Сопротивление излучения характеризует излучающие свойства передающей антенны.

Мощность излучения антенны – это та часть мощности, подводимой к антенне от генератора, которая преобразуется антенной в радиоволны и достигает дальней зоны.

Ее можно определить путем интегрирования плотности потока мощности этой антенны по замкнутой поверхности , охватывающей некоторый объем пространства, окружающего антенну:

, (1)

где П = П(θ,φ) - плотность потока мощности (или модуль среднего значения вектора Умова-Пойнтинга).

Так как П(θ,φ) = П_max F² (θ,φ), а П_max = E²_max/240π, то

. (2)

В этих выражениях F² (θ,φ) - ДН антенны по мощности.

В качестве простейшей поверхности интегрирования удобно выбрать сферу с радиусом r.

Из рисунка можем найти элемент площади ds на сферической поверхности:

ds = r sin(θ) dφ r dθ.= r² sin(θ) dφ dθ. (3)

Подставляя в (1) выражения (2) и (3), можем получить:

Таким образом, для определения мощности излучения необходимо знать нормированную ДН по мощности и напряженность поля в направлении максимального излучения при заданном расстоянии r. Мощность излучения антенны зависит от мощности генератора, условий согласования, а также от излучающей способности антенны. Эта способность зависят от типа антенны, особенностей конструктивного исполнения, размеров антенны по отношению к длине волны.

Коэффициент полезного действия.

Антенна, как любой преобразователь энергии, характеризуется коэффициентом полезного действия, который равен отношению активной мощности излучения ко всей активной мощности, получаемой антенной:

.

Отсюда следует, что для увеличения КПД антенны необходимо уменьшать сопротивление потерь и увеличивать сопротивление излучения антенны. КПД современных антенн различных диапазонов и типов весьма широк: от 25% до 95%.

Действующая длина передающей антенны.

Действующая длина передающей антенны - это коэффициент, имеющий размерность длины, который связывает между собой амплитуду напряженности поля в точке, находящейся в дальней зоне в направлении максимума излучения передающей антенны, с максимальным напряжением на зажимах антенны:

.

Этот параметр относится только к антеннам линейного типа и характеризует их энергетическую эффективность по преобразованию энергии токов высокой частоты в линии передачи в энергию ЭМП излучаемой волны. Действующая длина передающей антенны зависит от ее геометрической длины и от закона распределения амплитуды и фазы тока вдоль антенны :

.

Из данного выражения следует, что:

при равномерном и синфазном законе распределения тока по антенне const, действующая длина антенны совпадает с геометрической ;

чем более неравномерно и несинфазно распределение тока вдоль антенны, тем меньший процент от геометрической длины антенны составляет действующая. Поэтому в общем случае действующая длина лежит в пределах от нуля до геометрической длины: < .

Физический смысл действующей длины передающей антенны:

Это такая геометрическая длина линейной антенны с равномерным и синфазным распределением тока вдоль нее, при которой эта антенна создает в точке, находящейся в дальней зоне по направлению максимума излучения, такую же напряженность поля, как и реальная антенна с неравномерным и несинфазным распределением тока по длине.

В свою очередь, закон распределения тока вдоль передающей антенны зависит от типа антенны и ее конструктивного исполнения.

Эффективная площадь раскрыва передающей антенны.

Эффективная площадь раскрыва передающей антенны - это коэффициент, имеющий размерность площади, который связывает между собой плотность потока мощности, создаваемой передающей антенной в точке пространства, находящейся в дальней зоне в направлении максимума излучения, и активную мощность, подводимую к антенне от генератора:

.

Этот параметр относится только к антеннам апертурного типа и характеризует их энергетическую эффективность по преобразованию энергии токов высокой частоты в линии передачи в энергию излучаемой волны. Эффективная площадь передающей антенны зависит от ее геометрической площади и от закона распре­де­ления амплитуды и фазы поля по раскрыву антенны :

Из данного выражения следует:

при равномерном и синфазном законе распределения поля в раскрыве апертурной антенны эффективная площадь раскрыва совпадает с его геометрической площадью;

чем больше неравномерность и несинфазность в распределении поля по раскрыву, тем меньший процент от геометрической площади раскрыва антенны составляет эффективная. Поэтому в общем случае эффективная площадь лежит в пределах от нуля до геометрической площади раскрыва.

Физический смысл эффективной площади раскрыва передающей антенны:

это такая геометрическая площадь раскрыва апертурной антенны с равно­мерным и синфазным рас­пре­де­лением поля в ее раскрыве, при котором эта антенна создает в точке, нахо­дя­щейся в дальней зоне по нап­равлению максимума ДН такую же плотность по­то­ка мощности, как и реальная антенна с неравномерным и несинфазным распреде­ле­нием по­ля в ее раскрыве.

Электрическая прочность антенн.

Электрическая прочность антенн характеризуется наибольшей подводимой мощ­ностью или наибольшим напряжением на зажимах антен­ны, при которых еще не происходит электрический пробой диэлектри­ков антенны или окружающего ан­тенну воздуха. Это максимальное значение мощности или напряжения назы­ва­ют критическим. Максимальная рабочая мощность антенны должна быть в 3…5 раз меньше критической.