Sistemi radar - Parametri dell'antenna

Un Antenna o Aerial è un trasduttore, che converte l'energia elettrica in onde elettromagnetiche e viceversa.

Un'antenna ha i seguenti parametri:

  • Directivity
  • Efficienza di apertura
  • Efficienza dell'antenna
  • Gain

Ora, discutiamo questi parametri in dettaglio:

Direttività

Secondo la definizione standard, "Il rapporto tra la massima intensità di radiazione dell'antenna del soggetto e l'intensità di radiazione di un'antenna isotropa o di riferimento, che irradia la stessa potenza totale è chiamato Directivity. "

Anche se un'antenna irradia potenza, la direzione in cui irradia le materie è molto importante. L'Antenna oggetto di studio è definita comesubject Antenna. La sua intensità di radiazione è focalizzata in una particolare direzione, mentre trasmette o riceve. Quindi, si dice che l'antenna abbia la sua direttività in quella particolare direzione.

  • Il rapporto dell'intensità della radiazione in una data direzione da un'antenna all'intensità della radiazione mediata su tutte le direzioni, è definito come Directivity.

  • Se quella particolare direzione non è specificata, allora la direzione in cui si osserva la massima intensità può essere considerata la direttività di quell'antenna.

  • La direttività di un'antenna non isotropa è uguale al rapporto tra l'intensità della radiazione in una data direzione e l'intensità della radiazione della sorgente isotropa.

Mathematically, possiamo scrivere l'espressione per Direttività come -

$$ Direttività = \ frac {U_ {Max} \ left (\ theta, \ phi \ right)} {U_0} $$

Dove,

$ U_ {Max} \ left (\ theta, \ phi \ right) $ è la massima intensità di radiazione del soggetto Antenna

$ U_0 $ è l'intensità della radiazione di un'antenna isotropa.

Efficienza di apertura

Secondo la definizione standard, “Aperture efficiency di un'antenna è il rapporto tra l'area di irradiazione effettiva (o area effettiva) e l'area fisica dell'apertura. "

Un'antenna irradia potenza attraverso un'apertura. Questa radiazione dovrebbe essere efficace con perdite minime. Va inoltre presa in considerazione l'area fisica dell'apertura, poiché l'efficacia della radiazione dipende dall'area dell'apertura, fisicamente sull'antenna.

Mathematically, possiamo scrivere l'espressione per l'efficienza di Aperture $ \ epsilon_A $ come

$$ \ epsilon _A = \ frac {A_ {eff}} {A_p} $$

Dove,

$ A_ {eff} $ è l'area effettiva

$ A_P $ è l'area fisica

Efficienza dell'antenna

Secondo la definizione standard, “Antenna Efficiency è il rapporto tra la potenza irradiata dell'antenna e la potenza in ingresso accettata dall'antenna. "

Qualsiasi antenna è progettata per irradiare potenza con perdite minime, per un dato ingresso. L'efficienza di un'antenna spiega quanto un'antenna è in grado di fornire efficacemente la sua uscita con perdite minime nella linea di trasmissione. È anche chiamatoRadiation Efficiency Factor dell'Antenna.

Mathematically, possiamo scrivere l'espressione per l'efficienza dell'antenna come -

$$ \ eta _e = \ frac {P_ {Rad}} {P_ {in}} $$

Dove,

$ P_ {Rad} $ è la quantità di potenza irradiata

$ P_ {in} $ è la potenza di ingresso per l'antenna

Guadagno

Secondo la definizione standard, “Gain di un'antenna è il rapporto tra l'intensità della radiazione in una data direzione e l'intensità della radiazione che si otterrebbe se la potenza accettata dall'antenna fosse irradiata isotropicamente. "

Semplicemente, Gaindi un'antenna tiene conto della direttività dell'antenna insieme alle sue prestazioni effettive. Se la potenza accettata dall'antenna è stata irradiata in modo isotropico (ovvero in tutte le direzioni), l'intensità della radiazione che otteniamo può essere presa come riferimento.

  • Il termine Antenna gain descrive quanta potenza viene trasmessa nella direzione della radiazione di picco a quella di una sorgente isotropa.

  • Il guadagno viene solitamente misurato in dB.

  • A differenza della direttività, il guadagno dell'antenna tiene conto anche delle perdite che si verificano e quindi si concentra sull'efficienza.

Mathematically, possiamo scrivere l'espressione per Antenna Gain $ G $ come -

$$ G = \ eta_eD $$

Dove,

$ \ eta_e $ è l'efficienza dell'antenna

$ D $ è la direttività dell'antenna