Элементарные излучатели электромагнитных волн. Кубанов В.П. - 24 стр.

     3.3 Коэффициент направленного действия

      В разделе 1.5 подробно рассматривался вопрос о КНД элементарного
электрического излучателя. Было показано, что максимальное значение КНД
равно 1,5. Полная идентичность направленных свойств элементарного электри-
ческого излучателя и элементарного магнитного излучателя позволяет сказать,
что эти излучатели имеют одинаковый КНД. Другими словами, физические
реализации элементарного магнитного излучателя — элементарный щелевой
излучатель и элементарная электрическая рамка имеют максимальное значение
КНД, равное 1,5.
      В теории антенн для определения максимального значения КНД антенны
очень часто используется формула
                        2𝜋
      𝐷0 = 𝐷𝑚𝑎𝑥 = 4𝜋 0 𝐹 2 (𝜃, 𝜑) sin 𝜃𝑑𝜃𝑑𝜑,                          (3.8)
где 𝐹 𝜃, 𝜑 — нормированная амплитудная характеристика направленности
антенны. Координаты 𝜃, 𝜑 и направления их отсчета соответствуют приведен-
ным, например, на рис. 1.2, рис. 2.2, рис. 2.5, рис. 3.3.
      Ели в формулу (3.8) подставить функцию 𝐹 𝜃, 𝜑 = sin 𝜃, соответствую-
щую нормированной амплитудной характеристике направленности элементар-
ного электрического или элементарного магнитного излучателей, то легко убе-
диться, что 𝐷0 = 1,5.
      Подстановка в (3.8) функции 𝐹(𝜃) = 1 + cos 𝜃 2, определяющей нор-
мированную амплитудную диаграмму направленности элемента Гюйгенса, даст
𝐷0 = 3,0. Следовательно, значение КНД элемента Гюйгенса в два раза больше
значения КНД элементарного электрического или магнитного излучателей.
Это и понятно: амплитудная диаграмма направленности элемента Гюйгенса,
являющегося совокупностью двух элементарных излучателей (рис. 3.4), имеет
одностороннюю направленность.
      Для вычисления интеграла из формулы (3.8) в тех случаях, когда ампли-
тудные нормированные характеристики направленности не описываются про-
стыми функциями, прибегают к численному интегрированию с использованием
персональных компьютеров и специальных программных продуктов. Один из
прекрасных пакетов подобного типа Mathcad 14, разработанный для студентов
и инженеров (русская версия – [4]).




                                        24