Strålning är en term som beskriver intensiteten hos de elektromagnetiska vågor som sänds eller tas emot av en antenn. I alla antennillustrationer är diagrammet som visar antennens strålningsegenskaper känt som dess strålningsmönster. Genom att observera strålningsmönstret kan man intuitivt förstå antennens funktionalitet och riktningsförmåga. Effekten som utstrålas av antennen påverkar både när- och fjärrfältsområdena.
Grafiskt kan strålning uttryckas som en funktion av antennens vinkelposition och radiella avstånd. Denna matematiska funktion beskriver antennens strålningsegenskaper, vanligtvis representerade av det elektriska fältet E(θ,ϕ) och magnetfältet H(θ,ϕ) i sfäriska koordinater.
Strålningsmönster
Den energi som utstrålas av en antenn kännetecknas av dess strålningsmönster. Ett strålningsmönster är en grafisk representation av hur den utstrålade energin fördelas i rymden som en funktion av riktningen. Låt oss nu titta på de typiska mönstren för energistrålning.
Figuren ovan visar strålningsmönstret för en dipolantenn. Den utstrålade energin representeras av mönstret ritat längs specifika riktningar, med pilar som indikerar strålningsriktningen. Strålningsmönster kan klassificeras som fältmönster eller effektmönster.
•Fältmönstret är en funktion av de elektriska och magnetiska fälten och plottas vanligtvis på en logaritmisk skala.
•Effektmönstret är en funktion av kvadraten av de elektriska och magnetiska fältens magnituder och plottas vanligtvis på en logaritmisk skala, dvs. i dB.
3D-strålningsmönster
Ett 3D-strålningsmönster är en tredimensionell graf ritad i sfäriska koordinater (r, θ, ϕ), med sitt origo i centrum av koordinatsystemet. Det ser ut som visas i figuren nedan —
Figuren visar ett 3D-strålningsmönster för en rundstrålande antenn, som tydligt illustrerar de tre koordinataxlarna (x, y, z).
2D-strålningsmönster
Ett 2D-strålningsmönster kan erhållas genom att dela upp 3D-mönstret i horisontella och vertikala plan. De resulterande två mönstren kallas det horisontella planmönstret respektive det vertikala planmönstret.
Som nämnts ovan visar figuren strålningsmönstret för en rundstrålande antenn i H-planet och V-planet. H-planet representerar det horisontella mönstret, medan V-planet representerar det vertikala mönstret.
Lobbildning
Vid representation av strålningsmönster förekommer ofta olika former, vilka indikerar de större och mindre strålningsområdena. Dessa områden hjälper till att utvärdera antennens strålningseffektivitet. För en bättre förståelse, se figuren nedan, som illustrerar strålningsmönstret för en dipolantenn.
I ett strålningsmönster finns det vanligtvis en huvudlob, sidolober och en bakre lob.
•Huvuddelen av det utstrålade fältet, som täcker ett stort område, kallas huvudloben eller huvudstrålen. Det är här den maximala utstrålade energin koncentreras, och dess riktning anger antennens riktningsriktning.
•De andra delarna av strålningsmönstret som är fördelade i sidled kallas sidolober eller mindre lober. Det är dessa områden där energi slösas bort.
• Dessutom finns det en lob orienterad exakt mittemot huvudloben, känd som bakloben, som också är en typ av sidolob. En betydande mängd energi går också till spillo här.
Exempel
Om en antenn som används i ett radarsystem genererar sidolober blir målspårning extremt svårt. Detta beror på att dessa sidolober introducerar falska mål. Att skilja verkliga mål från falska mål är mycket besvärligt. För att förbättra prestanda och spara energi måste därför dessa sidolober undertryckas eller elimineras.
Åtgärd för korrigering
Den utstrålade energin som slösas bort på detta sätt måste utnyttjas. Om dessa mindre lober kan elimineras och den energin omdirigeras i en riktning – nämligen mot huvudloben – ökar antennens riktningsförmåga, vilket förbättrar dess prestanda.
Typer av strålningsmönster
Vanliga typer av strålningsmönster inkluderar:
• Omnidirektionellt mönster (även kallat icke-direktionellt mönster): Detta mönster visas vanligtvis som en munkform i en 3D-vy, medan det i en 2D-vy bildar ett åttformat mönster.
• Blyertsstrålmönster: Strålen uppvisar en skarp, riktad blyertsliknande form.
• Solfjäderformad strålmönster: Strålen antar ett solfjäderformat mönster.
•Formad strålmönster: En ojämn stråle utan regelbundet mönster kallas ett formad strålmönster.
Referenspunkten för alla dessa typer av strålning är isotrop strålning. Även om isotrop strålning inte är fysikaliskt realiserbar, förblir den en viktig referens.
För att lära dig mer om antenner, besök:
Publiceringstid: 10 april 2026
