Anteny D.J. Bem.pdf

Anteny

Daniel Józef Bem

PRZEDMOWA

Podręcznik ten został opracowany na podstawie wykładu pt.: „Anteny i rozchodzenie się fal

radiowych", prowadzonego od wielu lat przez autora na Wydziale Elektroniki Politechniki Wrocławskiej.

Zakres zawartego w podręczniku materiału jest obszerniejszy niż zakres ujęty w „Programie ramowym

studiów magisterskich na kierunku Elektronika". Jest to spowodowane potrzebą obsłużenia tym samym

podręcznikiem zarówno kursu magisterskiego jak i inżynierskiego oraz dyplomantów. Z myślą o tych

ostatnich na końcu podręcznika umieszczono bogaty wykaz literatury. ułatwiający zainteresowanym

poszczególnymi zagadnieniami dotarcie do opracowań źródłowych. Pierwsza część podręcznika (rozdz. 1

do 10), obejmująca zagadnienia antenowe, jest pierwszym polskim opracowaniem tematu na poziomie

akademickim. Należy więc przypuszczać, te będzie ona przydatna również dla specjalistów interesujących

się zagadnieniami projektowania, budowy i eksploatacji urządzeń antenowych.

Pierwsza część podręcznika zawiera zarys teorii anten w nowoczesnym ujęciu (rozdz. 2), na podstawie

którego dokonano w dalszych rozdziałach omówienia właściwości anten, stosując podział rodzajowy.

Ostatni rozdział tej części podręcznika jest poświęcony zastosowaniom anten w radiofonii, telewizji,

radiolokacji i radiokomunikacji satelitarnej.

Druga część podręcznika (rozdz. 11 do 16) zawiera podstawy teorii rozchodzenia się fal radiowych

oraz omówienie specyfiki rozchodzenia się fal radiowych poszczególnych zakresów częstotliwości.

Zakłada się, że czytelnik podręcznika ma opanowany materiał z zakresu teorii pola

elektromagnetycznego oraz z odpowiednich działów matematyki. W loku wykładu główny nacisk położono

na stronę fizyczną zjawisk, przy ograniczeniu strony formalnej do niezbędnego minimum.

Mimo zwiększonej objętości podręcznika musiano zrezygnować z omówienia zagadnień miernictwa

antenowego i propagacyjnego. Potraktowanie tych zagadnień skrótowo sprowadziłoby się do

powtórzenia materiału wykładanego w miernictwie radiotechnicznym. Solidne opracowanie

wymienionych tematów wymagałoby dalszego zwiększenia objętości podręcznika. Z tych samych

względów zrezygnowano z omówienia anten aktywnych, podziemnych, rozchodzenia się fal

elektromagnetycznych w kopalniach oraz zastosowań elektronicznej techniki obliczeniowej. Nie

zamieszczono też kompletu międzynarodowych materiałów do obliczeń propagacyjnych, będą one

bowiem w najbliższym czasie opublikowane przez Politechnikę Wroclawską.Na zakończenie pragnę

złożyć serdeczne podziękowania prof. dr hab. inż. Stefanowi Hahnowi z Politechniki Warszawskiej oraz

prof. dr hab. inz. Leonowi Drozdowiczowi z Politechniki Gdańskiej za trud przygotowania recenzji, dzięki

którym moglem usunąć wiele niedociągnięć pierwszej redakcji podręcznika. Panu mgr inż. Jerzemu

Chablowskiemy z Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji dziękuję za przejrzenie maszynopisu i

życzliwą krytykę. Podziękowania moje należą się również Pani red. Zuzannie Grzejszczak za wiele

kłopotów, jakie miała z przygotowaniem tej książki do druku.

Autor

Wrocław, listopad 1972 r.

ROLA ANTENY

W TORZE RADIOKOMUNIKACYJNYM I JEJ

PODSTAWOWE PARAMETRY

Antena jest ważnym ogniwem w torze radiokomunikacyjnym. Jej zadaniem jest przekształcenie

kierowanych fal elektromagnetycznych w falę w przybliżeniu płaską w swobodnej przestrzeni (antena

nadawcza) lub odwrotnie (antena odbiorcza). Antena jest więc swego rodzaju urządzeniem

dopasowującym prowadnicę falową do swobodnej przestrzeni. Z racji swego położenia między

urządzeniem nadawczym lub odbiorczym a przestrzenią, wymagania stawiane antenie są narzucone

zarówno przez warunki rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w przestrzeni jak i przez wpływ

anteny, jako elementu danego urządzenia, na jego pracę.

1.1. CHARAKTERYSTYKA PROMIENIOWANIA

Charakterystyka promieniowania jest jednym z ważniejszych parametrów anteny, określa bowiem

przestrzenny rozkład promieniowanej energii. Charakterystykę promieniowania definiujemy jako rozkład

natężenia pola elektrycznego na powierzchni kuli o dostatecznie dużym promieniu, której środek

pokrywa się ze środkiem anteny. Wartości natężenia pola na powierzchni kuli zależą od promienia kuli,

oraz od mocy promieniowanej przez antenę. Aby uniezależnić się od tych czynników, wszystkie wartości

natężenia pola dzielimy przez wartość maksymalną, uzyskując w ten sposób unormowaną

charakterystykę promieniowania. Oczywiście maksymalna wartość charakterystyki unormowanej jest

równa jedności. Dzięki temu możemy łatwo porównywać charakterystyki promieniowania różnych anten.

Charakterystyka promieniowania przedstawia pewną zamkniętą powierzchnię w ogólnym przypadku

złożoną z kilku przestrzennych wiązek różnej postaci (rys. 1-1). Największą z nich nazywamy wiązką

główną (listkiem głównym), pozostałe — wiązkami bocznymi (listkami bocznymi). Wykonanie wykresu

trójwymiarowego jest kłopotliwe i dlatego ograniczamy się zwykle do podania dwóch wzajemnie

prostopadłych przekrojów charakterystyki promieniowania. Przekroje te mogą być wybrane dowolnie; w

przypadku anten o polaryzacji liniowej dogodnie jest wykonać je w płaszczyźnie wektora pola

elektrycznego E i w płaszczyźnie wektora pola magnetycznego H . Mówimy wówczas o

charakterystykach promieniowania w płaszczyźnie E i H . Często używa się nazw pozioma i pionowa

charakterystyka promieniowania. Należy jednak pamiętać, że terminy te mają określone znaczenie tylko

wówczas, gdy jest znana orientacja przestrzenna anteny. Np. w przypadku anteny pionowej zasilanej

względem ziemi (antena radiofoniczna) pionową charakterystyką promieniowania jest charakterystyka w

płaszczyźnie wektora E , ale w przypadku anteny telewizyjnej o polaryzacji poziomej, charakterystyką

pionową jest charakterystyka w płaszczyźnie wektora H .

Rys. 1-1. Charakterystyka promieniowania anteny: 1—listek główny (wiązka główna); 2 —listki boczne; 3 — listek

wsteczny

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: