Promieniowanie to termin opisujący natężenie fal elektromagnetycznych nadawanych lub odbieranych przez antenę. Na każdym rysunku anteny, diagram przedstawiający charakterystykę promieniowania anteny nazywany jest jej charakterystyką promieniowania. Obserwując charakterystykę promieniowania, można intuicyjnie zrozumieć funkcjonalność i kierunkowość anteny. Moc emitowana przez antenę wpływa zarówno na obszary bliskiego, jak i dalekiego pola.
Graficznie promieniowanie można przedstawić jako funkcję położenia kątowego anteny i odległości promieniowej. Ta funkcja matematyczna opisuje charakterystykę promieniowania anteny, zazwyczaj reprezentowaną przez pole elektryczne E(θ,ϕ) i pole magnetyczne H(θ,ϕ) we współrzędnych sferycznych.
Wzór promieniowania
Energia emitowana przez antenę jest charakteryzowana przez jej charakterystykę promieniowania. Charakterystyka promieniowania to graficzne przedstawienie rozkładu energii promieniowania w przestrzeni w zależności od kierunku. Przyjrzyjmy się teraz typowym charakterystykom promieniowania energetycznego.
Powyższy rysunek przedstawia charakterystykę promieniowania anteny dipolowej. Energia promieniowana jest reprezentowana przez charakterystykę naniesioną wzdłuż określonych kierunków, ze strzałkami wskazującymi kierunek promieniowania. Charakterystyki promieniowania można sklasyfikować jako charakterystyki pola lub charakterystyki mocy.
•Wzór pola jest funkcją pola elektrycznego i magnetycznego i jest zwykle przedstawiany w skali logarytmicznej.
•Wykres mocy jest funkcją kwadratu wielkości pola elektrycznego i magnetycznego i jest zwykle przedstawiany w skali logarytmicznej, tj. w dB.
Wzór promieniowania 3D
Trójwymiarowy wzór promieniowania to trójwymiarowy wykres wykreślony we współrzędnych sferycznych (r, θ, ϕ), którego początek znajduje się w środku układu współrzędnych. Wygląda on tak, jak pokazano na poniższym rysunku:
Na rysunku pokazano trójwymiarową charakterystykę promieniowania anteny dookólnej, wyraźnie ilustrując trzy osie współrzędnych (x, y, z).
Wzór promieniowania 2D
Dwuwymiarowy wzór promieniowania można uzyskać poprzez podzielenie wzoru trójwymiarowego na płaszczyznę poziomą i pionową. Powstałe w ten sposób dwa wzory nazywane są odpowiednio wzorem płaszczyzny poziomej i wzorem płaszczyzny pionowej.
Jak wspomniano powyżej, rysunek przedstawia charakterystykę promieniowania anteny dookólnej w płaszczyźnie H i płaszczyźnie V. Płaszczyzna H reprezentuje charakterystykę poziomą, a płaszczyzna V – charakterystykę pionową.
Formacja płata
W reprezentacji charakterystyk promieniowania często spotykane są różne kształty, które wskazują na główne i poboczne obszary promieniowania. Obszary te pomagają ocenić wydajność energetyczną anteny. Aby lepiej to zrozumieć, zapoznaj się z poniższym rysunkiem ilustrującym charakterystykę promieniowania anteny dipolowej.
W typowych wzorcach promieniowania występują: płat główny, płaty boczne i płat tylny.
•Główna część pola promieniowania, obejmująca duży obszar, nazywana jest listkiem głównym lub wiązką główną. To właśnie tam koncentruje się maksymalna energia promieniowania, a jej kierunek określa kierunkowość anteny.
• Pozostałe części charakterystyki promieniowania, które są rozłożone bocznie, nazywane są płatami bocznymi lub płatami mniejszymi. Są to obszary, w których następuje marnotrawstwo energii.
• Dodatkowo istnieje płat skierowany dokładnie przeciwnie do płata głównego, znany jako płat tylny, który jest również rodzajem płata bocznego. Również tutaj marnuje się znaczna ilość energii.
Przykład
Jeśli antena używana w systemie radarowym generuje listki boczne, śledzenie celu staje się niezwykle trudne. Dzieje się tak, ponieważ te listki boczne wprowadzają fałszywe cele. Odróżnienie prawdziwych celów od pozornych jest bardzo trudne. Dlatego, aby poprawić wydajność i oszczędzać energię, te listki boczne muszą zostać stłumione lub wyeliminowane.
Środek zaradczy
Marnowana w ten sposób energia promieniowana musi zostać wykorzystana. Jeśli uda się wyeliminować te mniejsze listki i skierować energię w jednym kierunku – a mianowicie w stronę listka głównego – kierunkowość anteny wzrośnie, a tym samym poprawi się jej wydajność.
Rodzaje wzorów promieniowania
Do typowych typów wzorców promieniowania należą:
•Wzór wielokierunkowy (nazywany również wzorem niekierunkowym): Ten wzór zwykle pojawia się jako kształt pączka w widoku 3D, natomiast w widoku 2D przyjmuje kształt ósemki.
•Wzór wiązki ołówkowej: wiązka ma ostry, kierunkowy kształt przypominający ołówek.
•Wzór wiązki wachlarzowatej: wiązka przyjmuje wzór wachlarzowaty.
•Wzór wiązki kształtowej: wiązka, która nie jest jednorodna i nie ma regularnego wzoru, nazywana jest wzorem wiązki kształtowej.
Punktem odniesienia dla wszystkich tych rodzajów promieniowania jest promieniowanie izotropowe. Chociaż promieniowanie izotropowe nie jest fizycznie możliwe do zrealizowania, pozostaje ważnym punktem odniesienia.
Aby dowiedzieć się więcej o antenach, odwiedź stronę:
Czas publikacji: 10 kwietnia 2026 r.
