Эквивалентная схема антенны. Коэффициент полезного действия антенны.

Радиотехнические показатели антенны делятся на характеристики и параметры.

Характеристиками являются функциональные зависимости амплитуды, фазы и коэффициента поляризации поля антенн в дальней зоне от направления на точку наблюдения. Остальные показатели являются параметрами.

Эквивалентная схема антенны как нагрузки генератора представлена на рисунке 7.2. Точки «а» и «b» обозначают входные зажимы антенны (точки ее питания).

Если обозначить комплексные амплитуды напряжения и тока на входе антенны и соответственно, то входное сопротивление антенны определяется выражением:

. (5.1)

В общем случае входное сопротивление - комплексная величина. Найдем его компоненты. Для этого умножим числитель и знаменатель в (5.1) на комплексно-сопряженное значение тока на входе антенны. Тогда получим

. (5.2)

В выражении (5.2) обозначает квадрат действующего значения тока на входе антенны.

Подводимая к антенне мощность расходуется на:

‑ излучение ,

‑ нагревание металлических конструкций (мощность потерь - ),

‑ мощности реактивных полей антенны .

В связи с этим выражение для входного сопротивления антенны можно записать в виде:

. (5.3)

Активная часть входного сопротивления антенны состоит из двух слагаемых: сопротивления излучения и сопротивления потерь . Реактивная часть входного сопротивления соответствует мощности реактивных полей вокруг антенны. При резонансе и входное сопротивление антенны активное.

Эффективность работы антенны как преобразователя энергии оценивается с помощью коэффициента полезного действия (КПД):

. (5.4)

Входное сопротивление и КПД антенны относятся к ее параметрам.

Поскольку реальные радиолинии функционируют в пределах некоторой полосы частот, интерес представляют частотные характеристики КПД, сопротивления излучения, сопротивления потерь и реактивного сопротивления.

Для характеристики антенны как нагрузки передатчика важную роль играет электрическая прочность, под которой понимают то максимальное напряжение (или максимальную мощность), которое может быть подведено к антенне при сохранении нормальных условий ее функционирования (отсутствие пробоя и неискаженная передача сигналов).

Входное сопротивление, КПД и электрическая прочность антенны в заданной полосе частот являются параметрами, определяющими функцию антенны как преобразователя направляемых волн в свободные.