.
• Асноўная частка выпраменьванага поля, якая пакрывае вялікую плошчу, называецца галоўным пялёсткам або галоўным праменем. Тут сканцэнтравана максімальная выпраменьваная энергія, і яго кірунак паказвае накіраванасць антэны.
• Іншыя часткі дыяграмы накіраванасці, размеркаваныя ў бакавой прамой, называюцца бакавымі пялёсткамі або малымі пялёсткамі. Гэта вобласці, дзе марнуецца магутнасць.
• Акрамя таго, ёсць доля, арыентаваная дакладна насупраць асноўнай долі, вядомая як задняя доля, якая таксама з'яўляецца тыпам бакавой долі. Тут таксама марнуецца значная колькасць энергіі.
Прыклад
Калі антэна, якая выкарыстоўваецца ў радарнай сістэме, генеруе бакавыя пялёсткі, адсочванне мэты становіцца надзвычай складаным. Гэта адбываецца таму, што гэтыя бакавыя пялёсткі ўводзяць ілжывыя мэты. Адрозніць рэальныя мэты ад ілжывых вельмі складана. Таму, каб палепшыць прадукцыйнасць і зэканоміць энергію, гэтыя бакавыя пялёсткі неабходна падаўляць або ліквідаваць.
Меры па выпраўленні наступстваў
Выпраменьваная энергія, якая марнуецца такім чынам, павінна быць выкарыстана. Калі гэтыя другарадныя пялёсткі можна ліквідаваць і перанакіраваць гэтую энергію ў адзін кірунак, а менавіта ў бок галоўнага пялёстка, накіраванасць антэны павялічваецца, тым самым паляпшаючы яе прадукцыйнасць.
Тыпы дыяграм выпраменьвання
Звычайныя тыпы дыяграм выпраменьвання ўключаюць:
• Усенакіраваны ўзор (таксама званы ненакіраваным узорам): гэты ўзор звычайна выглядае як пончык у трохмерным выглядзе, а ў двухмерным — як васьмёрка.
• Фігура прамяня ў форме алоўка: прамень мае рэзкую, накіраваную форму, падобную на аловак.
• Веерападобны малюнак прамяня: прамень мае веерападобны малюнак.
• Фіксаваная прамянёвая схема: неаднародная прамянёвая схема без рэгулярнай прамянёвай схемы называецца фігурнай прамянёвай схемай.
Кропкай адліку для ўсіх гэтых тыпаў выпраменьвання з'яўляецца ізатропнае выпраменьванне. Нягледзячы на тое, што ізатропнае выпраменьванне фізічна нерэалізавана, яно застаецца важным арыенцірам.
Каб даведацца больш пра антэны, наведайце:
Час публікацыі: 10 красавіка 2026 г.
