Полярные диаграммы используются для обозначения характеристик направленности антенн, включая дипольные антенны.
Диаграмма направленности дипольной антенны имеет особое значение по многим причинам, ее необходимо ориентировать так, чтобы она улавливала максимальный уровень сигнала или излучала максимальное количество сигнала в требуемом направлении. Диаграмма направленности отражает количество энергии, излучаемой диполем в любом заданном направлении. Поскольку характеристики антенны одинаковы при передаче и приеме, они также отражают «чувствительность» антенны в разных направлениях. Понимание диаграммы направленности диполя позволяет в любое время ориентировать антенну в оптимальном направлении.
Диаграмма направленности и полярная диаграмма
Поскольку характеристики направленности антенны одинаковы при передаче и приеме, не имеет значения, в какой моде измеряется диаграмма диаграммы направленности. Поскольку легче проводить измерения мощности, передаваемой антенной, с измерениями мощности сигнала, принимаемого вокруг нее, этот метод и используется. Можно построить диаграмму направленности любой антенны. Это нанесено на полярную диаграмму. Полярная диаграмма представляет собой график, показывающий величину отклика в любом направлении.
В центре диаграммы находится точка, называемая началом координат. Он окружен кривой, радиус которой в любой заданной точке пропорционален величине свойства, измеренного в направлении этой точки. Полярные диаграммы используются для построения диаграмм направленности антенн, а также для других приложений, таких как измерение чувствительности микрофонов в разных направлениях и т. д. Диаграмма направленности, показанная на полярной диаграмме, принимается за плоскость, в которой построена сама диаграмма. Для диполя можно смотреть как вдоль оси антенны, так и под прямым углом к ней. Обычно это либо вертикальные, либо горизонтальные плоскости.
Одним из фундаментальных фактов о диаграммах направленности антенны и полярных диаграммах является то, что диаграмма направленности приема, т. е. чувствительность приема в зависимости от направления, идентична диаграмме направленности антенны в дальней зоне, когда она используется для передачи. Это следует из теоремы взаимности электромагнетизма. Соответственно диаграммы направленности антенны можно рассматривать как передающую или принимающую, в зависимости от того, что более удобно.
Диаграмма направленности полуволнового диполя
Полярная диаграмма диаграммы направленности для полуволновой дипольной антенны показывает, что направление максимального излучения или чувствительности находится под прямым углом к оси РЧ-антенны. Как и следовало ожидать, излучение падает до нуля вдоль оси РЧ-антенны.
На трехмерном графике огибающая диаграммы направленности для точек с одинаковой интенсивностью излучения для формы типа пончика с осью антенны, проходящей через отверстие в центре пончика.
Диаграммы направленности для нескольких полуволновых диполей
Дипольная антенна не обязательно должна иметь длину в половину длины волны. Часто используются диполи другой длины. Диаграмма направленности меняется в зависимости от длины антенны. По мере того, как длина увеличивается пропорционально длине волны, количество основных лепестков или точек максимального излучения увеличивается, и они перемещаются наружу, выравниваясь дальше с осью антенны.