W 1873 roku brytyjski matematyk Maxwell podsumował równanie pola elektromagnetycznego – równanie Maxwella.Równanie pokazuje, że: ładunek elektryczny może wytworzyć pole elektryczne, prąd może wytworzyć pole magnetyczne, zmienne pole elektryczne może również wytworzyć pole magnetyczne, a zmienne pole magnetyczne może wytworzyć pole elektryczne, co przewiduje istnienie fali elektromagnetycznej.
Czternaście lat później, w 1887 roku, niemiecki fizyk Heinrich Hertz zaprojektował pierwszą antenę do badania istnienia fal elektromagnetycznych.Komunikacja bezprzewodowa rozpoczęła się w 1901 roku, kiedy włoski fizyk Gulimo Marconi użył dużej anteny do komunikacji nad oceanami.
Podstawowa funkcja anteny: Służy do przetwarzania energii prądu o wysokiej częstotliwości (lub fali kierowanej) na falę radiową i przesyłania jej w przestrzeń kosmiczną zgodnie z wcześniej ustalonym rozkładem.Używany do odbioru, przekształca energię fal radiowych z kosmosu w energię prądu o wysokiej częstotliwości (lub falę kierowaną).
Dlatego antenę można uznać za urządzenie do konwersji fali kierowanej i promieniowania, jest urządzeniem do konwersji energii.
Zysk anteny
Ważną cechą anteny, niezależnie od tego, czy jest ona używana do nadawania czy odbioru, jest zysk anteny.
Niektóre źródła antenowe emitują energię jednakowo we wszystkich kierunkach i ten rodzaj promieniowania nazywany jest promieniowaniem izotropowym.To jak słońce promieniujące energią we wszystkich kierunkach.W ustalonej odległości energia słoneczna mierzona pod dowolnym kątem będzie mniej więcej taka sama.Dlatego uważa się, że słońce jest promiennikiem izotropowym.
Wszystkie inne anteny mają zysk przeciwny do promiennika izotropowego.Niektóre anteny są kierunkowe, co oznacza, że w niektórych kierunkach przesyłanych jest więcej energii niż w innych.Stosunek energii rozchodzącej się w tych kierunkach do energii, której antena nie rozchodzi się kierunkowo, nazywany jest zyskiem.Gdy antena nadawcza o określonym zysku zostanie użyta jako antena odbiorcza, będzie ona miała również taki sam zysk odbioru.
Wzór anteny
Większość anten emituje więcej promieniowania w jednym kierunku niż w drugim, a promieniowanie takie nazywa się promieniowaniem anizotropowym.
Kierunkowość anteny odnosi się do relacji pomiędzy względną wartością pola promieniowania anteny a kierunkiem przestrzennym, pod warunkiem tej samej odległości w odległym obszarze.Natężenie pola dalekiego anteny można wyrazić jako
Gdzie jest funkcją kierunku niezależną od odległości i prądu anteny;Są odpowiednio kątem azymutu i kątem nachylenia;Jest liczbą falową i jest długością fali.
Funkcja kierunkowa jest reprezentowana graficznie jako wykres kierunkowy anteny.Aby ułatwić rysowanie płaszczyzny, ogólny rysunek dwóch ortogonalnych kierunków płaszczyzny głównej.
Wzór anteny to graficzne przedstawienie przestrzennego rozkładu energii wypromieniowanej przez antenę.W zależności od zastosowania anteny powinny odbierać sygnały tylko w jednym kierunku, a w innym nie (np. anteny telewizyjne, anteny radarowe), natomiast anteny samochodowe powinny odbierać sygnały ze wszystkich możliwych kierunków nadajnika.
Pożądaną kierunkowość osiąga się poprzez ukierunkowaną mechaniczną i elektryczną konstrukcję anteny.Kierunkowość wskazuje efekt odbioru lub nadawania anteny w określonym kierunku.
Do wykreślenia orientacji anteny można zastosować dwa różne typy grafiki – współrzędne kartezjańskie i biegunowe.Na wykresie biegunowym punkt jest rzutowany na płaszczyznę współrzędnych wzdłuż osi obrotu (promień) i mierzony jest wykres biegunowy promieniowania.Jak pokazano na poniższym obrazku.
Jeżeli maksymalna wartość wykresu orientacji przestrzennej jest równa 1, wykres orientacji nazywany jest znormalizowanym wykresem orientacji, a odpowiadająca mu funkcja orientacji nazywana jest znormalizowaną funkcją orientacji.Emax jest natężeniem pola elektrycznego w kierunku maksymalnego promieniowania, natomiast jest natężeniem pola elektrycznego w kierunku tej samej odległości.
Diagram kierunkowy zależności między gęstością mocy a kierunkiem promieniowania nazywany jest diagramem kierunku mocy.
Czas publikacji: 14 lutego 2023 r
