Что демонстрирует диаграмма направленности антенны

Содержание

При проектировании и сооружении антенн, как правило, необходимо знать направленности поля, создаваемые антеннами различного типа. Будем использовать приближенные формулы, справедливые для очень тонких цилиндрических проводов, размещенных в изотропной и лишенной потерь среде.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся на практике методы расчета направленных свойств. На рис. 2.66 приведена пространственная диаграмма направленности элементарного диполя, а также даны сечения этой диаграммы в двух плоскостях: в E-плоскости и в H-плоскости. Диаграмма направленности диполя в H-плоскости представляет собой окружность. Поэтому будем в дальнейшем изучать направленные свойства таких антенн только в E-плоскости.

Вибратор может иметь различную физическую длину (т. е. характеризоваться различным отношением l/λ), а также различные способы питания: симметричный и несимметричный. Оба отмеченных фактора оказывают существенное влияние на диаграмму направленности вибратора. Если вдоль вибратора укладывается целое число полуволн, то такой вибратор называют гармоническим. Длина гармонического вибратора $beginl=nfrac<lambda>endtag$ где n — целое число.

На рис. 2.67а приведена схема вибраторной антенны длиной l, оба плеча которой возбуждены симметрично. Точка наблюдения О находится на расстоянии r от фазового центра N, расположенного в центре вибраторной антенны. Направление r составляет угол ϴ с осью вибратора. Из рассмотрения данного рисунка следует, что расстояния r1 и r2от двух симметрично расположенных точек на вибраторе до точки наблюдения О различны. Поэтому приходящие в точку О две волны имеют разные фазы. Мгновенное значение напряженности поля в точке О, находящейся на расстоянии r от вибратора и расположенной на линии, составляющей угол θ с его осью: $begine_theta=left(fracright)sinleft(omega+krright)fleft(thetaright)endtag$

Из анализа этого выражения следует, что еθ, во-первых, прямо пропорционально амплитуде тока Im в вибраторе и обратно пропорционально расстоянию r от вибратора до точки наблюдения; во-вторых, распространяющаяся волна имеет зависимость от расстояния типа kr, а также изменяется во времени с частотой ω. И, наконец, направленные свойства антенны определяются функцией f(θ), называемой диаграммой направленности.

Для дальнейшего анализа достаточно ограничиться рассмотрением только изменения амплитуды напряженности поля $beginE_m=left(fracright)fleft(thetaright)endtag$

Вид диаграммы направленности различен для разных типов антенны. Для симметричного вибратора диаграмма направленности может быть описана выражением $beginfleft(thetaright)=frac<cosleft(dfrac<pi><lambda>costhetaright)>endtag$

Диаграмма направленности антенны

Отношение πl/λ можно представить в виде πl/λ = kl/2, где k — волновое число.

Для элементарного диполя (диполя Герца) $beginfleft(thetaright)=sinthetaendtag$

На рис. 2.68а приведена диаграмма направленности элементарного диполя. Она представляет собой две соприкасающихся окружности. Ширина диаграммы направленности (по уровню половинной мощности) θ0,5 = 90°.

Для полуволнового диполя, для которого l=λ/2, n=1, выражение для диаграммы направленности может быть представлено в виде $beginfleft(thetaright)=frac<cosleft(dfrac<pi>costhetaright)>endtag$

Диаграмма направленности полуволнового диполя дана сплошной линией на рис. 2.68б. Здесь же для сравнения пунктирной линией дана диаграмма направленности диполя Герца. Ширина диаграммы направленности полуволнового диполя θ0,5=78°. Сравнение обеих диаграмм на этом рисунке показывает, что они достаточно похожи друг на друга. Поэтому на практике для анализа направленных свойств полуволнового диполя вместо формулы (2.163б) можно пользоваться формулой (2.163а).

Для волнового симметричного вибратора (l=λ, n=2) выражение для диаграммы направленности имеет вид $beginfleft(thetaright)=frac<1+cosleft(picosthetaright)>endtag$

На рис. 2.68в приведена диаграмма направленности волнового вибратора. Максимальное излучение вибратора приходится на угол θ=90, причем для θ=90° f(90°)=2. Ширина диаграммы направленности θ0,5=47°.

Из анализа диаграмм направленности полуволнового и волнового вибраторов следует, что в направлении максимального излучения уровни их излучения различны: для полуволнового вибратора fmax(θ)= l, и для волнового — fmax(θ)=2.

Для удобства сравнения диаграмм направленности различных антенн вводится понятие нормированной диаграммы направленности, которая определяется отношением $beginF_=fracleft(thetaright)>endtag$

Для полуволнового диполя F(θ)=f(θ), а для волнового — F(θ)=0,5f(θ).

На рис. 2.68д изображен вибратор длиной l=1,5λ. В той части вибратора, длина которой равна 0,25λ, фаза тока отличается на π от фазы тока в остальной части вибратора. В этом случае напряженность поля в пределах главного лепестка диаграммы убывает быстрее, чем на диаграмме волнового диполя, и уже для θ=θ» f(θ»)=0, при дальнейшем увеличении угла наблюдения θ появляется боковой лепесток, имеющий максимум при θ=θ’. Отметим, что фаза излучения в направлениях, соответствующих боковому лепестку, отличается на π от фазы излучения в пределах основного лепестка. Если будем и далее увеличивать длину вибратора, то уровень боковых лепестков будет расти, а уровень основного лепестка (θ=90°) — уменьшаться. При l=2λ боковые лепестки, ориентированные под углом θ=54°, достигают своего максимума, а в направлении θ=90° f(θ)=0 (рис. 2.68е).

Изменение формы диаграммы направленности с дальнейшим ростом длины вибратора показано на рис. 2.68ж,з,и. Анализ приведенных диаграмм показывает, что направление максимального излучении вибраторов соответствует углам, которые уменьшаются с ростом длины вибратора, т. е. с ростом длины вибратор все более интенсивно излучает под небольшими углами к своей оси. Однако надо иметь в виду, что для всех рассматриваемых антенн в направлении θ=0° (или θ=180°) E=0.

Одновременно с увеличением длины вибратора растет число боковых лепестков в диаграмме направленности. Полезно запомнить следующую зависимость между числом лепестков и длиной вибратора. В пределах одной половины диаграммы направленности (0°<θ<180°) число боковых лепестков равно числу волн, укладывающихся по длине вибратора.

Так, для вибратора длиной l=3λ (см. рис. 2.68ж) общее число лепестков диаграммы направленности N=2·3=6, для вибратора с l=4λ (см. рис 2.68з) N=2·4=8, а для вибратора с l=5λ (см. рис. 2.68и) N=2·5=10.

Полезно также запомнить следующую информацию для вибраторов, длина которых равна четному числу волн, в направлении θ=90° (или θ=270°) f(θ)=0.

До сих пор анализировались диаграммы направленности вибраторов, имеющих симметричное питание. Обратимся теперь к рассмотрению диаграмм направленности вибраторов, имеющих несимметричное питание На рис. 2.68г приведена диаграмма направленности вибратора с несимметричным питанием длиной l=λ. Эта диаграмма идентична диаграмме направленности вибратора с симметричным питанием длиной l=2λ (см. рис. 2.68е). Такая закономерность сохраняется и для более длинных вибраторов, т. е. диаграмма направленности вибратора с несимметричным питанием длиной l=λ, 3λ, 5λ, 7λ. идентична диаграмме направленности вибратора с симметричным питанием длиной l=2λ, 6λ, 10λ, 14λ.

Принцип взаимности
Вверх
Влияния экрана на поле вибратора

VKontakte
Facebook
Google+
Twitter

Основы радиолокации

Термином «диаграмма направленности антенны» (или «диаграмма излучения») обычно называют графическое изображение угловой зависимости излучения антенны. На нем, как правило, наносится значение относительной (в основном, нормированной) интенсивности поля, излучаемого антенной. Нормирование интенсивности выполняется по значению интенсивности поля, измеренному в направлении максимума излучения антенны. Вследствие теоремы взаимности диаграммы направленности на излучение (зависимость плотности мощности от направления) и на прием (зависимость чувствительности от направления) для одной и той же антенны совпадают. Диаграммы направленности могут определяться экспериментально либо путем математического моделирования. Диаграммы направленности используют для оценки конкретной антенны. В частности, на их основе можно получить представление о степени ухудшения характеристик радиолокатора в случае, если антенна не точно наведена на цель.

Для идеальной изотропной антенны, для которой плотность излучаемой мощности одинакова во всех направлениях, диаграмма направленности имеет форму сферы. Направленные антенны, такие как, например, антенны радиолокаторов, обеспечивают значительную концентрацию излучения в одном заданном направлении. Благодаря сфокусированной, узкой ширине луча в этом направлении достигается большая дальность действия радиолокатора. Эта узкая ширина луча позволяет осуществлять более точное излучение зондирующего сигнала в сторону цели и прием отраженного от нее сигнала. Диаграмма направленности представляет собой графическое изображение относительной напряженности поля, излучаемого или принимаемого антенной. На диаграмме направлености расстояние ее поверхности от начала координат пропорциональной величине напряженности электрического поля Е на некотором фиксированном расстоянии от антенны в соответствующем направлении.

задние лепестки
боковые
лепестки
главный (основной)
лепесток

Рисунок 2. Горизонтальное сечение диаграммы направленности в полярной системе координат

задние лепестки
боковые
лепестки
главный (основной)
лепесток

Рисунок 2. Горизонтальное сечение диаграммы направленности в полярной системе координат

Горизонтальная диаграмма направлености

Диаграмма направленности антенны обычно представляется в виде трехмерного графика. Плоские диаграммы направленности чаще всего строят либо в плоскости оси антенны, либо в плоскости, ей перпендикулярной. Эти плоскости называют, соответсвенно, азимутальной и угломестной. Такие графики могут строиться в декартовой (прямоугольной) системе координат (Рисунок 1) либо в полярной системе координат (Рисунок 2). Каждый из этих форматов имеет свои преимущества и недостатки. В декартовой системе координат достигается хорошая детализация, однако представление формы луча не наглядно. Такой тип представления диаграммы направленности предпочтителен в случае, когда важна точная оценка уровня боковых лепестков. При построении диаграммы направленности путем численного моделирования имеется таблица значений с нужной степенью детализации.

Диаграммы направленности антенн, построенные в полярной системе координат, обладают лучшей наглядностью и более приспособленны для отображения их на картах. С их помощью обеспечивается быстрая оценка свойств антенны в заданном направлении.

Поставщики антенн измеряют диаграммы направленности антенн, фиксируя положение точки наблюдения и вращая антенну вокруг своей оси, либо, наоборот, выполняя измерения (вычисления) в точках, находящихся вокруг неподвижной антенны.

Хотя изображение диаграмм направленности антенн может быть полезным для визуальной оценки, при выполнении инжинерного анализа оно может оказаться недостточно информативным. Поэтому измеренные или рассчитанные данные также преобразовывают в числовые значение в форме таблиц.

Вертикальная диаграмма направленности

Форма вертикальной диаграммы направленности определяется путем сечения трехмерного графика вертикальной плоскостью. На графике, приведенном на Рисунке 3, представлена четверть (один квадрант) круга. Здесь вдоль оси х откладываются значения дальности действия радиолокатора, а вдоль оси у – высота цели. Одним из методов исследования антенн является метод измерения с использованием радиочастотного излучения Солнца (в англоязычной литературе — Sun-Strobe-Recording). Для реализации этого метода можно применять RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites) , измерительный инструмент разработки компании Intersoft Electronics. Он представляет собой программную систему, выполняющую оценку различных элементов радиолокатора в заданных условиях, вне зависимости от его производителя.

Рисунок 3. Вертикальная диаграмма направленности в виде косеканс-квадратичной зависимости

Рисунок 4. Трехмерная диаграмма направленности рупорного облучателя

На Рисунке 3 единицей измерения дальности является морская миля, а высоты – фут. Обе эти единицы измерения все еще используются в системах управления воздушным движением, где такое положение сложилось исторически. Тип единицы измерения имеет второстепенное значение только потому, что на графиках диаграмма направленности откладывается относительный уровень. Это означает, что максимальное (теоретически) значение дальности действия, рассчитанное с помощью уравнения радиолокации, соответсвует направлению максимального излучения антенны. Форма графика дает только качественную оценку! Для получения абсолютных значений необходим второй график, построенный при тех же условиях. Сравнив между собой оба эти графика, можно сделать заключение о характеристиках антенны.

Наклонные лучи на графике соответствуют углам места, следующим с шагом пол-градуса. Разный масштаб по осям системы координат (по дальности и по высоте цели) приводит к нелинейному изменению углового расстояния между угломестными лучами. Линии высоты образуют линейную сетку. Пунктирные линии, расположенные рядом с ними, показывают кривизну Земли.

Трехмерная диаграмма направленности

Трехмерное представление диаграмм направленности получают при помощи компьютерного моделирования. Для этого используются различные пакеты программ, результаты расчетов которых бывают удивительно близки к результатам реальных измерений. Построение такого изображения требует вычисления значений в большом количестве точек. Поэтому во многих прикладных программах такого назначения применяется компромисс: по реальным измерениям формируются вертикальное и горизонтальное сечения диаграммы направленности, а в остальных точках значения получают рассчетным способом, путем перемножения всего массива вертикального сечения на одно значение горизонтального сечения. Для выполнения такого алгоритма требуются огромные вычислительные ресурсы. Однако, за исключением эффектности таких изображений на презентациях, целесообразность их использования сомнительна, поскольку они практически не добавляют новой информации по сравнению с двумя плоскими диаграммами. Напротив: в перефирийных зонах, в результате применения компромисса, рассчетные значения могут существенно отличаться от измеренных.

Коэффициент направленного действия и коэффициент усиления

Это два немаловажных параметра любой антенной системы, которые напрямую вытекают из определения диаграммы направленности. КНД и КУ часто путают между собой. Перейдем к их рассмотрению.

Коэффициент направленного действия

Коэффициент направленного действия (КНД) – это отношение квадрата напряженности поля, созданного в главном направлении (Е0 2 ), к среднему значению квадрата напряженности поля по всем направлениям (Еср 2 ). Как понятно из определения, КНД характеризует направленные свойства антенны. КНД не учитывает потери, так как определяется по излучаемой мощности. Из сказанного выше можно указать формулу для расчета КНД:

Если антенна работает на прием, то КНД показывает, во сколько раз улучшится отношение сигнал/шум по мощности, при замене направленной антенны ненаправленной, если помехи приходят равномерно со всех направлений.

Для передающей антенны КНД показывает, во сколько раз нужно уменьшить мощность излучения, если ненаправленную антенну заменить направленной, при сохранении одинаковых напряженностей поля в главном направлении.

КНД абсолютно ненаправленной антенны, очевидно, равно единице. Физически пространственная диаграмма направленности такой антенны выглядит в виде идеальной сферы:

Такая антенна одинаково хорошо излучает во всех направлениях, но на практике нереализуема. Поэтому это своего рода математическая абстракция.

Коэффициент усиления

Как уже было сказано выше, КНД не учитывает потери в антенне. Параметр, который характеризует направленные свойства антенны и учитывает потери в ней, называется коэффициентом усиления.

Коэффициент усиления (КУ) G – это отношение квадрата напряженности поля, созданного антенной в главном направлении (Е0 2 ), к среднему значению квадрата напряженности поля (Еоэ 2 ), созданного эталонной антенной, при равенстве подводимых к антеннам мощностей. Также отметим, что при определении КУ учитываются КПД эталонной и измеряемой антенны.

Понятие эталонной антенны очень важно в понимании коэффициента усиления, и в разных частотных диапазонах используют разные типы эталонных антенн. В диапазоне длинных/средних волн за эталон принят вертикальный несимметричный вибратор длиной четверть волны (рисунок 10).

Для такого эталонного вибратора Dэ=3,28, поэтому коэффициент усиления длинноволновой/средневолновой антенны определяется через КНД так: G=D * ŋ/3,28 , где ŋ – КПД антенны.

В диапазоне коротких волн в качестве эталонной антенны принимают симметричный полуволновый вибратор, для которого D э=1,64, тогда КУ:

В диапазоне СВЧ (а это почти все современные Wi-Fi, LTE и др. антенны) за эталонный излучатель принят изотропный излучатель, дающий Dэ=1, и имеющий пространственную диаграмму, изображенную на рисунке 9.

Коэффициент усиления является определяющим параметром передающих антенн, так как показывает, во сколько раз необходимо уменьшить мощность, подводимую к направленной антенне, по сравнению с эталонной, чтобы напряженность поля в главном направлении осталась неизменной.

КНД и КУ в основном выражают в децибелах: 10lgD, 10lgG.

Плоские диаграммы: понимание азимута и высоты

Существует два основных параметра плоских диаграмм: азимут и высота. Азимут представляет собой вид с высоты птичьего полета с рисунком антенны, который показывает усиление, достигающее горизонта.

Представьте шаблон с точкой доступа UniFi, как если бы Вы стояли прямо под потолочной точкой доступа и смотрели вверх на график, по всем направлениям горизонтали от точки доступа.

Различные цветные кольца представляют собой то, как изменяется вид азимута, когда Вы стоите немного ниже точки доступа с шагом 10 градусов (70, 80 и 90 градусов).

На рисунке видно, как далеко от точки доступа указывается какое усиления получает точка в этом направлении. Шкала обеспечивается приращениями дБи, начиная с внешнего периметра с 10, 5, 0, -5, -10 и т. Д.

Второй тип плоских рисунков — диаграммы плоскости возвышения. Диаграмма плоскости возвышения представляет собой поперечное сечение диаграммы направленности антенны, если Вы будете смотреть на точку доступа с уровня глаз с определенного угла на горизонте.

Поскольку большинство точек доступа UniFi предназначены для установки на потолке или стене, сигнал оптимизирован для направления противоположного стороне крепления или в направлении, по форме символа U. По этой причине Ubiquiti решила исключить распространение волны в промежутке с 90 до 270.

Визуализация плоских диаграмм

Как только Вы поймете, как «читать» диаграммы направленности антенны будет полезно визуализировать график в трехмерном виде.

Давайте рассмотрим трехмерный рендеринг типичного примера комбинированного азимута и перпендикулярных графиков высоты, чтобы помочь Вам лучше визуализировать то, что показывают ранее обсуждавшиеся диаграммы:

В этом примере мы смотрим точку доступа с потолочным креплением. Основываясь на ориентации в форме U, мы можем использовать выборочные данные излучения антенны для визуализации каждой плоскости по отношению друг к другу. Красная плоскость — азимут, синяя — высота от 0/180, а зеленая — высота от 90/270. Обратите внимание, что коэффициент усиления не масштабируется, а в реальном режиме развертывания будет транслироваться гораздо дальше, чем показывают фигуры. Это дает Вам представление о форме диаграммы направленности антенны, что в значительной степени обеспечит адекватный сигнал во всех направлениях.

Понимание позиционирования этих плостей относительно точки доступа может помочь Вам получить общее представление о том, как будет выглядеть трехмерная форма диаграммы направленности антенны.

Как формируется диаграмма направленности

Диаграмма направленности формируется на основе характеристик антенны или динамика и показывает, как сигнал или звук распространяется в пространстве в зависимости от направления.

Для формирования диаграммы направленности проводятся измерения или моделирование, которые позволяют определить уровень сигнала или звука в различных направлениях от источника.

Измерения проводятся с помощью специального оборудования, такого как антенны или микрофоны, которые устанавливаются в разных точках пространства. Затем измеренные значения сигнала или звука в каждой точке используются для построения графика, который и представляет собой диаграмму направленности.

Моделирование диаграммы направленности основано на математических моделях и алгоритмах, которые учитывают физические свойства антенны или динамика, а также окружающую среду. С помощью компьютерных программ можно смоделировать распространение сигнала или звука в различных направлениях и получить графическое представление диаграммы направленности.

Диаграмма направленности может быть представлена в виде графика с осями, где по горизонтальной оси отображается угол направления, а по вертикальной оси – уровень сигнала или звука. Также диаграмма может быть представлена в виде трехмерной модели, показывающей распределение сигнала или звука в пространстве.

Важно отметить, что диаграмма направленности может быть разной для разных типов антенн или динамиков. Некоторые антенны или динамики имеют узкую направленность, что означает, что сигнал или звук распространяется в узком угловом диапазоне. Другие антенны или динамики могут иметь широкую направленность, что означает, что сигнал или звук распространяется в широком угловом диапазоне.

Основные свойства диаграммы направленности

Диаграмма направленности является важным инструментом для оценки и визуализации распределения сигнала или звука в пространстве. Вот некоторые основные свойства диаграммы направленности:

Направленность

Одно из основных свойств диаграммы направленности – это ее направленность. Она показывает, в каком направлении сигнал или звук распространяется с наибольшей интенсивностью. Направленность может быть узкой или широкой, в зависимости от типа антенны или динамика.

Уровень сигнала или звука

Диаграмма направленности также позволяет определить уровень сигнала или звука в разных направлениях. Она показывает, как интенсивность сигнала или звука меняется в зависимости от угла.

Диаграмма излучения

Диаграмма направленности может быть представлена в виде графика или диаграммы, которая показывает, как сигнал или звук излучается в разных направлениях. Это позволяет легко визуализировать и понять, как сигнал или звук распространяется в пространстве.

Дальность действия

Диаграмма направленности также может помочь определить дальность действия сигнала или звука. Она показывает, насколько далеко сигнал или звук могут быть обнаружены или услышаны в разных направлениях.

Влияние окружающей среды

Диаграмма направленности также может показать, как окружающая среда влияет на распространение сигнала или звука. Например, препятствия или отражения могут изменить форму или интенсивность диаграммы направленности.

В целом, диаграмма направленности является полезным инструментом для анализа и понимания распределения сигнала или звука в пространстве. Она помогает оптимизировать работу антенн или динамиков и обеспечивает более эффективное использование ресурсов.

Диаграмма направленности

Отношение πl/λ можно представить в виде πl/λ = kl/2, где k — волновое число.

Для элементарного диполя (диполя Герца) $beginfleft(thetaright)=sinthetaendtag$

Для полуволнового диполя F(θ)=f(θ), а для волнового — F(θ)=0,5f(θ).

Принцип взаимности
Вверх
Влияния экрана на поле вибратора

VKontakte
Facebook
Google+
Twitter

Технология MIMO

Для увеличения пропускной способности систем связи или повышения надёжности, можно использовать реализации схем, в которых передача и приём осуществляются несколькими антеннами. Соседние антенны в подобных схемах необходимо изолировать для снижения корреляции за счёт пространственного, поляризационного и др. методов разнесения. Данная технология называется MIMO (Multiple Input Multiple Output).

Для пояснения принципов технологии MIMO рассмотрим схему на рисунке 13. Передатчик и приёмник используют по две антенны разной поляризации — вертикальной и горизонтальной. На передающей стороне исходный поток данных делится на два подпотока, каждый из которых отправляется в свой канал обработки и, впоследствии, передаётся через отдельную антенну. В приёмнике реализуется обратный процесс — один подпоток данных принимается через антенну горизонтальной поляризации, другой — через антенну вертикальной поляризации. После подпотоки объединяются в единый поток данных и передаются на дальнейшие звенья обработки.

Рисунок 13 — Пример использования схемы MIMO с двумя потоками

Рассмотренная на рисунке 13 схема увеличивает пропускную способность канала связи в два раза. Возможна реализация сценария использования нескольких антенн для повышения надёжности связи — в этом случае подпотоки данных передаются на меньшей скорости, сохраняя общую пропускную способность системы, либо поток данных не делится на подпотоки, а дублируется в каждом из каналов связи.

На рисунке 13 представлена схема MIMO с двумя потоками данных, но следует иметь в виду, что число потоков данных может быть произвольным и зависит от числа антенн.

Сценарии построения беспроводных систем связи

При выборе антенных устройств для беспроводной системы связи необходимо отталкиваться от условий, в которых будет разворачиваться система связи. Возможны три сценария:

беспроводная фиксированная система связи;
беспроводная мобильная система связи;
беспроводная система связи с передвижными объектами.

В фиксированных системах связи «точка-многоточка» на выделенной площадке устанавливается базовая станция с одним или несколькими секторами. Диаграмма направленности сектора при этом зависит от конфигурации базовой станции: для обеспечения кругового охвата ширина диаграммы направленности секторных антенн равна 360° при конфигурации с одним сектором, 120° — с тремя секторами, 60° — с шестью и т.д. Используются антенны с широкой диаграммой направленности, поскольку сектор работает в режиме «точка-многоточка» и должен обеспечивать подключение фиксированных абонентов на определённой территории. Абонентские устройства при этом статичны и съюстированы с сектором. Для того, чтобы снизить уровень паразитного излучения, ширину диаграммы направленности клиентского устройства выбирают достаточно узкой.

Рисунок 14 — Пример схемы беспроводной фиксированной системы связи

В мобильных системах связи, в отличие от фиксированных, абоненты могут менять местоположение, поэтому диаграммы направленности клиентских устройств, как правило, выбираются всенаправленными:

Рисунок 15 — Примеры схем беспроводных мобильных систем связи

Комбинацией рассмотренных типов систем связи является беспроводная система связи с передвижными объектами. В рамках данного сценария местоположение устройств может изменяться время от времени. При этом, в случае использования узконаправленных антенн, необходимо производить юстировку при изменении местоположения устройства, либо использовать системы с автоматическим слежением.

Рисунок 16 — Пример схемы связи с передвижными объектами

Представленная классификация беспроводных систем связи справедлива как для схем «точка-многоточка», так и для схем «точка-точка».

Определение входного импеданса

Входной импеданс (сопротивление) антенны определяется отношением значения напряжения (на клеммах) к силе тока и является тоже основной характеристикой антенны.

Входной импеданс антенны важен для определения коэффициента ее усиления и КПД. Во входном импедансе есть составляющие разных сопротивлений: сопротивление излучения, сопротивление потерь.

Выбор антенн по их характеристикам

Если выбирать антенну по основным характеристикам, то следует учитывать, что параметры антенны взаимосвязаны. То есть, максимизировать положительные и минимизировать отрицательные характеристики антенны невозможно.

Например, если выбирать антенну с широким главным лепестком ДНА, то ее КУ (коэффициент усиления) будет невысоким. А если выбирать антенну с широкой полосой, то ее ДНА окажется неоднородна.

В итоге можно сделать заключение, что при выборе антенны важно определиться с конкретными основными характеристиками антенны, которые нужны для определенных задач ее применения.