Λόγω του ειδικού σχεδιασμού της κεραίας, η πυκνότητα ακτινοβολίας μπορεί να συγκεντρωθεί σε μια συγκεκριμένη χωρική κατεύθυνση. Το μέτρο της κατευθυντικότητας της κεραίας χωρίς απώλειες είναι το κέρδος κεραίας. Σχετίζεται στενά με την κατευθυντικότητα της κεραίας. Σε αντίθεση με την κατευθυντικότητα, η οποία περιγράφει μόνο τα κατευθυντικά χαρακτηριστικά μιας κεραίας, το κέρδος κεραίας λαμβάνει επίσης υπόψη την απόδοση της κεραίας.
ακτινοβολία
Επομένως, αντιπροσωπεύει την πραγματική ακτινοβολούμενη ισχύ. Αυτή είναι συνήθως μικρότερη από την ισχύ που παρέχει ο πομπός. Ωστόσο, επειδή αυτή η ισχύς είναι πιο εύκολο να μετρηθεί από την κατευθυντικότητα, η απολαβή κεραίας χρησιμοποιείται πιο συχνά από την κατευθυντικότητα. Υπό την υπόθεση της εξέτασης μιας κεραίας χωρίς απώλειες, η κατευθυντικότητα μπορεί να οριστεί ίση με το κέρδος της κεραίας.
ακτινοβολία
Η κεραία αναφοράς χρησιμοποιείται για τον καθορισμό του κέρδους της κεραίας. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η κεραία αναφοράς είναι ένα υποτιθέμενο πανκατευθυντικό ψυγείο χωρίς απώλειες (ισότροπο καλοριφέρ ή κεραία) που ακτινοβολεί ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, ή μια απλή διπολική κεραία, τουλάχιστον στο επίπεδο που αναφέρεται.
ακτινοβολία
Για την κεραία που θα μετρηθεί, η πυκνότητα ακτινοβολίας (ισχύς ανά μονάδα επιφάνειας) προσδιορίζεται σε ένα σημείο σε μια ορισμένη απόσταση και συγκρίνεται με την τιμή που λαμβάνεται χρησιμοποιώντας μια κεραία αναφοράς. Το κέρδος κεραίας είναι ο λόγος δύο πυκνοτήτων ακτινοβολίας.
ακτινοβολία
Για παράδειγμα, εάν μια κατευθυντική κεραία παράγει 200 φορές την πυκνότητα ακτινοβολίας από μια ισότροπη κεραία σε μια συγκεκριμένη χωρική κατεύθυνση, η τιμή του κέρδους G της κεραίας είναι 200 ή 23 dB.
ακτινοβολία
Μοτίβο κεραίας
Ένα μοτίβο κεραίας είναι μια γραφική αναπαράσταση της χωρικής κατανομής της ενέργειας που ακτινοβολείται από μια κεραία. Ανάλογα με την εφαρμογή, η κεραία πρέπει να λαμβάνει μόνο από μια συγκεκριμένη κατεύθυνση αλλά όχι σήματα από άλλες κατευθύνσεις (π.χ. κεραία τηλεόρασης, κεραία ραντάρ), από την άλλη πλευρά μια κεραία αυτοκινήτου θα πρέπει να μπορεί να λαμβάνει πομπούς από όλες τις πιθανές κατευθύνσεις.
ακτινοβολία
Ένα μοτίβο ακτινοβολίας κεραίας είναι μια γραφική αναπαράσταση των στοιχείων των χαρακτηριστικών ακτινοβολίας μιας κεραίας. Ένα μοτίβο κεραίας είναι συνήθως μια γραφική αναπαράσταση των κατευθυντικών χαρακτηριστικών μιας κεραίας. Αντιπροσωπεύει τη σχετική ένταση της ενεργειακής ακτινοβολίας ή την ποσότητα της έντασης του ηλεκτρικού ή μαγνητικού πεδίου ως συνάρτηση της κατεύθυνσης της κεραίας. Τα διαγράμματα κεραίας μετρώνται ή δημιουργούνται από προγράμματα προσομοίωσης σε έναν υπολογιστή, για παράδειγμα, για να εμφανίσουν γραφικά την κατευθυντικότητα μιας κεραίας ραντάρ και έτσι να εκτιμήσουν την απόδοσή της.
ακτινοβολία
Σε σύγκριση με τις πανκατευθυντικές κεραίες, οι οποίες ακτινοβολούν ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις του αεροσκάφους, οι κατευθυντικές κεραίες ευνοούν τη μία κατεύθυνση και επομένως επιτυγχάνουν μεγαλύτερη εμβέλεια σε αυτήν την κατεύθυνση με χαμηλότερη ισχύ μετάδοσης. Τα μοτίβα ακτινοβολίας κεραίας απεικονίζουν γραφικά τις προτιμήσεις που καθορίζονται από τις μετρήσεις. Λόγω της αμοιβαιότητας, τα ίδια χαρακτηριστικά εκπομπής και λήψης της κεραίας είναι εγγυημένα. Το διάγραμμα δείχνει την κατευθυντική κατανομή της ισχύος μετάδοσης ως ένταση πεδίου και την ευαισθησία της κεραίας κατά τη λήψη.
ακτινοβολία
Η απαιτούμενη κατευθυντικότητα επιτυγχάνεται μέσω της στοχευμένης μηχανικής και ηλεκτρικής κατασκευής της κεραίας. Η κατευθυντικότητα δείχνει πόσο καλά λαμβάνει ή εκπέμπει μια κεραία σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αναπαρίσταται σε μια γραφική παράσταση (μοτίβο κεραίας) ως συνάρτηση του αζιμουθίου (οριζόντια γραφική παράσταση) και της ανύψωσης (κάθετη γραφική παράσταση).
ακτινοβολία
Χρησιμοποιήστε καρτεσιανά ή πολικά συστήματα συντεταγμένων. Οι μετρήσεις σε γραφικές αναπαραστάσεις μπορεί να έχουν γραμμικές ή λογαριθμικές τιμές.
ακτινοβολία
Χρησιμοποιήστε πολλές μορφές εμφάνισης. Τα καρτεσιανά συστήματα συντεταγμένων, καθώς και τα συστήματα πολικών συντεταγμένων, είναι πολύ κοινά. Ο κύριος στόχος είναι να εμφανιστεί ένα αντιπροσωπευτικό μοτίβο ακτινοβολίας οριζόντια (αζιμούθιο) για πλήρη αναπαράσταση 360° ή κατακόρυφα (υψόμετρο) κυρίως μόνο για 90 ή 180 μοίρες. Τα δεδομένα από την κεραία μπορούν να αναπαρασταθούν καλύτερα σε καρτεσιανές συντεταγμένες. Δεδομένου ότι αυτά τα δεδομένα μπορούν επίσης να εκτυπωθούν σε πίνακες, συνήθως προτιμάται η πιο περιγραφική αναπαράσταση της καμπύλης τροχιάς σε πολικές συντεταγμένες. Σε αντίθεση με το καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων, αυτό δείχνει άμεσα την κατεύθυνση.
ακτινοβολία
Για ευκολία χειρισμού, διαφάνεια και μέγιστη ευελιξία, τα μοτίβα ακτινοβολίας συνήθως κανονικοποιούνται στα εξωτερικά άκρα του συστήματος συντεταγμένων. Αυτό σημαίνει ότι η μέγιστη τιμή που μετρήθηκε είναι ευθυγραμμισμένη με 0° και απεικονίζεται στο επάνω άκρο του γραφήματος. Περαιτέρω μετρήσεις του σχεδίου ακτινοβολίας εμφανίζονται συνήθως σε dB (ντεσιμπέλ) σε σχέση με αυτήν τη μέγιστη τιμή.
ακτινοβολία
Η κλίμακα στο σχήμα μπορεί να ποικίλλει. Υπάρχουν τρεις τύποι ζυγαριών που χρησιμοποιούνται συνήθως. γραμμικό, γραμμικό λογαριθμικό και τροποποιημένο λογαριθμικό. Η γραμμική κλίμακα δίνει έμφαση στην κύρια δέσμη ακτινοβολίας και συνήθως καταστέλλει όλους τους πλευρικούς λοβούς αφού συνήθως είναι λιγότεροι από το ένα τοις εκατό του κύριου λοβού. Ωστόσο, η κλίμακα γραμμικής καταγραφής αντιπροσωπεύει καλά τους πλευρικούς λοβούς και προτιμάται όταν τα επίπεδα όλων των πλευρικών λοβών είναι σημαντικά. Δίνει όμως την εντύπωση κακής κεραίας γιατί ο κύριος λοβός είναι σχετικά μικρός. Η τροποποιημένη λογαριθμική κλίμακα (Εικόνα 4) δίνει έμφαση στο σχήμα της κύριας δέσμης κατά τη συμπίεση των πλευρικών λοβών πολύ χαμηλού επιπέδου (<30 dB) προς το κέντρο της λειτουργίας. Επομένως, ο κύριος λοβός είναι διπλάσιος από τον ισχυρότερο πλευρικό λοβό, κάτι που είναι πλεονεκτικό για οπτική παρουσίαση. Ωστόσο, αυτή η μορφή αναπαράστασης χρησιμοποιείται σπάνια στην τεχνολογία επειδή είναι δύσκολο να διαβαστούν ακριβή δεδομένα από αυτήν.
ακτινοβολία
ακτινοβολία
οριζόντια μοτίβο ακτινοβολίας
Το οριζόντιο διάγραμμα κεραίας είναι μια κάτοψη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου της κεραίας, που εκφράζεται ως ένα δισδιάστατο επίπεδο με κέντρο την κεραία.
Το ενδιαφέρον αυτής της αναπαράστασης είναι να αποκτήσει απλώς την κατευθυντικότητα της κεραίας. Συνήθως, η τιμή -3 dB δίνεται επίσης ως διακεκομμένος κύκλος στην κλίμακα. Η τομή μεταξύ του κύριου λοβού και αυτού του κύκλου έχει ως αποτέλεσμα το λεγόμενο πλάτος δέσμης μισής ισχύος της κεραίας. Άλλες ευανάγνωστες παράμετροι είναι η αναλογία προώθησης/υποχώρησης, δηλαδή η αναλογία μεταξύ του κύριου λοβού και του υστερούντος λοβού και το μέγεθος και η κατεύθυνση των πλευρικών λοβών.
ακτινοβολία
ακτινοβολία
Για τις κεραίες ραντάρ, η αναλογία μεταξύ του κύριου λοβού και του πλευρικού λοβού είναι σημαντική. Αυτή η παράμετρος επηρεάζει άμεσα την αξιολόγηση του βαθμού κατά των παρεμβολών ραντάρ.
ακτινοβολία
μοτίβο κάθετης ακτινοβολίας
Το σχήμα ενός κάθετου σχεδίου είναι μια κάθετη εγκάρσια τομή μιας τρισδιάστατης φιγούρας. Στην πολική γραφική παράσταση που φαίνεται (ένα τέταρτο του κύκλου), η θέση της κεραίας είναι η αρχή, ο άξονας Χ είναι η εμβέλεια του ραντάρ και ο άξονας Υ είναι το ύψος στόχου. Μία από τις τεχνικές μέτρησης κεραίας είναι η ηλιακή στροβοσκοπική εγγραφή με χρήση του εργαλείου μέτρησης RASS-S από την Intersoft Electronics. Το RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) είναι ένα ανεξάρτητο από τον κατασκευαστή ραντάρ σύστημα για την αξιολόγηση διαφορετικών στοιχείων ενός ραντάρ μέσω σύνδεσης σε ήδη διαθέσιμα σήματα, υπό συνθήκες λειτουργίας.
ακτινοβολία
Εικόνα 3: Κατακόρυφο μοτίβο κεραίας με χαρακτηριστικό τετράγωνο συνοδών
Στο σχήμα 3, οι μονάδες μέτρησης είναι τα ναυτικά μίλια για την εμβέλεια και τα πόδια για το υψόμετρο. Για ιστορικούς λόγους, αυτές οι δύο μονάδες μέτρησης εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται στη διαχείριση της εναέριας κυκλοφορίας. Αυτές οι μονάδες είναι δευτερεύουσας σημασίας απλώς και μόνο επειδή οι ποσότητες ακτινοβολίας που απεικονίζονται ορίζονται ως σχετικά επίπεδα. Αυτό σημαίνει ότι η διάτρηση έχει αποκτήσει την τιμή της (θεωρητικής) μέγιστης εμβέλειας που υπολογίζεται με τη βοήθεια της εξίσωσης ραντάρ.
ακτινοβολία
Το σχήμα του γραφήματος παρέχει μόνο τις απαιτούμενες πληροφορίες! Για να λάβετε την απόλυτη τιμή χρειάζεστε ένα δεύτερο διάγραμμα μετρημένο υπό τις ίδιες συνθήκες. Μπορείτε να συγκρίνετε τα δύο γραφήματα και να συνειδητοποιήσετε υπερβολικές αυξήσεις ή μειώσεις στην απόδοση της κεραίας.
ακτινοβολία
Οι ακτίνες είναι δείκτες για γωνίες ανύψωσης, εδώ σε βήματα μισής μοίρας. Η άνιση κλιμάκωση των αξόνων x και y (πολλά πόδια έναντι πολλών ναυτικών μιλίων) οδηγεί σε μη γραμμική απόσταση μεταξύ των δεικτών ανύψωσης. Το ύψος εμφανίζεται ως γραμμικό σχέδιο πλέγματος. Το δεύτερο (διακεκομμένο) πλέγμα είναι προσανατολισμένο στην καμπυλότητα της Γης.
ακτινοβολία
Οι τρισδιάστατες αναπαραστάσεις των διαγραμμάτων κεραίας είναι κυρίως εικόνες που δημιουργούνται από υπολογιστή. Τις περισσότερες φορές παράγονται από προγράμματα προσομοίωσης και οι τιμές τους είναι εκπληκτικά κοντά στα πραγματικά μετρούμενα διαγράμματα. Η δημιουργία ενός πραγματικού χάρτη μέτρησης σημαίνει τεράστια προσπάθεια μέτρησης, καθώς κάθε pixel της εικόνας αντιπροσωπεύει τη δική του τιμή μέτρησης.
ακτινοβολία
Μια τρισδιάστατη αναπαράσταση του σχεδίου κεραίας σε καρτεσιανές συντεταγμένες από μια κεραία ραντάρ σε ένα μηχανοκίνητο όχημα.
(Η ισχύς δίνεται σε απόλυτα επίπεδα! Επομένως, τα περισσότερα προγράμματα μέτρησης κεραιών επιλέγουν έναν συμβιβασμό για αυτήν την αναπαράσταση. Μόνο τα κατακόρυφα και οριζόντια μέρη του διαγράμματος μέσω της κεραίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πραγματικές μετρήσεις.
ακτινοβολία
Όλα τα άλλα εικονοστοιχεία υπολογίζονται πολλαπλασιάζοντας ολόκληρη την καμπύλη μέτρησης της κατακόρυφης γραφικής παράστασης με τη μοναδική μέτρηση της οριζόντιας γραφικής παράστασης. Η υπολογιστική ισχύς που απαιτείται είναι τεράστια. Εκτός από μια ευχάριστη αναπαράσταση στις παρουσιάσεις, το όφελος του είναι αμφίβολο, καθώς δεν μπορούν να ληφθούν νέες πληροφορίες από αυτή την αναπαράσταση σε σύγκριση με δύο ξεχωριστά οικόπεδα (οριζόντια και κάθετα διαγράμματα κεραίας). Αντίθετα: ειδικά σε περιφερειακές περιοχές, τα γραφήματα που δημιουργούνται με αυτόν τον συμβιβασμό θα πρέπει να αποκλίνουν σημαντικά από την πραγματικότητα.
ακτινοβολία
Επιπλέον, τα τρισδιάστατα σχέδια μπορούν να αναπαρασταθούν σε καρτεσιανές και πολικές συντεταγμένες.
ακτινοβολία
Το πλάτος δέσμης μιας κεραίας ραντάρ συνήθως κατανοείται ως το πλάτος δέσμης μισής ισχύος. Η κορυφαία ένταση ακτινοβολίας εντοπίζεται σε μια σειρά μετρήσεων (κυρίως σε έναν ανηχοϊκό θάλαμο) και στη συνέχεια στα σημεία που βρίσκονται εκατέρωθεν της κορυφής, τα οποία αντιπροσωπεύουν την ένταση της κορυφής ανυψωμένη στη μισή ισχύ. Η γωνιακή απόσταση μεταξύ των σημείων μισής ισχύος ορίζεται ως το πλάτος δέσμης. [1] Η μισή ισχύς σε ντεσιμπέλ είναι −3 dB, άρα η μισή ισχύς δέσμης
