Door het speciale ontwerp van de antenne kan de stralingsdichtheid in een bepaalde ruimtelijke richting worden geconcentreerd. De maatstaf voor de verliesloze richtingsgevoeligheid van de antenne is de antenneversterking. Het hangt nauw samen met de richtingsgevoeligheid van de antenne. In tegenstelling tot directiviteit, die alleen de richtingskarakteristieken van een antenne beschrijft, houdt antenneversterking ook rekening met de efficiëntie van de antenne.
bestraling
Daarom vertegenwoordigt het het daadwerkelijk uitgestraalde vermogen. Dit is meestal minder dan het vermogen dat door de zender wordt geleverd. Omdat dit vermogen echter gemakkelijker te meten is dan directiviteit, wordt antenneversterking vaker gebruikt dan directiviteit. Onder de veronderstelling dat we een verliesloze antenne beschouwen, kan de richtingsgevoeligheid gelijk worden gesteld aan de antenneversterking.
bestraling
De referentieantenne wordt gebruikt om de antenneversterking te definiëren. In de meeste gevallen is de referentieantenne een verliesvrije veronderstelde omnidirectionele straler (isotrope straler of antenne) die uniform in alle richtingen straalt, of een eenvoudige dipoolantenne, althans in het beschouwde vlak.
bestraling
Voor de te meten antenne wordt op een punt op een bepaalde afstand de stralingsdichtheid (vermogen per oppervlakte-eenheid) bepaald en vergeleken met de waarde verkregen met behulp van een referentieantenne. De antenneversterking is de verhouding tussen twee stralingsdichtheden.
bestraling
Als een richtantenne bijvoorbeeld 200 keer de stralingsdichtheid produceert dan een isotrope antenne in een bepaalde ruimtelijke richting, is de waarde van de antenneversterking G 200 of 23 dB.
bestraling
Antennepatroon
Een antennepatroon is een grafische weergave van de ruimtelijke verdeling van de energie die door een antenne wordt uitgestraald. Afhankelijk van de toepassing mag de antenne alleen signalen uit een bepaalde richting ontvangen, maar geen signalen uit andere richtingen (bijv. TV-antenne, radarantenne), aan de andere kant moet een autoantenne zenders uit alle mogelijke richtingen kunnen ontvangen.
bestraling
Een antennestralingspatroon is een grafische weergave van de elementen van de stralingskarakteristieken van een antenne. Een antennepatroon is meestal een grafische weergave van de richtingskarakteristieken van een antenne. Het vertegenwoordigt de relatieve intensiteit van energiestraling of de hoeveelheid elektrische of magnetische veldsterkte als functie van de richting van de antenne. Antennediagrammen worden gemeten of gegenereerd door simulatieprogramma's op een computer, bijvoorbeeld om de richtingsgevoeligheid van een radarantenne grafisch weer te geven en zo de prestaties ervan te schatten.
bestraling
Vergeleken met omnidirectionele antennes, die gelijkmatig in alle richtingen van het vliegtuig uitstralen, geven directionele antennes de voorkeur aan één richting en bereiken daardoor een groter bereik in deze richting met een lager zendvermogen. Antennestralingspatronen illustreren grafisch de voorkeuren die door metingen worden bepaald. Door wederkerigheid zijn identieke zend- en ontvangsteigenschappen van de antenne gegarandeerd. Het diagram toont de richtingsverdeling van het zendvermogen als veldsterkte en de gevoeligheid van de antenne tijdens ontvangst.
bestraling
De vereiste richtingsgevoeligheid wordt bereikt door de gerichte mechanische en elektrische constructie van de antenne. Directiviteit geeft aan hoe goed een antenne in een bepaalde richting ontvangt of zendt. Het wordt weergegeven in een grafische weergave (antennepatroon) als functie van azimut (horizontale grafiek) en hoogte (verticale grafiek).
bestraling
Gebruik cartesiaanse of polaire coördinatensystemen. Metingen in grafische weergaven kunnen lineaire of logaritmische waarden hebben.
bestraling
Gebruik veel weergaveformaten. Cartesische coördinatensystemen, evenals polaire coördinatensystemen, zijn heel gebruikelijk. Het belangrijkste doel is om horizontaal (azimut) een representatief stralingspatroon weer te geven voor een volledige weergave van 360°, of verticaal (elevatie), meestal alleen voor 90 of 180 graden. De gegevens van de antenne kunnen beter worden weergegeven in cartesiaanse coördinaten. Omdat deze gegevens ook in tabellen kunnen worden afgedrukt, wordt doorgaans de voorkeur gegeven aan de meer beschrijvende weergave van de trajectcurve in poolcoördinaten. In tegenstelling tot het cartesiaanse coördinatensysteem geeft dit direct de richting aan.
bestraling
Voor gemakkelijke manipulatie, transparantie en maximale veelzijdigheid worden stralingspatronen gewoonlijk genormaliseerd naar de buitenranden van het coördinatensysteem. Dit betekent dat de maximaal gemeten waarde wordt uitgelijnd met 0° en op de bovenrand van de grafiek wordt uitgezet. Verdere metingen van het stralingspatroon worden doorgaans weergegeven in dB (decibel) ten opzichte van deze maximale waarde.
bestraling
De schaal in de figuur kan variëren. Er zijn drie soorten veelgebruikte plotschalen; lineair, lineair logaritmisch en gemodificeerd logaritmisch. De lineaire schaal benadrukt de hoofdstralingsbundel en onderdrukt gewoonlijk alle zijlobben, aangezien deze gewoonlijk minder dan één procent van de hoofdlob uitmaken. De lineaire logschaal geeft de zijlobben echter goed weer en heeft de voorkeur als de niveaus van alle zijlobben belangrijk zijn. Het geeft echter de indruk van een slechte antenne omdat de hoofdlob relatief klein is. De gewijzigde logaritmische schaal (Figuur 4) benadrukt de vorm van de hoofdbundel bij het comprimeren van de zijlobben op zeer laag niveau (<30 dB) naar het midden van de modus. Daarom is de hoofdlob twee keer zo groot als de sterkste zijlob, wat gunstig is voor de visuele presentatie. Deze vorm van representatie wordt echter zelden gebruikt in de technologie, omdat het moeilijk is om er nauwkeurige gegevens uit te lezen.
bestraling
bestraling
horizontaal stralingspatroon
Het horizontale antennediagram is een bovenaanzicht van het elektromagnetische veld van de antenne, uitgedrukt als een tweedimensionaal vlak gecentreerd op de antenne.
Het belang van deze weergave is om eenvoudigweg de richtingsgevoeligheid van de antenne te verkrijgen. Meestal wordt de waarde -3 dB ook weergegeven als een stippellijn op de schaal. Het snijpunt tussen de hoofdlob en deze cirkel resulteert in de zogenaamde half-power bundelbreedte van de antenne. Andere gemakkelijk leesbare parameters zijn de verhouding voorwaarts/achterwaarts, dat wil zeggen de verhouding tussen de hoofdlob en de achterlob, en de grootte en richting van de zijlobben.
bestraling
bestraling
Voor radarantennes is de verhouding tussen hoofdlob en zijlob van belang. Deze parameter heeft rechtstreeks invloed op de evaluatie van de anti-interferentiegraad van de radar.
bestraling
verticaal stralingspatroon
De vorm van een verticaal patroon is een verticale doorsnede van een driedimensionale figuur. In het weergegeven polaire diagram (een kwart cirkel) is de antennepositie de oorsprong, de X-as het radarbereik en de Y-as de doelhoogte. Eén van de antennemeettechnieken is zonne-stroboscopische opname met behulp van het meetinstrument RASS-S van Intersoft Electronics. Het RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) is een radarfabrikant-onafhankelijk systeem voor het evalueren van verschillende elementen van een radar door verbinding te maken met reeds beschikbare signalen, onder bedrijfsomstandigheden.
bestraling
Figuur 3: Verticaal antennepatroon met cosecante vierkante karakteristiek
In Figuur 3 zijn de meeteenheden zeemijl voor bereik en voet voor hoogte. Om historische redenen worden deze twee meeteenheden nog steeds gebruikt in het luchtverkeersbeheer. Deze eenheden zijn van secundair belang, eenvoudigweg omdat de weergegeven hoeveelheden straling als relatieve niveaus worden gedefinieerd. Dit betekent dat de boring de waarde heeft verworven van het (theoretische) maximale bereik dat met behulp van de radarvergelijking is berekend.
bestraling
De vorm van de grafiek geeft alleen de benodigde informatie! Om de absolute waarde te krijgen, hebt u een tweede grafiek nodig, gemeten onder dezelfde omstandigheden. U kunt de twee grafieken vergelijken en buitensporige stijgingen of dalingen in de antenneprestaties realiseren.
bestraling
Radialen zijn markeringen voor elevatiehoeken, hier in stappen van een halve graad. Een ongelijke schaalverdeling van de x- en y-assen (veel voet versus veel zeemijl) resulteert in een niet-lineaire afstand tussen hoogtemarkeringen. De hoogte wordt weergegeven als een lineair rasterpatroon. Het tweede (gestippelde) raster is georiënteerd op de kromming van de aarde.
bestraling
Driedimensionale weergaven van antennediagrammen zijn meestal door de computer gegenereerde afbeeldingen. Meestal worden ze gegenereerd door simulatieprogramma's en liggen hun waarden verrassend dicht bij de werkelijk gemeten grafieken. Het genereren van een echte meetkaart betekent een enorme meetinspanning, omdat elke pixel van het beeld zijn eigen meetwaarde vertegenwoordigt.
bestraling
Een driedimensionale weergave van het antennepatroon in cartesiaanse coördinaten van een radarantenne op een motorvoertuig.
(Het vermogen wordt gegeven in absolute niveaus! Daarom kiezen de meeste antennemeetprogramma's voor deze weergave een compromis. Alleen de verticale en horizontale delen van het diagram door de antenne kunnen als daadwerkelijke metingen worden gebruikt.
bestraling
Alle andere pixels worden berekend door de gehele meetcurve van de verticale grafiek te vermenigvuldigen met de enkele meting van de horizontale grafiek. De benodigde rekenkracht is enorm. Afgezien van een aangename weergave in presentaties, is het voordeel ervan twijfelachtig, aangezien uit deze weergave geen nieuwe informatie kan worden verkregen in vergelijking met twee afzonderlijke plots (horizontale en verticale antenneplots). Integendeel: vooral in perifere gebieden zouden de grafieken die met dit compromis worden gegenereerd, aanzienlijk moeten afwijken van de werkelijkheid.
bestraling
Bovendien kunnen 3D-plots worden weergegeven in cartesiaanse en polaire coördinaten.
bestraling
Onder de bundelbreedte van een radarantenne wordt doorgaans de halfvermogenbundelbreedte verstaan. De uitgestraalde piekintensiteit wordt gevonden in een reeks metingen (voornamelijk in een echovrije kamer) en vervolgens in de punten aan weerszijden van de piek, die de piekintensiteit weergeven die is verhoogd tot de halve macht. De hoekafstand tussen halfkrachtpunten wordt gedefinieerd als de bundelbreedte. [1] Half vermogen in decibel is −3 dB, dus half vermogen beamw
