Приемные и передающие антенны по принципу действия идентичны, ибо в любых линейных системах (кроме гиротропных) коэффициенты преобразования полей взаимны. И, наконец, при волновой фронт становится сферическим, поле убывает как r-1 и осцилляции амплитуд в направлении распространения практически исчезают. На расстояниях , (как это видно на примере диполя) в зоне индукции поле представлено в основном квазистатическими полями, быстро убывающими как и (поля индукции).

Первой макроскопической моделью такого осциллятора был вибратор Герца (рис. 7.2), в котором заряды накапливаются на шарах или дисках с большой электрической емкостью. В теории антенн элементарным электрическим излучателем считается достаточно малый по длине (по сравнению с участок провода. Каково бы ни было распределение амплитуды и фазы тока по всему проводу, в пределах отрезка их можно принять неизменными.

Зависимость составляющих электромагнитного поля от расстояния определяется слагаемыми в ф-лах (7.9) и (7.10). Относительный вес отдельных слагаемых меняется в функции что приводит к качественным различиям поля на разных расстояниях от излучателя. Фазы электрического и магнитного полей в ф-лах (7.11), как и фазы зарядов и тока излучателя, сдвинуты друг относительно друга на 90°. Соответствующая составляющая вектора Пойнтинга чисто реактивна.

ПОЛЕ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ

В дальней зоне преобладают составляющие поля, меняющиеся обратно пропорционально в первой степени. Все это свидетельствует о том, что соотношения (7.12) описывают поле излучения: волну, переносящую электромагнитную энергию от излучателя во внешнее, пространство. Поэтому назовем в этих соотношениях волновыми компонентами поля. Дальнюю зону, где эти компоненты преобладают, называют волновой зоной или зоной излучения.

Поле излучения антенны

По мере приближения к излучателю величины волновых компонент поля возрастают. Несмотря на это, в промежуточной и особенно в ближней зоне они маскируются значительно более сильными реактивными полями. Так как напряженности полей в разных точках сферического фронта волны неодинаковы, излучаемая волна неоднородна.

Сопротивление излучения определяет мощность, излучаемую вибратором в свободное пространство. Два примера использования принципа двойственности особо выделены в теории антенн.

Следовательно, поступление энергии происходит через место такого разрыва, где , тогда как всюду на проводящих поверхностях антенны (в отсутствие омических потерь) ( — нормаль к поверхности). Однако при отыскании внешнего поля разрыв можно заменить металлической поверхностью и пустить по ней поверхностный магнитный ток , где — заданное стороннее поле на разрыве до замены.

Прямая задача теории антенн в общем случае состоит в определении поля излучения по заданной эдс, приложенной на «входе» антенны. Перечень других таких задач можно позаимствовать в руководствах по теории дифракции и уравнениям математической физики. Т. о., возникновение «вычислительной электродинамики», использующей ЭВМ, в какой-то мере объединило метод строгих решений эталонных задач с методом приближенных исследований реальных устройств.

Обе эти ДН сложных антенн имеют лепестковую структуру, обусловленную интерференцией волн, излучаемых и рассеиваемых различными элементами антенны. В т. н. сверхнаправленных антеннах это ограничение можно преодолеть за счет создания резко осциллирующего фазового распределения (неустойчивого к малейшим флуктуациям).

Задние лепестки определяются излучением облучателя антенны, прошедшим мимо зеркала, и дифракцией этого излучения на краях зеркала. В общем виде поляризационные свойства полей излучения антенн удобно описывать такими энергетическими параметрами, как матрица когерентности или параметры Стокса.

Элементы теории антенн

Энергетические параметры излучения антенны. КНД характеризует степень концентрации (выигрыш) по мощности в данном направлении. Т. о., при определении G сравниваются мощности, подводимые к изотропной и рассматриваемой антеннам, в то время как при определении КНД сравниваются излучаемые ими мощности.

Например, ромбические и логопериодические антенны (рис. 16, 17) — весьма широкополосны. Если токонесущие части передающей антенны окружены воздухом, то при E>30 кВ/см (и нормальном атмосферном давлении) наступает электрический пробой. Поэтому предельно допустимая мощность излучения (в 2-3 раза большая рабочей) определяется из условия E<30 кВ/см в точке максимальной напряженности поля вблизи антенны. Специфическим параметром приемной антенны является чувствительность к пространственным вариациям падающего поля, или к пространственным частотам.

В процессе разработки, производства и эксплуатации антенн необходимы измерения их параметров. К первой группе относится также радиоастрономический метод, когда в качестве передатчика используются космические источники радиоизлучения. Для ДВ, СВ и KB используются в основном проволочные и вибраторные антенны и их совокупности (в частности, ФАР и антенные «поля»).

В этом направлении электромагнитной волны, излучаемый вибраторами, складываются синфазно, и сюда излучается максимальная энергия. Этим пользуются для т. н. качания луча антенны в пространстве (сканирования). Антенны с обработкой сигнала применяют в радиоастрономических системах апертурного синтеза (см. Апертурный синтез, Антенна радиотелескопа).

В результате обработки на ЭВМ получается информация, эквивалентная таковой при использовании сплошной апертуры, значительно превосходящей апертуры отдельных антенн.

Антенна (от лат. antenna — мачта, рея) — преобразователь (обычно линейный) волновых полей; в традиц. Однако техн. особенности приёмных и передающих А. могут значительно расходиться из-за различий в предъявляемых к ним эксплуатац. А.), также имеют право наз. А., однако, в силу исторически сложившихся традиций, в большинстве своём (кроме инфракрасного и субмиллиметрового диапазонов электромагнитн.

Появление радиоантенн относится к кон. 19 в. В 1888 Г. Герц (Н. Herz), использовав дипольную А. (Герцавибратор, рис. 1), получил электромагнитн. В 1895-96 А. С. Попов и независимо Г. Маркони (G. Marconi) создали А., использовавшиеся для практич. А. и множества новых типов А., в т. ч. щелевых антенн, диэлектрич. А., антенных решеток и зеркальных антенн, антенн переменного профиля, а также сложных антенных комплексов — радиоинтерферометров и систем апертурноео синтеза.

Это зона геометрической оптики, или т. н. прожекторный луч, в котором сосредоточена практически вся мощность, излучаемая антенной. Решена скалярная задача о поле точечного источника в фокусе бесконечного идеального параболич.