Antenna-theory-radiation-pattern
アンテナ理論-放射パターン
放射は、アンテナでの波面の放射または受信を表すために使用される用語で、強度を指定します。 どの図でも、アンテナの放射を表すために描かれたスケッチは、*放射パターン*です。 放射パターンを見ると、アンテナの機能と指向性を簡単に理解できます。
アンテナから放射されるときの電力は、近距離および遠距離領域で効果があります。
- グラフィカルに、放射はアンテナからの*角度位置*および*放射距離*の関数としてプロットできます。
- これは、アンテナの放射特性の数学関数であり、球座標の関数E（θ、Ø）およびH（θ、Ø）として表されます。
放射パターン
アンテナから放射されるエネルギーは、アンテナの*放射パターン*で表されます。 放射パターンは、放射エネルギーの空間への分布を、方向の関数として図式的に表したものです。
エネルギー放射のパターンを見てみましょう。
上記の図は、ダイポールアンテナの放射パターンを示しています。 放射されるエネルギーは、特定の方向に描かれたパターンによって表されます。 矢印は放射の方向を表します。
放射パターンは、フィールドパターンまたはパワーパターンです。
- *フィールドパターン*は、電界と磁界の関数としてプロットされます。 それらは対数スケールでプロットされます。
- *電力パターン*は、電場と磁場の大きさの二乗の関数としてプロットされます。 これらは対数または一般的にdBスケールでプロットされます。
3Dの放射パターン
放射パターンは3次元の図形であり、球体座標系の中心を原点とする球体座標（r、θ、Φ）で表されます。 次の図のように見えます-
指定された図は、*オムニ指向性パターン*の3次元放射パターンです。 これは、3つの座標（x、y、z）を明確に示しています。
2Dの放射パターン
2次元パターンは、3次元パターンを水平面と垂直面に分割することで取得できます。 これらの結果のパターンは、それぞれ Horizontal pattern および Vertical pattern として知られています。
図は、上で説明したように、HおよびV平面での全方向性放射パターンを示しています。 Hプレーンは水平パターンを表し、Vプレーンは垂直パターンを表します。
ローブ形成
放射パターンの表現では、アンテナの「放射効率」を知るための主要な放射領域とマイナーな放射領域を示すさまざまな形状に遭遇することがよくあります。
理解を深めるために、ダイポールアンテナの放射パターンを表す次の図を検討してください。
ここで、放射パターンにはメインローブ、サイドローブ、バックローブがあります。
- より広い領域をカバーする放射フィールドの大部分は、*メインローブ*または*メジャーローブ*です。 これは、最大放射エネルギーが存在する部分です。 このローブの方向は、アンテナの指向性を示しています。
- 放射が側方に分布するパターンの他の部分は、*サイドローブ*または*マイナーローブ*として知られています。 これらは、電力が浪費される領域です。
- メインローブの方向とまったく反対のローブがあります。 それは back lobe としても知られていますが、これもマイナーローブです。 ここでもかなりの量のエネルギーが無駄になっています。
例
レーダーシステムで使用されるアンテナがサイドローブを生成する場合、ターゲットの追跡は非常に困難になります。 これは、これらのサイドローブによって誤ったターゲットが示されるためです。 実際のものを追跡し、偽物を識別するのは面倒です。 したがって、パフォーマンスを向上させてエネルギーを節約するには、これらの*サイドローブ*の*除去*が必要です。
療法
そのような形で浪費されている放射エネルギーを利用する必要があります。 これらの小さなローブが除去され、このエネルギーが一方向（つまり大きなローブの方向）に迂回されると、アンテナの*指向性*が増加し、アンテナのパフォーマンスが向上します。
放射パターンの種類
放射パターンの一般的なタイプは次のとおりです-
- 無指向性パターン（無指向性パターンとも呼ばれます）：通常、パターンは3次元表示でドーナツ型になります。 ただし、2次元表示では、8の字のパターンを形成します。
- 鉛筆ビームパターン-ビームは鋭い指向性の鉛筆形のパターンを持っています。
- Fan-beam pattern-ビームには扇形のパターンがあります。
- 成形ビームパターン-不均一でパターンのないビームは成形ビームとして知られています。
これらすべてのタイプの放射の参照ポイントは、等方性放射です。 等方性放射は実用的ではありませんが、考慮することは重要です。
