Выигрыш (коэффициент усиления) антенны по мощности


Понятие выигрыша антенны по мощности было дано в главе 18. Выигрыш по мощности практически ограничивается 50 000. Ограничение связано с двумя факторами. Во-первых, энергия радиоволн не распространяется в виде прямолинейного луча. Некоторая ее часть теряется за счет боковых лепестков характеристики направленности антенны. Во-вторых, поверхность отражателя никогда не бывает геометрически идеальной.
На рис. 481, а представлена характеристика направленности параболической антенны диаметром около 3 м, работающей на частоте 3000 Мгц. Напряженность поля под различными углами от оси параболоида выражена в процентах от максимальной. На рис. 481, б показан выигрыш такой антенны на различных частотах. Выигрыш по мощности этой антенны по сравнению с точечным излучателем с изотропной характеристикой прямо пропорционален площади антенны, выраженной в длинах волн. Если рабочая частота удваивается, то удваивается также и выигрыш антенны по мощности. Это относится как к приему, так и к передаче. На рис. 482 показана одна из самых больших существующих параболических приемных антенн. Эта антенна имеет 20 м в диаметре. Она может сравниваться с рупорным излучателем микроволновой радиорелейной системы, показанным слева. Характеристики такой антенны зависят от точности расчета и изготовления. Даже небольшие ошибки в размерах окажутся большими относительно длины волны. Возникает опасность изменения длины пути волн в частях системы. Вместо сложения может возникнуть их взаимная компенсация.
Выигрыш (коэффициент усиления) антенны по мощности

Выигрыш (коэффициент усиления) антенны по мощности

Существует множество типов антенн с большим выигрышем. Они рассчитаны на удовлетворение различных требований. На рис. 483 приведен интересный пример изменения формы параболической антенны. Эта антенна состоит из рупора, в который энергия радиосигнала поступает через горловину. Криволинейная отражающая поверхность верхней части рупора является параболической. Ее можно рассматривать как сектор обычного параболического отражателя, показанного на рис. 484. Однако в данном случае энергия отражается не всей отражающей поверхностью, как в случае полного параболического отражателя. Та же концентрация энергии и выигрыш по мощности достигаются фокусировкой в направлении к параболическому отражателю. Это позволяет уменьшить размеры антенны и ее стоимость. Такая рупорная антенна используется в микроволновой радиорелейной системе. Рупор весит 760 кг. Его высота 7 м, ширина 4 м, глубина 3 м. На частоте 4000 Мгц он дает выигрыш по мощности порядка 10 000, на частоте 6000 Мгц — 20 000 и на частоте 11 000 Мгц — 63 000. Этот максимальный выигрыш необычно высок. Он получается только потому, что отражающая поверхность выполнена очень точно с допуском не ниже 1,5 мм. В рупоре такого вида предусмотрено ограничение распространения мощности в бесполезных направлениях. Здесь мощность эффективно направляется металлическим рупором к отражающей поверхности.
Выигрыш (коэффициент усиления) антенны по мощности

Выигрыш (коэффициент усиления) антенны по мощности