3.2 Определение коэффициента направленного действия антенны на средней частоте. Волновое сопротивление

Рисунок 7 - КНД

Коэффициент направленного действия (КНД) показывает, во сколько раз можно уменьшить мощность излучения, отнесенную к единице телесного угла в дальней зоне, в направленной антенне по сравнению с мощностью излучения, отнесенной к единице телесного угла, изотропного (точечного) излучателя, чтобы на одинаковых расстояниях получить одинаковую напряженность поля (рисунок 7):

при , где и - суммарная мощность излучения и мощность излучения, отнесенная к единичному телесному углу, для направленной антенны; и - аналогичные мощности для изотропного излучателя.

Как видно из рисунка 7, КНД в данном направлении характеризует выигрыш в мощности излучения за счет направленных свойств антенны. КНД антенны максимален в направлении максимума главного лепестка ДН (см. рисунок 7):

Определим действующую высоту (ДВ). Действующая высота (ДВ) - это длина такого воображаемого излучателя с постоянным распределением тока, равным току на клеммах данной антенны, который в дальней зоне в экваториальной плоскости на одинаковом расстоянии создает такую же напряженность поля, что и данная антенна в максимуме излучения. Действующую высоту () еще называют эффективной длиной, поскольку она характеризует эффективность излучения антенны сданным (неравномерным) распределением тока по сравнению с постоянным.

Откуда коэффициент направленного действия симметричного электрического вибратора (КНД СЭВ):

Волновое сопротивление СЭВ:

Входное сопротивление СЭВ:

Выражение общего сопротивления излучения для решетки 4х4 будет выглядеть так:

где - сопротивления излучения решетки4 х 4 (без учета рефлектора); - сопротивления излучения вибраторов первого ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения; - сопротивления излучения вибраторов второго ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения; - сопротивления излучения вибраторов третьего ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения; - сопротивления излучения вибраторов четвертого ряда с учетом наводимых другими вибраторами решетки сопротивлений излучения.

Для расчета входного сопротивления всей решетки воспользуемся «методом наведенных ЭДС», который учитывает взаимное влияние вибраторов на общее сопротивление антенной решетки.

Данные, полученные методом наведенных ЭДС

где - собственные сопротивления излучения полуволновых вибраторов; - сопротивления излучения наведенное вибратором р на вибратор п.

Пользуясь данными таблицы, найдем сопротивление излучения всех вибраторов решетки:

Учитывая то, что конструкция решетки симметрична сопротивление симметрично расположенных вибраторов будет одинаково:

Учитывая симметричность конструкции:

Так как конструкция симметрична, то сопротивление излучения первого ряда будет равно сопротивлению излучения четвертого, а сопротивление излучения третьего ряда будет равно сопротивлению излучения второго.

Тогда сопротивление всей антенной решетки: