5.1. Антенные системы МТРС
Основные параметры антенн
Антенны относятся к пассивным компонентам радиосистем, и в конструктивном отношении они представляют сочетание проводников и
магнитодиэлектриков. Наряду с выполнением основных функций излучения и приема радиоволн современные антенны выполняют важнейшие функции пространственной фильтрации радиосигналов, обеспечивая направленность действия радиосистем.
Качество функционирования антенн описывается рядом радиотехнических, конструктивных, эксплуатационных и экономических характеристик и параметров. Конструктивное выполнение антенн и достижимые значения параметров существенно зависят от диапазона применяемых радиоволн. Основное внимание уделим антеннам диапазонов
СВЧ и КВЧ, используемых в системах МТРС.
Основными электрическими характеристиками антенн являются: диаграмма направленности (ДН) и коэффициенты направленного действия
(КНД), усиления (КУ), использования поверхности (КИП) апертуры.
Диаграмма направленности антенны характеризует угловое распределение мощности излучения в пространстве. Различают ДН в плоскости расположения вектора напряженности электрического поля (плоскость Е) или в плоскости расположения вектора напряженности магнитного поля (плоскость Н). Три возможные формы построения ДН показаны на рис. 5.1, а–в. Приближенно диаграмма характеризуется шириной главного лепестка по половинной мощности (23 на рис. 5.1, б)
или по 0,1 мощности (210 на рис. 5.1, б).
Коэффициент направленного действия антенны характеризует способность антенны концентрировать излучаемую энергию в определенном направлении. КНД определяется как отношение мощности излучения в главном направлении к средней мощности излучения по всем
направлениям.
Помимо КНД и ширины луча главного лепестка ДН, направленные
свойства антенны оценивают также уровнем боковых лепестков. Чаще
всего уровень боковых лепестков характеризуют максимумом наибольшего бокового лепестка по отношению к значению главного максимума. При сложной поляризационной структуре поля уровень боковых
лепестков находят как по основной, так и по паразитной составляющей
вектора поляризации. Ширина луча и уровень боковых лепестков антенны являются параметрами, определяющими разрешающую способность и помехозащищенность радиосистем.
В большинстве реальных антенн боковые лепестки имеют тенденцию быстрого снижения по мере удаления от главного лепестка ДН, а
ширина главного лепестка обычно является не настолько малой, чтобы
эффективность главного луча антенны падала ниже 0,8. Для таких антенн широко распространена инженерная оценка КНД по формуле [1]
КНД = 32000/(23x23y),
где под 23x и 23y понимают значения (в градусах) ширины главного
лепестка реальной ДН на уровне половинной