天线理论 - 辐射模式
辐射是用来表示天线波前发射或接收的术语，指定其强度。在任何插图中，绘制的表示天线辐射的草图是其辐射模式。通过查看天线的辐射图，可以简单地了解天线的功能和方向性。
天线辐射的功率对近场和远场区域都有影响。
从图形上看，辐射可以绘制为天线角位置和径向距离的函数。
这是天线辐射特性的数学函数，表示为球面坐标 E (θ, Ø) 和 H (θ, Ø) 的函数。
辐射图
天线辐射的能量由天线的辐射图表示。辐射模式是辐射能量在空间中分布的示意图，与方向有关。
让我们来看看能量辐射的模式。
上图显示了偶极天线的辐射模式。辐射的能量由沿特定方向绘制的模式表示。箭头表示辐射方向。
辐射模式可以是场模式或功率模式。
场模式是电场和磁场的函数。它们以对数刻度绘制。
功率模式是电场和磁场幅度平方的函数。它们以对数或通常以 dB 刻度绘制。
3D 辐射模式
辐射模式是一个三维图形，以球面坐标 (r、θ、Φ) 表示，假设其原点位于球面坐标系的中心。它看起来像下图 −
给定的图形是全向模式的三维辐射模式。这清楚地表明了三个坐标 (x、y、z)。
2D 辐射模式
通过将三维模式划分为水平和垂直平面，可以从三维模式中获得二维模式。这些结果模式分别称为水平模式和垂直模式。
如上文所述，图中显示了 H 和 V 平面中的全向辐射模式。 H 平面表示水平方向图，而 V 平面表示垂直方向图。
叶瓣形成
在辐射方向图的表示中，我们经常会遇到不同的形状，它们表示主要和次要辐射区域，通过这些区域可以知道天线的辐射效率。
为了更好地理解，请考虑下图，该图表示偶极天线的辐射方向图。
此处，辐射方向图有主瓣、旁瓣和后瓣。
辐射场的主要部分（覆盖较大区域）是主瓣或主瓣。这是存在最大辐射能量的部分。这个瓣的方向表示天线的方向性。
辐射分布在侧面的模式的其他部分称为旁瓣或小瓣。这些是浪费功率的区域。
还有另一个瓣，它与主瓣的方向完全相反。它被称为后瓣，也是一个小瓣。即使在这里也会浪费大量的能量。
示例
如果雷达系统中使用的天线产生旁瓣，目标追踪就会变得非常困难。这是因为，这些旁瓣表示的是假目标。追踪真实目标和识别假目标非常麻烦。因此，为了提高性能和节省能源，必须消除这些旁瓣。
补救措施
需要利用以这种方式浪费的辐射能量。如果消除这些小瓣并将该能量转移到一个方向（即朝向主瓣），则天线的方向性会增加，从而提高天线的性能。
辐射模式的类型
常见的辐射模式类型是 −
全向模式（也称为非定向模式）：该模式在三维视图中通常呈甜甜圈形状。然而，在二维视图中，它形成一个 8 字形模式。
铅笔波束模式 −光束具有尖锐的定向铅笔形图案。
扇形光束图案 − 光束具有扇形图案。
成形光束图案 − 非均匀且无图案的光束称为成形光束。
所有这些类型的辐射的参考点是各向同性辐射。即使不切实际，考虑各向同性辐射也很重要。
