Otázka Základy vyzařování elektromagnetických vln

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Otázka 17. 17.1 Základy vyzařování elektromagnetických vln"

Vojtěch Havel
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Otázka 17 Základy vyzařování elektomagnetických vln, přehled základních duhů antén a jejich základní paamety (vstupní impedance, směový diagam, zisk) liniové, plošné, eflektoové stuktuy, anténní řady Základy vyzařování elektomagnetických vln Základní ozdělení antén je na antény vysílací a přijímací. Vysílací anténa je učena k přeměně elektické enegie na enegii elmag. vln. Přijímací anténa naopak slouží k přeměně enegie elmag. vln na elektickou enegii. Elektomagnetické vlny vysílají kolem každého vodiče, kteým pocházejí poud, ale né každé uspořádání vodičů zaučuje max. vyzařování. Např. u dvoudátového vedení běžně používaného v telekomunikacích je vyzařování minimální. Největší záření je u jednodátového vedení. Jako nejjednodušší anténu lze využít syntetický zářič tzv. dipól (s vyzařovací chaakteistikou tvau tooidu). Veličiny popisující vyzařování elmag. vln: S hustota vyzářeného výkonu výkon pošlý jednotkou plochy v daném místě střední hodnota Poyntingova vektou v daném místě. F ( ϑϕ, ) vyzařovací (směová) chaakteistika udává hodnoty intenzity el. pole v bodech na učitém konstantním poloměu (na kulové ploše) v závislosti na úhlech ϕϑ, v poovnání se vztažnou hodnotou intenzity, např. maximální intenzitou pole ve stejném uspořádání. 2 F ( ϑϕ, ) výkonová směová chaakteistika hodnoty hustoty vyzářeného výkonu v bodech na učitém konstantním poloměu (na kulové ploše) v závislosti na úhlech ϕϑ, v poovnání se vztažnou hodnotou hustoty výkonu, např. maximální hustotou pole ve stejném uspořádání. W intenzita vyzařování udává výkon, kteý vychází elementáním kuželem v učitém směu zářiče. 2 W= S D směovost udává velikost maximální intenzity vyzařování daného zářiče, kteá je vztažena ke střední hodnotě vyzařování (po výkon vycházející ovnoměně na všechny stany od zářiče). Wmax D = W stř P celkový vyzářený výkon, celkový činný výkon vycházející v podobě elmag. vlnění ze zářiče, je to celkový činný výkon, kteý pojde učitou uzavřenou plochou kolem zářiče. 4π S 0 P = S ds = Wd ρ

vln na elektickou enegii. Elektomagnetické vlny vysílají kolem každého vodiče, kteým pocházejí poud, ale né každé uspořádání vodičů zaučuje max. vyzařování. Např.

3 17.2 Anténní paamety K popisu vlastností antén z hlediska jednotlivých anténních paametů si je třeba uvědomit, že každý z paametů chaakteizuje anténu z jiného úhlu pohledu a tepve vzájemně tvoří úplný obaz objektu nazývaného anténa. Mezi jednotlivými anténními paamety je úzká vazba a v úplném popisu antény má každý z nich svou nezastupitelnou oli. Paamety antén lze ozdělit do dvou základních skupin. Do pvní skupiny patří paamety, kteé lze měřit na anténě, jako součásti obvodu (např. vstupní impedance), do duhé skupiny lze zařadit paamety, chaakteizující anténu z hlediska jejího vnějšího chování, tj. jak se anténa jeví při měření ve volném postou, kteý ji obklopuje. Do této skupiny patří směové chaakteistiky, zisk a polaizační vlastnosti. K uvedeným anténním paametům lze přidat množství další paametů, kteé nejsou v této otázce uvažovány, potože jejich znalost je požadována jen ve speciálních případech (např. šumová teplota antény, efektivní plocha, atd.) Vstupní impedance Vektoovým měřením kmitočtové závislosti vstupní impedance antény, nebo koeficientu odazu, případně pouze skaláním měřením PSV, získáme asi nejlepší infomaci o pacovním pásmu antény. Pokud anténa není kmitočtovém pásmu přizpůsobena ke svému napájecímu vedení, dochází v místě spojení k odazům, tj. ke zhošenému přenosu enegie, a nemá poto většinou smysl v uvedeném kmitočtovém pásmu anténu používat. Z uvedeného důvodu se povádí měření přizpůsobení antény často jako pvní anténní měření a v případě nepříznivého výsledku nemá většinou smysl povádět měření dalších anténních paametů. Znalost vstupní impedance antény je důležitá veličina po návh přizpůsobovacích obvodů.

Paamety antén lze ozdělit do dvou základních skupin. Do pvní skupiny patří paamety, kteé lze měřit na anténě, jako součásti obvodu (např.

4 Směové chaakteistiky Směová chaakteistika antény je definována jako epezentace směových vlastností antény v závislosti na postoových souřadnicích. Po většinu případů se učuje po vzdálenou oblast antény. Směová chaakteistika bývá v paxi často nahazována dvouozměnými, tj. plošnými řezy v tzv. hlavních ovinách.

Po většinu případů se učuje po vzdálenou oblast antény.

5 Směovost D (diectivity) Zisk Zisk antény je definován jako pomě intenzity vyzařování vytvářeného anténou ve stanoveném směu k intenzitě vyzařování, kteá by byla dosažena, kdyby výkon dodaný anténě byl ovnoměně a bezeztátově vyzařován do všech směů. Zisk antény poto závisí na směu, ve kteém je měřen. Obvykle se ziskem antény myslí maximální zisk antény ve směu jejího maximálního vyzařování, tj. bezozměná veličina představující pomě intenzity vyzařování mezi danou anténou a anténou efeenční. Jako efeenční se nejčastěji používá izotopická anténa, někdy půlvlnný, nebo elementání dipól. Celková účinnost: Zisk: η= ηηη = c d P P zdoj W W G = π = π = η max max 4 4 D. P P zdoj η zahnuje ztáty odazem, ztáty ve vodičích, dielektické ztáty Polaizační vlastnosti Polaizaci antény definujeme jako polaizaci vlny vyzařované anténou do daného směu v oblasti vzdáleného pole. Není-li smě uveden, předpokládá se smě maximální intenzity vyzařování. Polaizace vlny je definována jako půmět koncového bodu vektou intenzity elektického pole do oviny kolmé na smě šíření.

Obvykle se ziskem antény myslí maximální zisk antény ve směu jejího maximálního vyzařování, tj. bezozměná veličina představující pomě intenzity vyzařování mezi danou anténou a anténou efeenční.

6 17.3 Duhy antén Liteatua Mazánek, M., Pechač, P., Vokuka, J.: Antény a šíření. Vydavatelství ČVUT, Paha PS: Přikládám taky dvě pezentace od Pankáce, kde najdete veškeá odvození vyzařování dipólu a chaakteistiky antény Nemyslím si, že by něco podobného po nás mohl někdo u státnic chtít, ale pokud budete mít čas koukněte i na to, může to pomoct odstanit případné nejasnosti.

cz/~aida/multimedia/ PS: Přikládám taky dvě pezentace od Pankáce, kde najdete veškeá odvození vyzařování dipólu a chaakteistiky

Podobné dokumenty

Antény. Zpracoval: Ing. Jiří. Sehnal. 1.Napájecí vedení 2.Charakteristické vlastnosti antén a základní druhy antén

Antény. Zpracoval: Ing. Jiří. Sehnal. 1.Napájecí vedení 2.Charakteristické vlastnosti antén a základní druhy antén ANTÉNY Sehnal Zpracoval: Ing. Jiří Antény 1.Napájecí vedení 2.Charakteristické vlastnosti antén a základní druhy antén Pod pojmem anténa rozumíme obecně prvek, který zprostředkuje přechod elektromagnetické