آنتن رادار

در سال 1873، ریاضیدان انگلیسی، ماکسول، معادله میدان الکترومغناطیسی - معادله ماکسول را خلاصه کرد.معادله نشان می دهد که: بار الکتریکی می تواند میدان الکتریکی ایجاد کند، جریان می تواند میدان مغناطیسی ایجاد کند و میدان الکتریکی متغیر نیز می تواند میدان مغناطیسی ایجاد کند و میدان مغناطیسی متغیر می تواند میدان الکتریکی ایجاد کند که وجود موج الکترومغناطیسی را پیش بینی می کند.

چهارده سال بعد، در سال 1887، هاینریش هرتز، فیزیکدان آلمانی، اولین آنتن را برای آزمایش وجود امواج الکترومغناطیسی طراحی کرد.ارتباطات بی سیم در سال 1901 زمانی که فیزیکدان ایتالیایی گولیمو مارکونی از یک آنتن بزرگ برای برقراری ارتباط بر روی اقیانوس ها استفاده کرد آغاز شد.

 عملکرد اصلی آنتن: برای تبدیل انرژی جریان فرکانس بالا (یا موج هدایت شده) به موج رادیویی و انتقال آن به فضا با توجه به توزیع از پیش تعیین شده استفاده می شود.هنگامی که برای دریافت استفاده می شود، انرژی امواج رادیویی را از فضا به انرژی جریان فرکانس بالا (یا موج هدایت شده) تبدیل می کند.

 بنابراین، آنتن را می توان به عنوان یک دستگاه تبدیل موج هدایت شونده و امواج تابشی، یک دستگاه تبدیل انرژی در نظر گرفت.

 بهره آنتن

 یکی از ویژگی های مهم آنتن، مستقل از اینکه برای ارسال یا دریافت استفاده می شود، بهره آنتن است.

 برخی از منابع آنتنی انرژی را به طور مساوی در همه جهات تابش می کنند و به این نوع تابش تابش همسانگرد می گویند.مانند خورشید است که انرژی را در همه جهات تابش می کند.در یک فاصله ثابت، انرژی خورشیدی اندازه گیری شده در هر زاویه تقریباً یکسان خواهد بود.بنابراین خورشید را یک رادیاتور همسانگرد در نظر می گیرند.

 تمام آنتن های دیگر دارای بهره ای مخالف با رادیاتور همسانگرد هستند.برخی از آنتن ها جهت دار هستند، یعنی انرژی بیشتری در برخی جهات نسبت به سایر جهات منتقل می شود.نسبت بین انرژی منتشر شده در این جهات و انرژی که آنتن به طور جهت منتشر نمی کند بهره نامیده می شود.هنگامی که یک آنتن فرستنده با بهره معین به عنوان آنتن گیرنده استفاده می شود، همان بهره دریافت را نیز خواهد داشت.

 الگوی آنتن

 بیشتر آنتن ها تشعشعات بیشتری را در یک جهت نسبت به جهت دیگر ساطع می کنند و تابش هایی از این دست را تابش ناهمسانگرد می نامند.

 جهت دهی آنتن به رابطه بین مقدار نسبی میدان تابش آنتن و جهت مکانی در شرایط فاصله یکسان در منطقه دور اشاره دارد.قدرت میدان دور آنتن را می توان به صورت بیان کرد

کجا، تابع جهت، مستقل از فاصله و جریان آنتن است.به ترتیب زاویه آزیموت و زاویه زیرین هستند.عدد موج است و طول موج است.

 تابع جهت به صورت گرافیکی به عنوان نمودار جهت آنتن نمایش داده می شود.به منظور تسهیل ترسیم صفحه، ترسیم کلی دو جهت صفحه اصلی متعامد.

الگوی آنتن یک نمایش گرافیکی از توزیع فضایی انرژی تابشی آنتن است.بسته به کاربرد، آنتن‌ها باید سیگنال‌ها را فقط در یک جهت دریافت کنند و نه در سایر جهت‌ها (مثلا آنتن‌های تلویزیون، آنتن‌های رادار)، از سوی دیگر، آنتن‌های خودرو باید بتوانند سیگنال‌ها را از همه جهت‌های فرستنده ممکن دریافت کنند.

 جهت دهی مطلوب از طریق ساختار مکانیکی و الکتریکی هدفمند آنتن به دست می آید.جهت دهی نشان دهنده اثر دریافت یا ارسال آنتن در جهت خاصی است.

 برای ترسیم جهت آنتن می توان از دو نوع گرافیک مختلف استفاده کرد - مختصات دکارتی و قطبی.در یک نمودار قطبی، نقطه بر روی صفحه مختصات در امتداد محور چرخش (شعاع) پیش بینی می شود و نمودار قطبی تابش اندازه گیری می شود.همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است.

اگر حداکثر مقدار نمودار جهت گیری فضایی برابر با 1 باشد، نمودار جهت گیری را نمودار جهت گیری نرمال شده و تابع جهت گیری مربوطه را تابع جهت گیری نرمال می نامند.Emax شدت میدان الکتریکی در جهت حداکثر تابش است، در حالی که شدت میدان الکتریکی در جهت همان فاصله است.
نمودار جهت رابطه بین چگالی توان و جهت تابش را نمودار جهت توان می نامند.