Правила расчета направленности и усиления антенны

Та антенна, при помощи которой излучается энергия в отношениях всех направлений, носит название изотопного (сферического) излучателя. Основываясь на примере из оптики, можно понять одно: если в центре стеклянного шара вдруг окажется точечный светильник, то этот источник света полностью и равномерно осветит его поверхность. При этом плотность излучения, независимо от выбранных точек поверхности, будет идентичной.

На самом деле построить исключительно сферический излучатель не представляется возможным, так как на практике его не существует вовсе и используется он исключительно для сравнения. Никакая из существующих в реальности антенн не может обеспечить одинаковую плотность и поляризацию излучения во всех направлениях, а потому каждая из антенн имеет свою собственную направленность, которая описывается при помощи специальной диаграммы.

Для того чтобы направленность отображалась более точно, строится ее пространственное изображение, в котором, однако, довольно сложно изобразить графически, как именно распределяется плотность, из-за чего обычно просто создается диаграмма направленности антенны в горизонтально и вертикальной плоскости.

Диаграмма направленности антенн напрямую связана с их усилением, что можно наглядно объяснить на примере все того же стеклянного шара. В случае, если в центр такого шара поместить источник света, оснащенный отражателем, в роли которого вполне может выступать параболическое зеркало, свет будет проходить в виде пучка и будет строго направленным. В этом случае плотность потока излучения в направленно освещенной части шара будет в несколько раз больше, нежели то же значение в случае равномерно освещенного шара, так как в это место будут также падать лучи, которые в отсутствие излучателя освещали и прочие участки поверхности шара. Величина плотности энергетического потока увеличивается в зависимости от направленности излучения, а потому в плане плотности энергетического потока при изотопном облучении он прямо зависит от диаграммы направленности. И усиление, и сама диаграмма направленности выражается в концентрации излучения в конкретном направлении. Она является нормированной величиной, в условиях которой каждое значение напряжения делится на максимальную его величину, после чего результат деления показывается в процентном соотношении либо в долях единицы.