Антенны КВ Большинство антенн стандартного размера обладают более высоким коэффициентом усиления по сравнению с теоретическими изотропными излучателями. Это достигается путём концентрации излучаемой энергии в желаемых направлениях за счёт формирования диаграмм направленности.
Следовательно, нам необходим способ количественного определения важных характеристик диаграмм направленности практических антенн реального мира. Одной из таких важных характеристик является ширина главного лепестка диаграммы направленности.
Антенна может создавать несколько лепестков диаграммы направленности. Некоторые из них могут быть спроектированы намеренно, в то время как другие, второстепенные, могут возникать как побочный эффект формирования основного луча.
Главный (основной) лепесток обычно выделяется среди остальных. Различные типы конструкций антенн имеют свои уникальные диаграммы направленности. Антенна в свободном пространстве, где энергия может распространяться во всех направлениях без препятствий, может иметь диаграммы в форме тора, пары противоположно направленных лепестков или же быть сконфигурирована так, чтобы иметь один основной лепесток в предпочтительном направлении.
В свободном пространстве диаграммы обычно симметричны относительно оси или плоскости антенны. Исключением является асимметричная антенная решётка. Лепестки диаграммы направленности часто напоминают вытянутые эллипсоиды, похожие по форме на торпеду.
Азимутальная (пурпурный) и угловая (синий) ширина луча типичной антенны Yagi
Опубликованное значение коэффициента усиления антенны характеризуется как пиковое усиление её главного лепестка вдоль главной (центральной) оси лепестка. Для определения эффективной области доступа вокруг главной оси лепестка определяется ширина диаграммы направленности антенны. Это угол, образованный осью пикового усиления и углом, при котором усиление уменьшается на 3 дБ или 6 дБ. Обычно указывается угол -3 дБ, поскольку он представляет собой угол, при котором плотность мощности излучения уменьшается до половины пикового значения.
В случае КВ-антенн для наземной связи угол -6 дБ может быть обозначен, поскольку он представляет собой типичный спад на 1 S-единицу на удалённой приёмной станции. В любом случае, параметр ширины луча антенны даёт представление о зоне покрытия антенны на удалённом конце без существенного ухудшения характеристик.
Кроме того, он также определяет степень допустимого отклонения направления антенн в практическом сценарии связи «точка-точка». Общая ширина луча фактически равна удвоенному углу -3 дБ (или -6 дБ), измеренному с одной стороны, и обозначается как ±(xx)°, где XX — угол с одной стороны.
Однако, в случае типичной наземной КВ-антенны для связи, расположенной относительно близко (по длине волны λ) к большой отражающей поверхности, такой как земля, ширину луча обычно характеризуют двумя различными параметрами.
Один из них — ширина луча по углу места, а другой — ширина луча по азимуту. Это становится важным, поскольку из-за наличия отражающей поверхности земли под антенной форма лепестков излучения изменяется, и они перестают быть полностью симметричными относительно оси пикового усиления.
Влияние близости земли обычно заключается в сжатии диаграммы направленности по углу места. Следовательно, ширина луча по углу места становится отличной от ширины луча по азимуту.
Положительным побочным эффектом наличия отражающей поверхности земли является значительное увеличение эффективного усиления антенны по сравнению с той же антенной в свободном пространстве.
VU2NSB
