Амплитудная ДН, поляризационные свойства антенны
Мы можем записать:
-вектор поляризации антенны
(ЭДС) Напряженность будет равна:
(вектор поляризации падающей волны)
-скалярное произведение векторов(произведение модулей векторов на cos угла между ними)
- коэффициент поляризационного приема. Характеризует степень поляризационного согласования приемной антенн с падающей волной. Если два вектора коллинеарны как на (рис .5а) то
ЭДС будет максимальным. Если вектора ортогональны, то приема не будет(эдс равно 0).
(19) подставим в (18):
Пример: отражение от облачности(грозы) будет засвет, используем круговую поляризацию правого вращения, отражаться будет уже с левым вращением, волна приниматься не будет. Самолет 50 м в длину, можно рассматривать как линейный отражатель, будет линейная поляризация.
Мощность в нагрузке приемной антенны. Эффективная площадь
Антенны, КИП, КНД, КУ, КПД.
Мощность в нагрузке:
(правая часть из (4))
Максимальная мощность будет в том случае когда 
Мощность нагрузки согласованной: 
Рассмотрим отношение: 
- коэффициент согласования, характеризует степень согласования антенны с нагрузкой. Далее преобразуем данное выражение: 
раскроем эдс из(15)
выделим отношение 
где 
=S(плотность потока мощности),
- текущий КНД.
Полагаем что: 
где 
= 
, тогда 
Соответственно:
Т.к для УКВ диапазона 
то:
Здесь же применяется коэффициент использования поверхности.
|
|
|
Показывает долю мощности, которую антенна извлекает из мощности падающей волны и передает в нагрузку, обычно он лежит в предела от 0,2 до 0,8.
Шумовая температура приемной антенны
В связи с успехами в создании усилителей высокой частоты с низким уровнем шума возникла необходимость учитывать при расчете чувствительности приемных устройств шумы, вносимые антенной.
Шумы антенны складываются из двух составляющих - шума, обусловленного потерями в антенне(собственный шум антенны) и шума за счет внешних источников. Собственный шум антенны определяется ее физической температурой 
и сопротивлением потерь 
. В соответствии с формулой Найквиста средний квадрат шумового напряжения.
- постоянная Больцмана. 
-ширина полосы пропускания.
Внешний шум, принимаемый антенной, находится аналогично, но этот шум относится к сопротивлению излучения антенны 
.
-коэффициент пропорциональности, который представляет собой такую температуру сопротивления , при которой его тепловой шум равен внешнему шуму, принимаемому антенной. -эквивалентная шумовая температура сопротивления излучения .
Поскольку собственные и внешние шумы статически независимы, то суммарный шум:
|
|
|
Где: 
- эквивалентная шумовая температура антенны, такая температура сопротивления 
, при которой его тепловой шум равен суммарному шуму антенны.
Мощность суммарного шума антенны на согласованной нагрузке будет:
В соотношении (36) первое слагаемое определяет составляющую шумовой температуры, обусловленную внешними шумами, второе дает составляющую шумовой температуры, обусловленную потерями в антенне. При высоком КПД основную роль играет внешний шум. Таким образом если пренебречь сопротивлением потерь, т.е. собственным шумом антенны, то:
-яркостная температура в пределах телесного угла 
. Яркостная температура любого излучающего тела определяется как температура абсолютно черного тела, спектральная интенсивность излучения которого на данной частоте равна интенсивности излучения рассматриваемого тела в данном направлении.
Таким образом, Шумовая температура идеальной антенны(А без потерь) представляет собой усредненную яркостную температуру окружающего пространства с учетом направленности антенны.
Основными источниками внешних шумов в диапазоне УКВ являются:
- тепловое радиоизлучение земной атмосферы;
-космическое радиоизлучение, включая радиоизлучение планет и звезд;
|
|
|
- тепловое радиоизлучение земли и предметов, расположенных вблизи антенны.
Наиболее существенное влияние на величину 
оказывает земля и окружающие антенну предметы, шумовая температура которых принимается равной 290К(17С). Зависимость космических шумов и шумов атмосферы от частоты и угла места.
В метровом диапазоне космическое излучение существенно, с укорочением длинны волны оно уменьшается. Большее значение в этом диапазоне приобретают шумы атмосферы. Они растут с уменьшением угла места, поскольку растет толщина слоя атмосферы, участвующего в создании шумов.
Качество приемной антенны определяется отношением мощности полезного сигнала к мощности шумов.
-шумовая температура приемного устройства.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!