Діаграма направленості вібратора Герца

Розглянемо більш детальніше вираз для амплітуди напруженості електричного поля, що створюється в дальній зоні елементарним вібратором. Із формули (7.8) слідує, що:

.                                       (7.13)

При заданій амплітуді струму і довжині вібратора амплітуда напруженості його електричного поля залежить від двох змінних: відстані r і кута . При одній і тій же відстані від вібратора (r =const) поле буде різним і залежатиме від кута .

Для більш наглядного уявлення про кутовий розподіл випромінювання антени будують графіки залежності амплітуди напруженості поля від напрямку до точки спостереження при r =const. Такі графіки називають діаграмами направленості. На діаграмах направленості чи спрямованості переважно показують не абсолютні значення амплітуди напруженості поля, а нормовані значення, що віднесені до її максимальної величини.

Найбільш повну інформацію про характер випромінювання дає просторова діаграма направленості. Вона представляє собою поверхню, побудовану таким чином, що відстань від початку координат до будь-якої її точки, що характеризується кутами  і , пропорційна відношенню амплітуди напруженості електричного поля в даному напрямку (, ) до максимальної амплітуди для того ж значення r.

 

Діаграма направленості, побудована при =const, показує зміну амплітуди напруженості поля в меридіанній площині. Очевидно, що для її визначення за відомою просторовою діаграмою достатньо розглянути переріз останньої площиною =const.

Просторова діаграма направленості елементарного електричного вібратора утворює поверхню тороїда (рис. зліва). Діаграма направленості в меридіанній площині, побудована в полярній системі координат, має вигляд вісімки із двох кіл (рис. справа.). Права половина діаграми відповідає деякому значенню кута , а ліва – . В екваторіальній площині () діаграма направленості має вигляд кола (див. рис. зліва).

 

Крім полярної системи координат, для побудови діаграм направленості використовують також декартову систему координат. Діаграма направленості електричного вібратора в меридіанній площині, побудована в декартовій системі координат, зображена на рис. справа.

Потужність випромінювання

Середня потужність, яка випромінюється в простір елементарним електричним вібратором, що знаходиться в середовищі без втрат, рівна середньому потоку енергії через будь-яку замкнену поверхню, що оточує вібратор.

.                   (7.14)

За аналогією із звичайним виразом для потужності, яка витрачається в електричній схемі (закон Джоуля–Ленца) , формулу (7.14) можна представити у наступному вигляді: . Тут  – опір випромінювання, який рівний:

.                                               (7.15)

В даному випадку, опір випромінювання – це опір, який при струмі  розсіює потужність, рівну потужності випромінювання диполя Герца у вільний простір. Для вільного простору:                   .                                                 (7.16)