Эффективность освещения

антенны [ апертуры ] Эффективность освещения — это мера того, насколько равномерно возбуждается или освещается антенна или решетка. Обычно антенна [апертура] или решетка намеренно недостаточно освещена или недостаточно возбуждена, чтобы уменьшить боковые лепестки и снизить температуру антенны . Его не следует путать с эффективностью излучения или эффективностью антенны . ^[1]

Определение

антенны [апертуры] Эффективность освещения определяется как «Отношение, обычно выражаемое в процентах, максимальной направленности антенны [апертуры] к ее стандартной направленности». Это синоним нормализованной направленности. Стандартная [эталонная] направленность определяется как «Максимальная направленность плоской апертуры площадью A или линейного источника длиной L при возбуждении с равнофазным распределением равномерной амплитуды». ^[1] Ключом к пониманию этих определений является то, что «максимальная» направленность относится к направлению максимальной интенсивности излучения, т. е. к главному лепестку. Следовательно, эффективность освещения не является функцией угла по отношению к антенне [апертуры], а скорее является константой апертуры для всех ракурсов.

Стандартная направленность

Разница между максимальной и стандартной направленностью невелика. Однако можно сделать вывод, что если бы антенна [апертура] возбуждалась [освещалась] равномерно, без разности фаз (эквифазы) по всей апертуре, то эффективность освещения была бы равна единице. Очень типично, что антенна [апертура] намеренно недовозбуждена [освещена] с помощью «конуса», чтобы уменьшить боковые лепестки диаграммы направленности и температуру антенны . В такой конструкции максимальная направленность снижается, поскольку полная апертура используется не в полной мере, и эффективность освещения будет меньше единицы. Выбор слов IEEE несколько сбивает с толку, поскольку «максимальная» направленность всегда меньше или равна «стандартной» направленности. Слово «максимум» в данном случае используется для обозначения максимальной интенсивности излучения общей диаграммы направленности, которая в противном случае определяется для всех ракурсов.

Связь с эффективностью антенны

Существуют критические различия в том, как разные авторы и IEEE определяют эффективность антенны и эффективную площадь антенны. IEEE определяет эффективность антенны апертурного типа как «Для антенны с заданной плоской апертурой - отношение максимальной эффективной площади антенны к площади апертуры». ^[1]

\eta _{a}={\frac {A_{e,max}}{A}}

а в отношении эффективной площади антенны IEEE заявляет: «Эффективная площадь антенны в данном направлении равна квадрату рабочей длины волны, умноженному на ее усиление в этом направлении, деленному на 4π». Усиление также определяется как меньше направленности, исходя из эффективности излучения, $\eta$ ^[1]

A_{e}=G{\frac {\lambda ^{2}}{4\pi }}=\eta D{\frac {\lambda ^{2}}{4\pi }}

Однако другие авторитетные авторы определяют зону действия с точки зрения направленности: ^[2]^[3]

A_{e}=D{\frac {\lambda ^{2}}{4\pi }}

В любом случае стандартная направленность не может превышать:

D_{std}\leq A{\frac {4\pi }{\lambda ^{2}}}

с $\eta _{a}\leq 1$ .

Согласно определениям IEEE:

D_{max}=\eta _{i}D_{std}\leq {\frac {\eta _{i}}{\eta _{a}}}A_{e,max}{\frac {4\pi }{\lambda ^{2}}}={\frac {\eta _{i}}{\eta _{a}}}\eta D_{max}

где $\eta _{i}$ это эффективность освещения.

Однако по определению других авторов: ^[2]

D_{max}=\eta _{i}D_{std}\leq {\frac {\eta _{i}}{\eta _{a}}}A_{e,max}{\frac {4\pi }{\lambda ^{2}}}={\frac {\eta _{i}}{\eta _{a}}}D_{max}

Итак, очевидно, что проблема есть. Если определения IEEE верны, то ${\frac {\eta _{i}}{\eta _{a}}}\eta =1$ и поэтому $\eta ={\frac {\eta _{a}}{\eta _{i}}}$ . Или, если другие авторы правы, то $\eta _{a}=\eta _{i}$ .

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Стандарт IEEE для определений терминов для антенн . ИИЭЭ . Стд 145-2013.
^ Перейти обратно: ^а ^б Ченг, Дэвид К. (1992). Полевая и волновая электромагнетика . Ридинг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли. стр. 634–637. ISBN 0-201-12819-5 .
^ Баланис, Константин А. (2016). Теория антенн: анализ и проектирование (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси. п. 86. ИСБН 978-1-119-17898-9 . OCLC 933291646 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[IEEE-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Стандарт IEEE для определений терминов для антенн . ИИЭЭ . Стд 145-2013.

[Cheng-2] Перейти обратно: ^а ^б Ченг, Дэвид К. (1992). Полевая и волновая электромагнетика . Ридинг, Массачусетс: Аддисон-Уэсли. стр. 634–637. ISBN 0-201-12819-5 .

[Balanis-3] Баланис, Константин А. (2016). Теория антенн: анализ и проектирование (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси. п. 86. ИСБН 978-1-119-17898-9 . OCLC 933291646 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[1]

[2]

[3]