По классическим формулам напряженность электромагнитного поля в свободном пространстве обратно пропорционально квадрату расстояния (как впрочем и любого поля)

Однако, это соотношение предполагается для изотропного излучателя, у которого энергия расходится во все стороны.

В случае применения направленной антенны, добавляется ее коэффициент усиления.

Однако, как мне кажется, в случае применения направленной антенны закон затухания не должен быть квадратичным, т.к подводимая энергия не рассеивается во все стороны, а направлена в одну сторону- излучатель у нас уже не изотропный

Но теория и опыты измерения антенн утверждают обратное... - в каком месте я ошибся в рассуждениях?

вот такой каркулятор лежит в сети, http://www.comptek.ru/wireless/calc/calc_ns.html, можно поэкспирементировать

Площадь сферы 4piR^2, площадь сферического сегмента wR^2, где w(омега) это величина телесного угла в стереорадианах. Как видите, никакой разницы нет, площадь всей сферы или ее сегмента увеличивается пропорционально квадрату радиуса.

Ну, здесь полная аналогия с геометрической оптикой (может так понятнее). Антенна ничего не ”усиливает” (ибо есмь кусок металла или диэлектрика), а ”фокусирует” в некоторый телесный угол . ”Освещаемая” площадь по-прежнему растет пропорционально квадрату расстояния и соответственно, падает освещенность.
Но, вообще, надеяться на квадратичное падение – это слишком оптимистично (если только не прямая видимость и вакуум). На самом деле все гораздо хуже: например, для 0.4 ГГц в городской застройке средней интенсивности можно смело третью степень использовать. Т.е. для увеличения дальности связи вдвое, надо увеличить мощность передатчика почти в десять раз. Для 2.4 ГГц все еще гораздо хуже.

Сообщение отредактировал 1S49 - Nov 18 2007, 11:23

Спасибо!
Меня ввел в заблуждение опыт построения линейных массивов я думал что можно перенести аналогию со звуковых волн на радиоволны...

Там нам удавалось получить почти линейное затухание , однако там размеры зоны линейного затухания были практически линейные , а не сферические, и сопоставимы с размерами излучающей системы

Понятное дело , в ближней зоне можно иметь и линейный закон , то же самое и с радиоволнами . Но вот дальше - закон снова станет квадратичным .

В предельном случае, если ваши направленные антенны настолько хороши, что почти вся энергия из передатчика попадает в приемник, то тогда никакой квадратичной зависимости - только потери на распространение в среде.

напряженность падает не по квадрату , а просто обратно расстоянию.

, а энергия электромагнитного поля падает пропорционально квадрату. Действительно, ошибка в терминологии, но суть дискуссии от этого не меняется.

Для антенн с бесконечной направленностью (с площадью апертуры, стремящейся к бесконечности), которые формируют идеальную плоскую волну в дальней зоне, и в отсутствии потерь в среде энергия от передатчика к приемнику передается без потерь.
Для антенн с высокой направленностью формируется волновой пучок, затухание в котором не описывается квадратичным законом. Квадратичный случай будет, если пространственный спектр - равномерен.

А почему , кстати ? ПО идее , если рассматривать поведение волны на достаточно большом удалении ( не в ближней зоне ) , мы увидим расходящийся пучок волн , и геометрические размеры "пятна света" от этой антенны будут ЛИНЕЙНО зависеть от удаления ( ЭМВ распространяется строго по прямой ) , а значит - площадь этого "пятна" будет зависеть от удаления КВАДРАТИЧНО . Отсюда и квадратичный закон спада мощности от расстояния . Насколько я понимаю , исключений из этого правила нет , да и быть не может .....

Апертура может быть и конечной.
Пример - "антенна" в виде металлического волновода одним концом упирающегося в передатчик, другим концом - в приемник..

Надеюсь, привел пример исключения.
Или скажете, что это не антенна?

Ну , если философски рассудить - то нет . Волна-то наружу не выходит , значит - не антенна

2 All :
Все вышеизложенное крайне спорно при изменении точки зрения .

А что спорно ? Ведь на практике квадратичный закон подтверждается ....