Menetelmät sivukeilojen tason alentamiseksi emitterijärjestelmissä. dl- ja prl-kaavioiden sivukeilojen vaimennus Lähetysantennin suuntakerroin ja vahvistus

Olkoon virran jakautuminen antennin pituudella vakio:

Oikeilla antenneilla (esimerkiksi rakoaaltoputkilla) tai painetuilla antenniryhmillä on usein juuri tämä virtajakauma. Lasketaan tällaisen antennin säteilykuvio:

Rakennetaan nyt normalisoitu malli:

(4.1.)

Riisi. 4.3 Lineaarisen antennin säteilykuvio tasaisella virranjakaumalla

Tästä säteilykuviosta voidaan erottaa seuraavat alueet:

1) Pääkeila on se osa säteilykuviosta, jossa kenttä on suurin.

2) Sivuterälehdet.

Seuraavassa kuvassa on esitetty säteilykuvio napakoordinaatistossa, jossa
on visuaalisempi (kuva 4.4).

Riisi. 4.4 Lineaarisen antennin säteilykuvio tasaisella virranjakaumalla napakoordinaatistossa

Antennin suuntaavuuden kvantitatiivisena arviona pidetään yleensä antennin pääkeilan leveyttä, joka määräytyy joko -3 dB:n tasolla maksimista tai nollapisteistä. Määritetään pääkeilan leveys nollien tason perusteella. Tässä voimme suunnilleen olettaa, että erittäin suuntaaville antenneille:
. Edellytys, että järjestelmäkerroin on yhtä suuri kuin nolla, voidaan kirjoittaa suunnilleen seuraavasti:

Ottaen huomioon sen
, viimeinen ehto voidaan kirjoittaa uudelleen seuraavasti:

Suurille antennin sähköisen pituuden arvoille (pienille antennin pääkeilan puolileveyden arvoille) ottaen huomioon se tosiasia, että pienen argumentin sini on suunnilleen sama kuin arvo argumentin viimeinen relaatio voidaan kirjoittaa uudelleen seuraavasti:

Mistä lopulta saamme pääkeilan leveyden ja antennin koon aallonpituuden murto-osissa yhdistävän suhteen:

Viimeisestä suhteesta seuraa tärkeä johtopäätös: yhteismuotoisen lineaarisen antennin osalta kiinteällä aallonpituudella antennin pituuden lisääminen johtaa säteilykuvion kaventumiseen.

Arvioidaan tämän antennin sivukeilojen taso. Relaatiosta (4.1) saadaan ehto ensimmäisen (maksimi) sivukeilan kulma-asemalle:

(-13 dB)

Osoittautuu, että tässä tapauksessa sivukeilojen taso ei riipu antennin pituudesta ja taajuudesta, vaan sen määrää vain amplitudivirran jakautumisen tyyppi. UBL:n vähentämiseksi tulee luopua hyväksytystä amplitudijakauman tyypistä (yhtenäinen jakautuminen) ja siirtyä antennin reunoja kohti pienenevään jakaumaan.

5. Lineaarinen antenniryhmä

5.1. Päivä lar:n lausekkeen johtaminen

Lauseke 4.2. mahdollistaa helpon siirtymisen lineaarisen jatkuvan antennijärjestelmän kentästä erillisen antenniryhmän kenttään. Tätä varten riittää, että määritetään virran jakauma integraalimerkin alla hilafunktion (deltafunktioiden joukon) muodossa elementtien heräteamplitudeja ja vastaavia koordinaatteja vastaavilla painoilla. Tässä tapauksessa tuloksena on antenniryhmän säteilykuvio diskreetti Fourier-muunnos. Maisteriopiskelijat jätetään toteuttamaan tämä lähestymistapa itsenäisesti harjoituksena.

6. Afr:n synteesi tiettynä päivänä.

6.1. Historiallinen katsaus, antennisynteesiongelmien piirteet.

Usein radiojärjestelmien oikean toiminnan varmistamiseksi niihin kuuluville antennilaitteille asetetaan erityisvaatimuksia. Siksi antennien suunnittelu tietyillä ominaisuuksilla on yksi tärkeimmistä tehtävistä.

Periaatteessa vaatimukset asetetaan antennilaitteen säteilykuviolle (DP) ja ovat hyvin erilaisia: kuvion pääkeilan erityinen muoto (esimerkiksi sektorin ja kosekantin muodossa), tietty taso sivukeilat, kallistus tiettyyn suuntaan tai tiettyyn kulma-alueeseen voi olla tarpeen. Antenniteorian osaa, joka on omistettu näiden ongelmien ratkaisemiseksi, kutsutaan antennisynteesiteoriaksi.

Useimmissa tapauksissa tarkkaa ratkaisua synteesiongelmaan ei ole löydetty ja voimme puhua likimääräisistä menetelmistä. Tällaisia ​​ongelmia on tutkittu melko pitkään ja monia menetelmiä ja tekniikoita on löydetty. Antennisynteesiongelmien ratkaisumenetelmiä koskevat myös tietyt vaatimukset: nopeus; kestävyys, ts. alhainen herkkyys pienille muutoksille parametreissa (taajuus, antennikoot jne.); käytännön toteutettavuus. Tarkastellaan yksinkertaisimpia menetelmiä: osakaavioita ja Fourier-integraalia. Ensimmäinen menetelmä perustuu Fourier-muunnoksen analogiaan ja amplitudi-vaihejakauman ja kuvion väliseen yhteyteen, toinen perustuu kuviosarjan laajentamiseen kantafunktioiksi (osittaiskuviot). Usein näillä menetelmillä saatuja ratkaisuja on vaikea soveltaa käytännössä (antennien instrumentointiominaisuudet ovat huonot, amplitudi-vaihejakauma (APD) on vaikea toteuttaa, ratkaisu on epävakaa). Tarkastellaan menetelmiä, jotka mahdollistavat PRA:n rajoitusten huomioimisen ja ns. "ylisuuntainen vaikutus".

Erikseen kannattaa nostaa esiin sekasynteesin ongelmat, joista tärkein on vaihesynteesin ongelma, eli vaihejakauman löytäminen tietylle amplitudille, joka johtaa vaadittuun kuvioon. Vaiheen synteesiongelmien merkitys voidaan selittää vaiheistettujen ryhmäantennien (PAA) laajalla käytöllä. Menetelmiä tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi kuvataan ja.

Kuvion leveys (pääkeila) määrittää emittoidun sähkömagneettisen energian pitoisuusasteen.

Kuvion leveys on kahden suunnan välinen ja pääkeilan välinen kulma, jossa sähkömagneettisen kentän voimakkuuden amplitudi on taso 0,707 maksimiarvosta (tai taso 0,5 maksimitehotiheyden arvosta).

Kuvion leveys on merkitty seuraavasti: 2θ 0,5 on kuvion leveys tehona 0,5 tasolla; 2θ 0,707 - kuvion leveys intensiteetin mukaan tasolla 0,707.

Yllä näkyvä indeksi E tai H tarkoittaa kuvion leveyttä vastaavassa tasossa: , . Tehotaso 0,5 vastaa tasoa 0,707 kentänvoimakkuudessa tai tasoa 3 dB logaritmisella asteikolla:

Saman antennin keilan leveys kentänvoimakkuudella, teholla tai logaritmisella asteikolla ja vastaavilla tasoilla mitattuna on sama:

Kokeellisesti kuvion leveys löytyy helposti esimerkiksi yhdessä tai toisessa koordinaattijärjestelmässä esitetyn kuvion kaaviosta, kuten kuvassa näkyy.

Kuvion sivukeilojen taso määrittää antennin sähkömagneettisen kentän väärän säteilyn asteen. Se vaikuttaa radioteknisen laitteen toiminnan salaisuuteen ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden laatuun lähellä olevien radioelektronisten järjestelmien kanssa.

Suhteellinen sivukeilan taso on sivukeilan maksimin suunnan kentänvoimakkuuden amplitudin suhde pääkeilan maksimin suunnassa olevaan kentänvoimakkuuden amplitudiin:

Käytännössä tämä taso ilmaistaan ​​absoluuttisina yksiköinä tai desibeleinä. Ensimmäisen sivukeilan taso kiinnostaa eniten. Joskus ne toimivat keskimääräisellä sivukeilan tasolla.

4. Lähetysantennin suuntakerroin ja vahvistus.

Suuntakerroin luonnehtii kvantitatiivisesti todellisten antennien suuntaominaisuuksia verrattuna vertailuantenniin, joka on täysin ympärisuuntainen (isotrooppinen) emitteri, jolla on pallomainen kuvio:

Hyötysuhdekerroin on luku, joka osoittaa kuinka monta kertaa todellisen (suunta-)antennin tehovuon tiheys P(θ,φ) on suurempi kuin tehovuon tiheys

Vertailuantennin PE (θ,φ) samalle suunnalle ja samalla etäisyydellä edellyttäen, että antennien säteilytehot ovat samat:

Ottaen huomioon (1) voimme saada:

missä D 0 on suuntaus maksimisäteilyn suuntaan.

Käytännössä antennin tehokkuudesta puhuttaessa tarkoitamme arvoa, joka on täysin antennin säteilykuvion määräämä:

Teknisissä laskelmissa käytetään likimääräistä empiiristä kaavaa, joka yhdistää suuntaustekijän antennikuvion leveyteen päätasoissa:

Koska käytännössä antennin säteilytehoa on vaikea määrittää (ja vielä varsinkin vertailu- ja todellisten antennien säteilytehojen yhtäläisyyden ehto täyttyy), otetaan käyttöön antennin vahvistuksen käsite, joka ottaa huomioon vain antennin tarkennusominaisuudet, mutta myös sen kyky muuntaa yhden tyyppistä energiaa toiseksi .

Tämä ilmenee siinä, että KND:n kaltaisessa määritelmässä ehto muuttuu, ja on selvää, että kerroin hyödyllistä toimintaa referenssiantenni on yhtä suuri kuin yksikkö:

jossa P A on antenniin syötetty teho.

Sitten suuntakerroin ilmaistaan ​​suuntakertoimen kautta seuraavasti:

missä η A on antennin hyötysuhde.

Käytännössä käytetään G 0 - antennin vahvistusta maksimisäteilyn suuntaan.

5. Vaihesäteilykuvio. Antennin vaihekeskuksen käsite.

Vaihesäteilykuvio on antennin lähettämän sähkömagneettisen kentän vaiheen riippuvuus kulmakoordinaateista. Koska antennin etävyöhykkeellä kenttävektorit E ja H ovat samassa vaiheessa, vaihekuvio on yhtä lailla suhteessa antennin lähettämän EMF:n sähköisiin ja magneettisiin komponentteihin. FDN on nimetty seuraavasti:

Ψ = Ψ (θ,φ) kun r = vakio.

Jos Ψ (θ,φ) kohdassa r = const, niin tämä tarkoittaa, että antenni muodostaa aallon vaiherintaman pallon muodossa. Tämän pallon keskustaa, jossa koordinaattijärjestelmän origo sijaitsee, kutsutaan antennin vaihekeskukseksi (PCA). Kaikilla antenneilla ei ole vaihekeskusta.

Antenneille, joissa vaiheen keskus ja usean keilan amplitudikuvio, jonka välissä on selkeät nollat, kenttävaihe viereisissä keiloissa eroaa (180 0). Saman antennin amplitudi- ja vaihesäteilykuvioiden välistä suhdetta havainnollistaa seuraava kuva.

Koska sähkömagneettisten aaltojen etenemissuunta ja sen vaiherintaman sijainti ovat keskenään kohtisuorassa kussakin avaruuden pisteessä, on aallon vaiherintaman sijaintia mittaamalla mahdollista määrittää epäsuorasti suunta säteilylähteeseen (suunta) etsintä vaihemenetelmillä).

Ihannetapauksessa antennin satelliittiin suuntaaman säteen tulisi olla terävän kynän muotoista. Valitettavasti, koska aallonpituudet tässä tapauksessa ovat pieniä verrattuna antennin aukkoon (halkaisijaan), kiinteä polttopiste ei ole todella tarkka. Tämä aiheuttaa kaukokeilan lievän poikkeaman ja jonkin verran ei-toivottua akselin ulkopuolisten signaalien poimimista. Tuloksena oleva napakuvio koostuu kapeasta säteestä ns pääterälehti ja sarja pienemmän amplitudin sivukeiloja.

Koska napakaaviota on usein vaikea tulkita, suorakulmainen koordinaattijärjestelmä on suositeltavampi. Normalisoitu teoreettinen signaalin ominaisuus tasaisesti säteilytetylle antennille, jonka halkaisija on 65 cm taajuudella 11 GHz, on esitetty kuvassa:

Itse asiassa yllä luetellut tekijät edistävät epätasaisuutta tämä ominaisuus, mutta yleinen kuva riippuvuudesta säilyy ennallaan.

Taustakohina tulee antennijärjestelmään ensisijaisesti sivukeilojen kautta, joten ne on pidettävä mahdollisimman pieninä suhteessa pääkeilan amplitudiin. Tasaisesti säteilytetty antenni tuottaa teoreettisesti ensimmäisen ja suurimman sivukeilan noin -17,6 dB pääkeilan maksimiarvon alapuolella.

Käytännössä säteilytys on harvoin tasaista. Säteilyn jakautumisen tarkkuus riippuu asennetun säteilyttimen tyypistä. Tästä pääsemme käsitteeseen antennijärjestelmän tehollinen alue tai tehokkuus. Toisin sanoen suurin osa signaalitehosta kerätään peilin keskiosasta ja vähenee antennin ulkoreunoja kohti. Siksi antennin heijastimen heikko aukko voi toimia suojana taustamelua vastaan.

Peilin osittainen (riittämätön) säteilytys laskee ensimmäisen sivukeilan tason alle -20 dB, mikä vähentää taustamelun vaikutusta. Ensi silmäyksellä tämä ratkaisu vaikuttaa ihanteelliselta, mutta se johtaa joihinkin ei-toivottuihin seurauksiin - antennin vahvistuksen vähenemiseen ja vastaavaan säteen leveyden (pääkeila) kasvuun. Antennin säteilykuvion pääominaisuus on sen leveys puolitehotasolla, joka lasketaan kuvion pääkeilan leveydeksi tasolla -3 dB. Yhtälöt, joita käytetään säteenleveyden laskemiseen millä tahansa pääkeilatasolla, ovat melko monimutkaisia ​​ja aikaa vieviä suorittaa. Kuitenkin parametrit, kuten pääkeilan leveys -3 dB:ssä, ensimmäisen sivukeilan amplitudi ja ensimmäisen nollan sijainti (lovi säteilykuviossa), riippuen vakiintunut menetelmä altistuminen voidaan helposti laskea käyttämällä alla olevassa taulukossa annettuja lausekkeita. Kosinijakauma on lähellä keskiarvoa, ja jos vastaanotettua säteilytysmuotoa ei tunneta, sitä voidaan käyttää ensimmäisenä approksimaationa laskettaessa -3 dB säteenleveyttä.

Jännitesäteilykuvion γυ taka- ja sivukeilan taso määritellään EMF:n suhteeksi antenniliittimissä vastaanoton aikana - taka- tai sivukeilan maksimin puolelta EMF:ään maksimin puolelta. päälohkosta. Kun antennissa on useita erikokoisia taka- ja sivukeiloja, ilmoitetaan yleensä suurimman keilan taso. Taka- ja sivukeilan taso voidaan määrittää myös teholla (γ P) neliöimällä taka- ja sivukeilan taso jännitteen mukaan. Kuvassa esitetyssä säteilykuviossa. 16, taka- ja sivukeilan taso on sama eli 0,13 (13 %) EMF:ssä tai 0,017 (1,7 %) tehossa. Suuntavastaanottimien taka- ja sivukeilat television antennit ovat yleensä välillä 0,1...25 (jännite).

Kirjallisuudessa kuvattaessa vastaanotettavien televisioantennien suuntaominaisuuksia, taka- ja sivukeilojen taso on usein merkitty, mikä on yhtä suuri kuin keski- ja ääritaajuuksien keilojen tasojen aritmeettinen keskiarvo. televisiokanava. Oletetaan, että 3. kanavan antennikuvion (f = 76 ... 84 MHz) keilojen taso (EMF:n mukaan) on: taajuuksilla 75 MHz - 0,18; 80 MHz - 0,1; 84 MHz - 0,23. Terälehtien keskimääräinen taso on (0,18+0,1+0,23)/3, eli 0,17. Antennin kohinansietokykyä voidaan luonnehtia keilojen keskitasolla vain, jos televisiokanavan taajuuskaistalla ei ole teräviä "piikkejä" keilojen tasossa, jotka ylittävät merkittävästi keskitason.

On tehtävä tärkeä huomautus pystysuoraan polarisoidun antennin kohinansietokyvyn suhteen. Käännytään kuvan säteilykuvioon. 16. Tässä kaaviossa, tyypillisesti vaakatasossa oleville vaakasuoraan polarisoiduille antenneille, pääkeila on erotettu taka- ja sivukeiloista nollavastaanottosuunnalla. Pystypolarisaatioantenneilla (esimerkiksi "aaltokanava"-antennilla, joissa on pystysuuntaiset vibraattorit) ei ole nollaa vastaanottosuuntia vaakatasossa. Tämän vuoksi taka- ja sivukeilat eivät tässä tapauksessa ole selkeästi määriteltyjä ja kohinansieto määritellään käytännössä eteenpäin suunnasta vastaanotetun signaalitason suhteeksi takasuunnasta vastaanotetussa signaalitasossa.

Vahvistustekijä. Miten suuntaavampi antenni ts. mitä pienempi pääkeilan avautumiskulma ja mitä matalampi säteilykuvion taka- ja sivukeilan taso, sitä suurempi EMF on antennin liittimissä.

Kuvitellaan, että symmetrinen puoliaaltovärähtelijä sijoitetaan sähkömagneettisen kentän tiettyyn pisteeseen, joka on suunnattu maksimaaliseen vastaanottoon, eli sijoitettuna siten, että sen pituusakseli on kohtisuorassa radioaallon saapumissuuntaan nähden. Tietty jännite Ui kehittyy täryttimeen kytketyllä sovitetulla kuormalla riippuen vastaanottopisteen kentänvoimakkuudesta. Laitetaan seuraavaksi! samassa kentän kohdassa puoliaaltovärähtelijän sijasta antenni, jolla on suurempi suuntaus, joka on suunnattu maksimaaliseen vastaanottoon, esimerkiksi "aaltokanava"-tyyppinen antenni, jonka suuntakuvio on esitetty kuvassa. 16. Oletetaan, että tällä antennilla on sama kuorma kuin puoliaaltovärähtelijällä, ja se on myös sovitettu siihen. Koska "aaltokanava"-antenni on suuntaavampi kuin puoliaaltovärähtelijä, sen kuorman U2 jännite on suurempi. Jännitesuhde U 2 /'Ui on nelielementtiantennin jännitevahvistus Ki tai, kuten sitä muuten kutsutaan, "kenttä".

Siten antennin jännite tai "kenttävahvistus" voidaan määritellä antennin sovitetulla kuormalla kehittämän jännitteen suhteeksi siihen sovitetun puoliaaltovärähtelijän samalla kuormituksella kehittämään jännitteeseen. Molempien antennien katsotaan olevan samassa kohdassa sähkömagneettisessa kentässä ja suunnattu maksimaaliseen vastaanottoon. Usein käytetään myös tehovahvistuksen Kp käsitettä, joka on yhtä suuri kuin jännitevahvistuksen neliö (K P = Ki 2).

Vahvistusta määritettäessä on korostettava kahta seikkaa. Ensinnäkin antennien vuoksi erilaisia ​​malleja voitaisiin verrata toisiinsa, kutakin niistä verrataan samaan antenniin - puoliaaltovärähtelijään, jota pidetään vertailuantennina. Toiseksi, jotta käytännössä saadaan vahvistuksen määräämä jännite- tai tehovahvistus, on antenni suunnattava vastaanotetun signaalin maksimiin eli siten, että säteilykuvion pääkeilan maksimi on suunnattu kohti radioaallon saapuminen. Vahvistus riippuu antennin tyypistä ja rakenteesta. Kääntykäämme "aaltokanava"-tyyppiseen antenniin selvyyden vuoksi. Tämän antennin vahvistus kasvaa ohjaajien määrän myötä. Nelielementtisen antennin (heijastin, aktiivinen vibraattori ja kaksi ohjainta) jännitevahvistus on 2; seitsemän elementtiä (heijastin, aktiivinen vibraattori ja viisi ohjainta) - 2.7. Tämä tarkoittaa, että jos sen sijaan puoliaalto

vibraattorissa käytetään neljän elementin antennia), sitten television vastaanottimen sisääntulon jännite kasvaa 2 kertaa (teho 4 kertaa) ja seitsemän elementin antenni 2,7 kertaa (teho 7,3 kertaa).

Antennin vahvistuksen arvo ilmoitetaan kirjallisuudessa joko suhteessa puoliaaltovärähtelijään tai suhteessa ns. isotrooppiseen emitteriin. Isotrooppinen säteilijä on kuvitteellinen antenni, jolta puuttuvat täysin suuntaominaisuudet, ja tilasäteilykuvio on vastaavan muotoinen -pallo. Isotrooppisia emittereitä ei ole luonnossa, ja tällainen emitteri on yksinkertaisesti kätevä standardi, johon eri antennien suuntaominaisuuksia voidaan verrata. Puoliaaltovärähtelijän laskettu jännitteen vahvistus suhteessa isotrooppiseen emitteriin on 1,28 (2,15 dB). Siksi, jos minkä tahansa antennin jännitteen vahvistus suhteessa isotrooppiseen emitteriin tunnetaan, jaa se 1,28:lla. saamme tämän antennin vahvistuksen suhteessa puoliaaltovärähtelijään. Kun vahvistus suhteessa isotrooppiseen ajuriin on määritetty desibeleinä, voit määrittää vahvistuksen suhteessa puoliaaltovärähtelijään vähentämällä 2,15 dB. Esimerkiksi antennin jännitteen vahvistus suhteessa isotrooppiseen emitteriin on 2,5 (8 dB). Tällöin saman antennin vahvistus suhteessa puoliaaltovärähtelijään on 2,5/1,28 eli 1,95^ ja desibeleinä 8-2,15 = 5,85 dB.

Tietenkin todellinen vahvistus signaalin tasossa TV-tulossa, jonka yksi tai toinen antenni antaa, ei riipu siitä, minkä referenssiantennin - puoliaaltovärähtelijän tai isotrooppisen emitterin - suhteen vahvistus määritellään. Tässä kirjassa vahvistusarvot on annettu suhteessa puoliaaltovärähtelijään.

Kirjallisuudessa antennien suuntaominaisuuksia arvioidaan usein suuntauskertoimella, joka edustaa signaalitehon vahvistusta kuormassa, mikäli antennissa ei ole häviöitä. Suuntakerroin on suhteessa tehovahvistukseen Kr relaatiolla

Jos mittaat jännitteen vastaanottimen sisääntulossa, voit käyttää samaa kaavaa määrittääksesi kentänvoimakkuuden vastaanottopaikassa.

Pääkeilan leveys ja sivukeilan taso

Kuvion leveys (pääkeila) määrittää emittoidun sähkömagneettisen energian pitoisuusasteen. DN leveys on pääkeilan kahden suunnan välinen kulma, jossa sähkömagneettisen kentän voimakkuuden amplitudi on 0,707 tasoa maksimiarvosta (tai 0,5 tasoa maksimitehotiheyden arvosta). Alarivin leveys ilmoitetaan seuraavasti:

2i on kuvion leveys tehona tasolla 0,5;

2i - kuvion leveys jännityksen suhteen tasolla 0,707.

Indeksi E tai H ilmaisee kuvion leveyttä vastaavassa tasossa: 2i, 2i. Tehotaso 0,5 vastaa tasoa 0,707 kentänvoimakkuudessa tai tasoa 3 dB logaritmisella asteikolla:

Kuvion leveys on kätevää määrittää kokeellisesti käyttämällä esimerkiksi kuvaajaa, kuten kuvassa 11 näkyy.

Kuva 11

Kuvion sivukeilojen taso määrittää antennin sähkömagneettisen kentän väärän säteilyn asteen. Se vaikuttaa sähkömagneettisen yhteensopivuuden laatuun lähellä olevien radioelektronisten järjestelmien kanssa.

Suhteellinen sivukeilan taso on ensimmäisen sivukeilan maksimin suunnan kentänvoimakkuuden amplitudin suhde pääkeilan maksimin suunnassa olevaan kentänvoimakkuuden amplitudiin (kuva 12):

Kuva 12

Tämä taso ilmaistaan ​​absoluuttisina yksiköinä tai desibeleinä:

Lähetysantennin suuntakerroin ja vahvistus

Suuntakerroin (DC) luonnehtii kvantitatiivisesti todellisen antennin suuntaominaisuuksia verrattuna monisuuntaiseen (isotrooppiseen) vertailuantenniin, jossa on pallomainen kuvio:

KND on luku, joka osoittaa, kuinka monta kertaa todellisen (suunta-)antennin tehovuon tiheys P (u, q) on suurempi kuin saman (ei-suuntaisen) vertailuantennin tehovuon tiheys P (u, q) suunnassa ja samalla etäisyydellä edellyttäen, että antennien säteilytehot ovat samat:

Kun otetaan huomioon (25), voimme saada:

Antennin vahvistustekijä (GC) on parametri, joka ottaa huomioon antennin fokusointiominaisuuksien lisäksi sen kyvyn muuntaa yhden tyyppistä energiaa toiseksi.

KU- Tämä on luku, joka osoittaa, kuinka monta kertaa todellisen (suuntaamattoman) antennin tehovuon tiheys P (u, c) on suurempi kuin vertailuantennin (ei-suuntaava) tehovuon tiheys PE (u, c). samaan suuntaan ja samalla etäisyydellä edellyttäen, että antennien tehot ovat samat.

Voitto voidaan ilmaista tehokkuudella:

missä on antennin tehokkuus. Käytännössä antennin vahvistusta käytetään maksimisäteilyn suuntaan.

Vaihesäteilykuvio. Antennin vaihekeskuksen käsite

Vaiheen säteilykuvio on antennin lähettämän sähkömagneettisen kentän vaiheen riippuvuus kulmakoordinaateista.

Koska antennin etävyöhykkeellä kenttävektorit E ja H ovat samassa vaiheessa, vaihekuvio on yhtä lailla suhteessa antennin lähettämän EMF:n sähköisiin ja magneettisiin komponentteihin. Vaihekuvio on merkitty seuraavasti: Ш = Ш (u, ц) kohdassa r = vakio.

Jos W (u, q) = const kohdassa r = const, tämä tarkoittaa, että antenni muodostaa aallon vaiherintaman pallon muodossa. Tämän pallon keskustaa, jossa koordinaattijärjestelmän origo sijaitsee, kutsutaan antennin vaihekeskukseksi (PCA). On huomattava, että kaikilla antenneilla ei ole vaihekeskusta.

Antenneissa, joissa on vaihekeskus ja monikeila-amplitudikuvio, joiden välillä on selkeät nollat, vierekkäisten keilien kenttävaihe eroaa p (180°). Saman antennin amplitudi- ja vaihesäteilykuvioiden välinen suhde on esitetty kuvassa 13.

Kuva 13 - Amplitudi- ja vaihekuviot

Sähkömagneettisten aaltojen etenemissuunta ja sen vaiherintaman sijainti kussakin avaruuden pisteessä ovat keskenään kohtisuorassa.