План-конспект учебного пособия «9 лекций по антеннам», страница 2

          В данном пособии, как и в большинстве других руководств по антенной технике, рассматривается работа антенны в режиме установившихся синусоидальных колебаний, причем используется метод комплексных амплитуд.

          Временная зависимость sinwt заменяется на e^iwt, которая в дальнейшем опускается. В пособии для краткости говорится о полях и токах, но фактически имеются в виду их комплексные амплитуды. Точки над ними не ставятся.

          Как и в отношении режимов работы (прием, передача), одна и та же антенна, точнее одинаковое распределение токов, может быть использовано на любой частоте. Но конструктивно, технологически и эксплуатационно это может оказаться неоптимально и даже невозможно.

          Поэтому антенны подразделяются на ряд групп. Это удобно и для изучения. Классификация ведется по разным признакам, и различные классы антенн могут пересекаться.

          Антенны классифицируются по режиму работы: приемные, передающие и приемопередающие; по диапазонам частот; по методам формирования поля излучения: акустического типа, оптического типа; по некоторым характеристикам поля: линейная, круговая поляризация; условиям эксплуатации; конструкциям; областям применения: стационарные, корабельные, самолетные, ракетные и т.д.

          Как и любая область человеческой деятельности антенная техника развивалась трудами и исследованиями инженеров и ученых многих стран. Не малый вклад сюда внесли русские и советские исследователи. Назову лишь некоторых: А.С. Попов, Татаринов, А.А. Пистолькорс, Н.Л. Фельд, А.С. Щелкунов. Этот список можно продолжить. Более полные сведения можно найти в учебниках.

          Наше знакомство с антенной теорией начнем с изучения основных параметров и характеристик антенн.

Основные параметры и характеристики антенн

(элементарный подход).

          Из курса электродинамики и даже еще из физики известно, что поток энергии в электромагнитном поле удобно описывать векторной функцией координат, времени и параметров излучающей системы, называемой вектором плотности потока энергии или вектором Умова-Пойтинга.

          Поскольку мы  будем рассматривать режим синусоидальных колебаний, мы будем иметь дело с функцией, описывающей плотность потока мощности и зависящей лишь от координат и параметров системы.

          Обозначим, как обычно, вектор Умова-Пойтинга через , где (r, q, j) – сферические координаты (они удобны, когда интересуемся направлением), зависимость от параметров излучающей системы явно указывать не будем.

          На большом расстоянии от антенны (это мы уточним в дальнейшем) поток энергии направлен радиально:

,                          (1.1)

          Предполагается, что начало координат выбрано в области расположения антенны (рис.1), которую рассматриваем как область пространства с отличным от нуля распределением токов.

Обратно пропорциональная зависимость от расстояния в формуле (1.1) следует из закона сохранения энергии в случае среды без потерь. Функция F(q, j) – описывает угловое распределение плотности потока мощности. Полная излучаемая мощность соответственно равна

,                                            (1.2)

где интегрирование ведется по поверхности сферы радиуса r. В результате имеем:

,                                (1.3)