In 1873 vatte de Britse wiskundige Maxwell de vergelijking van het elektromagnetische veld samen: de Maxwell-vergelijking.De vergelijking laat zien dat: elektrische lading een elektrisch veld kan produceren, stroom een magnetisch veld kan produceren, en het veranderende elektrische veld ook een magnetisch veld kan produceren, en het veranderende magnetische veld een elektrisch veld kan produceren, wat het bestaan van elektromagnetische golven voorspelt.
Veertien jaar later, in 1887, ontwierp de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz de eerste antenne om het bestaan van elektromagnetische golven te testen.Draadloze communicatie begon in 1901 toen de Italiaanse natuurkundige Gulimo Marconi een grote antenne gebruikte om over oceanen te communiceren.
De basisfunctie van de antenne: deze wordt gebruikt om hoogfrequente stroomenergie (of geleide golfenergie) om te zetten in radiogolven en deze volgens een vooraf bepaalde verdeling naar de ruimte te verzenden.Wanneer het wordt gebruikt voor ontvangst, zet het radiogolfenergie uit de ruimte om in hoogfrequente stroomenergie (of geleide golfenergie).
Daarom kan de antenne worden beschouwd als een conversieapparaat voor geleide golven en stralingsgolven, een apparaat voor energieconversie.
Antenneversterking
Een belangrijk kenmerk van een antenne, ongeacht of deze wordt gebruikt voor zenden of ontvangen, is de antenneversterking.
Sommige antennebronnen stralen energie gelijkmatig uit in alle richtingen, en dit soort straling wordt isotrope straling genoemd.Het is alsof de zon energie naar alle kanten uitstraalt.Op een vaste afstand zal de zonne-energie gemeten onder elke hoek ongeveer hetzelfde zijn.Daarom wordt de zon beschouwd als een isotrope radiator.
Alle andere antennes hebben de tegenovergestelde versterking als een isotrope straler.Sommige antennes zijn directioneel, dat wil zeggen dat er in sommige richtingen meer energie wordt verzonden dan in andere.De verhouding tussen de energie die zich in deze richtingen voortplant en de energie die de antenne niet directioneel voortplant, wordt de versterking genoemd.Wanneer een zendantenne met een bepaalde versterking als ontvangstantenne wordt gebruikt, zal deze ook dezelfde ontvangstversterking hebben.
Antenne patroon
De meeste antennes zenden meer straling uit in de ene richting dan in de andere, en dergelijke straling wordt anisotrope straling genoemd.
De richtingsgevoeligheid van de antenne verwijst naar de relatie tussen de relatieve waarde van het antennestralingsveld en de ruimtelijke richting onder de voorwaarde van dezelfde afstand in het verre gebied.De verre veldsterkte van de antenne kan worden uitgedrukt als:
Waar is de richtingsfunctie, onafhankelijk van afstand en antennestroom;Zijn respectievelijk azimuthoek en spoedhoek;Is het golfnummer en is de golflengte.
De richtingsfunctie wordt grafisch weergegeven als de richtingsgrafiek van de antenne.Om het tekenen van het vlak te vergemakkelijken, wordt de algemene tekening van de twee orthogonale hoofdvlakrichtingen uitgevoerd.
Het antennepatroon is een grafische weergave van de ruimtelijke verdeling van de door de antenne uitgestraalde energie.Afhankelijk van de toepassing mogen antennes alleen signalen in één richting ontvangen en niet in andere (bijvoorbeeld tv-antennes, radarantennes), aan de andere kant moeten autoantennes signalen uit alle mogelijke zendrichtingen kunnen ontvangen.
De gewenste richtingsgevoeligheid wordt bereikt door de gerichte mechanische en elektrische structuur van de antenne.Directiviteit geeft het ontvangst- of zendeffect van een antenne in een bepaalde richting aan.
Er kunnen twee verschillende soorten afbeeldingen worden gebruikt om de antenne-oriëntaties uit te zetten: cartesiaanse en polaire coördinaten.In een polaire grafiek wordt het punt geprojecteerd op het coördinatenvlak langs de rotatie-as (straal), en wordt de polaire stralingsgrafiek gemeten.Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Als de maximale waarde van de ruimtelijke oriëntatiegrafiek gelijk is aan 1, wordt de oriëntatiegrafiek de genormaliseerde oriëntatiegrafiek genoemd, en de overeenkomstige oriëntatiefunctie de genormaliseerde oriëntatiefunctie.Emax is de elektrische veldintensiteit in de richting van de maximale straling, terwijl de elektrische veldintensiteit in de richting van dezelfde afstand is.
Het richtingsdiagram van de relatie tussen de vermogensdichtheid en de richting van de straling wordt het vermogensrichtingsdiagram genoemd.
Posttijd: 14 februari 2023
