קרינה היא מונח המתאר את עוצמת הגלים האלקטרומגנטיים המשודרים או נקלטים על ידי אנטנה. בכל איור של אנטנה, הדיאגרמה המתארת את מאפייני הקרינה של האנטנה ידועה כדפוס הקרינה שלה. על ידי התבוננות בדפוס הקרינה, ניתן להבין באופן אינטואיטיבי את הפונקציונליות והכיווניות של האנטנה. ההספק המוקרן על ידי האנטנה משפיע הן על אזורי השדה הקרוב והן על אזורי השדה הרחוק.
מבחינה גרפית, ניתן לבטא קרינה כפונקציה של המיקום הזוויתי של האנטנה והמרחק הרדיאלי שלה. פונקציה מתמטית זו מתארת את מאפייני הקרינה של האנטנה, המיוצגים בדרך כלל על ידי השדה החשמלי E(θ,ϕ) והשדה המגנטי H(θ,ϕ) בקואורדינטות כדוריות.
דפוס קרינה
האנרגיה המוקרנת על ידי אנטנה מאופיינת על ידי דפוס הקרינה שלה. דפוס קרינה הוא ייצוג גרפי של האופן שבו האנרגיה המוקרנת מתפזרת במרחב כפונקציה של כיוון. כעת נבחן את הדפוסים האופייניים של קרינת אנרגיה.
האיור למעלה מציג את דפוס הקרינה של אנטנת דיפול. האנרגיה המוקרנת מיוצגת על ידי דפוס המוצג לאורך כיוונים ספציפיים, כאשר חצים מצביעים על כיוון הקרינה. דפוסי קרינה ניתנים לסווג כתבניות שדה או כתבניות הספק.
•תבנית השדה היא פונקציה של השדות החשמליים והמגנטיים, ובדרך כלל מוצגת בסולם לוגריתמי.
•דפוס ההספק הוא פונקציה של ריבוע גודל השדה החשמלי והמגנטי, והוא בדרך כלל מוצג בסולם לוגריתמי, כלומר, ב-dB.
תבנית קרינה תלת-ממדית
תבנית קרינה תלת-ממדית היא גרף תלת-ממדי המוצג בקואורדינטות כדוריות (r,θ,ϕ), כאשר ראשיתו נמצאת במרכז מערכת הקואורדינטות. היא נראית כפי שמוצג באיור למטה —
האיור מציג תבנית קרינה תלת-ממדית של אנטנה רב-כיוונית, הממחישה בבירור את שלושת צירי הקואורדינטות (x, y, z).
תבנית קרינה דו-ממדית
ניתן לקבל תבנית קרינה דו-ממדית על ידי פיצול התבנית התלת-ממדית למישורים אופקיים ואנכיים. שתי התבניות המתקבלות מכונות תבנית מישור אופקי ודפוס מישור אנכי, בהתאמה.
כפי שצוין לעיל, האיור מציג את תבנית הקרינה של אנטנה רב-כיוונית במישור H ובמישור V. מישור H מייצג את התבנית האופקית, בעוד שמישור V מייצג את התבנית האנכית.
היווצרות אונה
בייצוג דפוסי קרינה, נתקלים לעתים קרובות בצורות שונות, אשר מצביעות על אזורי הקרינה העיקריים והקטנים. אזורים אלה מסייעים בהערכת יעילות הקרינה של האנטנה. להבנה טובה יותר, עיינו באיור שלהלן, הממחיש את דפוס הקרינה של אנטנת דיפול.
בתבנית קרינה, יש בדרך כלל אונה ראשית, אונות צדדיות ואונה אחורית.
• החלק העיקרי של השדה המוקרן, המכסה שטח גדול, נקרא האונה הראשית או הקרן הראשית. כאן מרוכזת האנרגיה המקרינת המרבית, וכיוונו מציין את כיווניות האנטנה.
• החלקים האחרים של תבנית הקרינה המפוזרים לרוחב נקראים אונות צד או אונות משניות. אלו הם אזורים שבהם מבוזבז אנרגיה.
•בנוסף, ישנה אונה המכוונת בדיוק מול האונה הראשית, המכונה האונה האחורית, שהיא גם סוג של אונה צדדית. גם כאן מבוזבזת כמות משמעותית של אנרגיה.
דוּגמָה
אם אנטנה המשמשת במערכת מכ"ם מייצרת אונות צד, מעקב אחר מטרות הופך לקשה ביותר. הסיבה לכך היא שאונות צד אלו מציגות מטרות שווא. הבחנה בין מטרות אמיתיות למטרות שווא היא בעייתית מאוד. לכן, כדי לשפר את הביצועים ולחסוך באנרגיה, יש לדכא או לבטל את אונות הצד הללו.
אמצעי מתקנת
יש לנצל את האנרגיה המוקרנת המבוזבזת בדרך זו. אם ניתן לבטל את האונות הקטנות הללו ולנתב את האנרגיה לכיוון אחד - כלומר, לכיוון האונה הראשית - כיווניות האנטנה תגדל, ובכך תשפר את ביצועיה.
סוגי דפוסי קרינה
סוגים נפוצים של דפוסי קרינה כוללים:
•תבנית רב-כיוונית (נקראת גם תבנית לא-כיוונית): תבנית זו מופיעה בדרך כלל כצורת סופגנייה בתצוגה תלת-ממדית, בעוד שבתצוגה דו-ממדית היא יוצרת תבנית בצורת שמונה.
•תבנית אלומת עיפרון: הקרן מציגה צורה חדה וכיוונית דמוית עיפרון.
•דוגמת אלומת מניפה: האלומה מקבלת דפוס צורת מניפה.
•תבנית אלומה מעוצבת: אלומה לא אחידה ללא תבנית קבועה נקראת תבנית אלומה מעוצבת.
נקודת הייחוס לכל סוגי הקרינה הללו היא קרינה איזוטרופית. למרות שקרינה איזוטרופית אינה ניתנת למימוש פיזיקלי, היא נותרה נקודת ייחוס חשובה.
למידע נוסף על אנטנות, אנא בקרו באתר:
זמן פרסום: 10 באפריל 2026
