Η ακτινοβολία είναι ένας όρος που περιγράφει την ένταση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται ή λαμβάνονται από μια κεραία. Σε κάθε απεικόνιση κεραίας, το διάγραμμα που απεικονίζει τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας της κεραίας είναι γνωστό ως διάγραμμα ακτινοβολίας. Παρατηρώντας το διάγραμμα ακτινοβολίας, μπορεί κανείς να κατανοήσει διαισθητικά τη λειτουργικότητα και την κατευθυντικότητα της κεραίας. Η ισχύς που ακτινοβολείται από την κεραία επηρεάζει τόσο τις περιοχές κοντινού όσο και τις περιοχές μακρινού πεδίου.
Γραφικά, η ακτινοβολία μπορεί να εκφραστεί ως συνάρτηση της γωνιακής θέσης και της ακτινικής απόστασης της κεραίας. Αυτή η μαθηματική συνάρτηση περιγράφει τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας της κεραίας, τα οποία συνήθως αναπαρίστανται από το ηλεκτρικό πεδίο E(θ,ϕ) και το μαγνητικό πεδίο H(θ,ϕ) σε σφαιρικές συντεταγμένες.
Διάγραμμα Ακτινοβολίας
Η ενέργεια που ακτινοβολείται από μια κεραία χαρακτηρίζεται από το διάγραμμα ακτινοβολίας της. Ένα διάγραμμα ακτινοβολίας είναι μια γραφική αναπαράσταση του πώς η ακτινοβολούμενη ενέργεια κατανέμεται στο χώρο ως συνάρτηση της κατεύθυνσης. Ας ρίξουμε τώρα μια ματιά στα τυπικά μοτίβα ακτινοβολίας ενέργειας.
Το παραπάνω σχήμα δείχνει το διάγραμμα ακτινοβολίας μιας διπολικής κεραίας. Η ακτινοβολούμενη ενέργεια αναπαρίσταται από το διάγραμμα που απεικονίζεται κατά μήκος συγκεκριμένων κατευθύνσεων, με τα βέλη να υποδεικνύουν την κατεύθυνση της ακτινοβολίας. Τα διαγράμματα ακτινοβολίας μπορούν να ταξινομηθούν ως διαγράμματα πεδίου ή διαγράμματα ισχύος.
•Το διάγραμμα πεδίου είναι συνάρτηση των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων και συνήθως απεικονίζεται σε λογαριθμική κλίμακα.
•Το διάγραμμα ισχύος είναι συνάρτηση του τετραγώνου των μεγεθών του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου και συνήθως απεικονίζεται σε λογαριθμική κλίμακα, δηλαδή σε dB.
Τρισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας
Ένα τρισδιάστατο διάγραμμα ακτινοβολίας είναι ένα τρισδιάστατο γράφημα που απεικονίζεται σε σφαιρικές συντεταγμένες (r,θ,ϕ), με την αρχή του στο κέντρο του συστήματος συντεταγμένων. Εμφανίζεται όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα —
Το σχήμα δείχνει ένα τρισδιάστατο διάγραμμα ακτινοβολίας μιας πανκατευθυντικής κεραίας, που απεικονίζει με σαφήνεια τους τρεις άξονες συντεταγμένων (x, y, z).
Δισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας
Ένα δισδιάστατο μοτίβο ακτινοβολίας μπορεί να ληφθεί διαιρώντας το τρισδιάστατο μοτίβο σε οριζόντια και κατακόρυφα επίπεδα. Τα δύο μοτίβα που προκύπτουν αναφέρονται ως μοτίβο οριζόντιου επιπέδου και μοτίβο κατακόρυφου επιπέδου, αντίστοιχα.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το σχήμα δείχνει το διάγραμμα ακτινοβολίας μιας πανκατευθυντικής κεραίας στο επίπεδο H και στο επίπεδο V. Το επίπεδο H αντιπροσωπεύει το οριζόντιο διάγραμμα, ενώ το επίπεδο V αντιπροσωπεύει το κατακόρυφο διάγραμμα.
Σχηματισμός λοβού
Στην αναπαράσταση των διαγραμμάτων ακτινοβολίας, συχνά συναντώνται διάφορα σχήματα, τα οποία υποδεικνύουν τις κύριες και τις δευτερεύουσες περιοχές ακτινοβολίας. Αυτές οι περιοχές βοηθούν στην αξιολόγηση της απόδοσης ακτινοβολίας της κεραίας. Για καλύτερη κατανόηση, ανατρέξτε στο παρακάτω σχήμα, το οποίο απεικονίζει το διάγραμμα ακτινοβολίας μιας διπολικής κεραίας.
Σε ένα μοτίβο ακτινοβολίας, υπάρχουν συνήθως ένας κύριος λοβός, πλευρικοί λοβοί και ένας οπίσθιος λοβός.
•Το κύριο μέρος του ακτινοβολούμενου πεδίου, το οποίο καλύπτει μια μεγάλη περιοχή, ονομάζεται κύριος λοβός ή κύρια δέσμη. Εδώ συγκεντρώνεται η μέγιστη ακτινοβολούμενη ενέργεια και η κατεύθυνσή της υποδεικνύει την κατευθυντικότητα της κεραίας.
•Τα άλλα μέρη του διαγράμματος ακτινοβολίας που κατανέμονται πλευρικά ονομάζονται πλευρικοί λοβοί ή δευτερεύοντες λοβοί. Αυτές είναι περιοχές όπου σπαταλιέται ενέργεια.
•Επιπλέον, υπάρχει ένας λοβός ακριβώς απέναντι από τον κύριο λοβό, γνωστός ως οπίσθιος λοβός, ο οποίος είναι επίσης ένας τύπος πλευρικού λοβού. Σημαντική ποσότητα ενέργειας σπαταλιέται και εδώ.
Παράδειγμα
Εάν μια κεραία που χρησιμοποιείται σε ένα σύστημα ραντάρ παράγει πλευρικούς λοβούς, η παρακολούθηση στόχου γίνεται εξαιρετικά δύσκολη. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτοί οι πλευρικοί λοβοί εισάγουν ψευδείς στόχους. Η διάκριση των πραγματικών στόχων από τους ψευδείς είναι πολύ προβληματική. Επομένως, για τη βελτίωση της απόδοσης και την εξοικονόμηση ενέργειας, αυτοί οι πλευρικοί λοβοί πρέπει να κατασταλούν ή να εξαλειφθούν.
Διορθωτικό μέτρο
Η ακτινοβολούμενη ενέργεια που σπαταλιέται με αυτόν τον τρόπο πρέπει να αξιοποιηθεί. Εάν αυτοί οι δευτερεύοντες λοβοί μπορούν να εξαλειφθούν και αυτή η ενέργεια να ανακατευθυνθεί προς μία κατεύθυνση - δηλαδή, προς τον κύριο λοβό - η κατευθυντικότητα της κεραίας αυξάνεται, ενισχύοντας έτσι την απόδοσή της.
Τύποι μοτίβων ακτινοβολίας
Οι συνήθεις τύποι προτύπων ακτινοβολίας περιλαμβάνουν:
•Πανκατευθυντικό μοτίβο (ονομάζεται επίσης μη κατευθυντικό μοτίβο): Αυτό το μοτίβο εμφανίζεται συνήθως ως σχήμα ντόνατ σε μια τρισδιάστατη προβολή, ενώ σε μια δισδιάστατη προβολή σχηματίζει ένα μοτίβο οκτώ.
• Μοτίβο Δέσμης Μολύβιου: Η δέσμη παρουσιάζει ένα αιχμηρό, κατευθυντικό σχήμα που μοιάζει με μολύβι.
•Μοτίβο Δέσμης σε σχήμα βεντάλιας: Η δοκός αποκτά ένα μοτίβο σε σχήμα βεντάλιας.
•Διάγραμμα Δοκού με Διαμορφωμένο Μοτίβο: Μια μη ομοιόμορφη δοκός χωρίς κανονικό μοτίβο ονομάζεται σχήματος δοκού.
Το σημείο αναφοράς για όλους αυτούς τους τύπους ακτινοβολίας είναι η ισότροπη ακτινοβολία. Παρόλο που η ισότροπη ακτινοβολία δεν είναι φυσικά εφικτή, παραμένει μια σημαντική αναφορά.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε τη διεύθυνση:
Ώρα δημοσίευσης: 10 Απριλίου 2026
