Säteily on termi, joka kuvaa antennin lähettämien tai vastaanottamien sähkömagneettisten aaltojen voimakkuutta. Kaikissa antennin kuvissa antennin säteilyominaisuuksia kuvaava kaavio tunnetaan sen säteilykuviona. Säteilykuviota tarkkailemalla voidaan intuitiivisesti ymmärtää antennin toiminnallisuus ja suuntaavuus. Antennin säteilemä teho vaikuttaa sekä lähi- että kaukokentän alueisiin.
Graafisesti säteily voidaan ilmaista antennin kulma-asennon ja säteittäisen etäisyyden funktiona. Tämä matemaattinen funktio kuvaa antennin säteilyominaisuuksia, joita tyypillisesti edustavat sähkökenttä E(θ,ϕ) ja magneettikenttä H(θ,ϕ) pallokoordinaateissa.
Säteilykuvio
Antennin säteilemää energiaa kuvaa sen säteilykuvio. Säteilykuvio on graafinen esitys siitä, miten säteilevä energia jakautuu avaruudessa suunnan funktiona. Tarkastellaan nyt tyypillisiä energiasäteilyn kuvioita.
Yllä oleva kuva näyttää dipoliantennin säteilykuvion. Säteilevää energiaa edustaa tiettyihin suuntiin piirretty kuvio, jossa nuolet osoittavat säteilyn suunnan. Säteilykuviot voidaan luokitella kenttäkuvioiksi tai tehokuvioiksi.
•Kentän kuvio on sähkö- ja magneettikenttien funktio ja se esitetään tyypillisesti logaritmisella asteikolla.
•Tehokuvio on sähkö- ja magneettikentän suuruuksien neliön funktio ja se esitetään tyypillisesti logaritmisella asteikolla eli desibeleinä.
3D-säteilykuvio
3D-säteilykuvio on kolmiulotteinen kuvaaja, joka on piirretty pallokoordinaateissa (r,θ,ϕ) ja jonka origo on koordinaatiston keskipisteessä. Se näyttää alla olevan kuvan mukaiselta —
Kuvassa on esitetty monisuuntaisen antennin 3D-säteilykuvio, joka havainnollistaa selvästi kolmea koordinaattiakselia (x, y, z).
2D-säteilykuvio
2D-säteilykuvio voidaan saada jakamalla 3D-kuvio vaakasuoraan ja pystysuoraan tasoon. Tuloksena olevia kahta kuviota kutsutaan vastaavasti vaakasuoraksi ja pystysuoraksi tasokuvioksi.
Kuten edellä mainittiin, kuva esittää monisäteilevän antennin säteilykuviota H-tasossa ja V-tasossa. H-taso edustaa vaakasuoraa kuviota, kun taas V-taso edustaa pystysuoraa kuviota.
Lohkojen muodostuminen
Säteilykuvioiden esityksessä esiintyy usein erilaisia muotoja, jotka osoittavat pää- ja sivusäteilyalueet. Nämä alueet auttavat arvioimaan antennin säteilytehokkuutta. Paremman ymmärryksen saamiseksi katso alla olevaa kuvaa, joka havainnollistaa dipoliantennin säteilykuviota.
Säteilykuviossa on tyypillisesti päälohko, sivulohkot ja takalohko.
• Säteilevän kentän pääosaa, joka peittää laajan alueen, kutsutaan pääkeilaksi tai kaukosäteilyksi. Tähän keskittyy suurin säteilyenergia, ja sen suunta ilmaisee antennin suuntaavuuden.
• Muita säteilykuvion osia, jotka jakautuvat sivusuunnassa, kutsutaan sivukeiloiksi tai pikkukeiloiksi. Nämä ovat alueita, joissa tehoa menee hukkaan.
•Lisäksi on olemassa lohko, joka on suunnattu täsmälleen vastakkaiseen suuntaan kuin päälohko, jota kutsutaan takalohkoksi ja joka on myös eräänlainen sivulohko. Myös tässä hukkaan menee merkittävä määrä energiaa.
Esimerkki
Jos tutkajärjestelmässä käytetty antenni tuottaa sivukeiloja, kohteen seurannasta tulee erittäin vaikeaa. Tämä johtuu siitä, että nämä sivukeilat aiheuttavat vääriä kohteita. Todellisten kohteiden erottaminen vääristä on erittäin hankalaa. Siksi suorituskyvyn parantamiseksi ja energian säästämiseksi nämä sivukeilat on vaimennettava tai poistettava.
Korjaava toimenpide
Tällä tavoin hukkaan heitetty säteilyenergia on hyödynnettävä. Jos nämä pienemmät keilat voidaan poistaa ja energia ohjata uudelleen yhteen suuntaan – nimittäin pääkeilaa kohti – antennin suuntaavuus kasvaa ja siten parantaa sen suorituskykyä.
Säteilykuvioiden tyypit
Yleisiä säteilykuvioita ovat:
• Monisuuntainen kuvio (kutsutaan myös suuntaamattomaksi kuvioksi): Tämä kuvio näkyy tyypillisesti donitsin muotoisena 3D-näkymässä, kun taas 2D-näkymässä se muodostaa kahdeksikkokuvion.
• Kynäsädekuvio: Säteellä on terävä, suunnattu kynänmuotoinen muoto.
• Viuhkamainen keilakuvio: Säde muodostaa viuhkanmuotoisen kuvion.
• Muotoiltu keilakuvio: Epätasaista keilaa, jossa ei ole säännöllistä kuviota, kutsutaan muotoilluksi keilakuvioksi.
Kaikkien näiden säteilytyyppien vertailukohtana on isotrooppinen säteily. Vaikka isotrooppinen säteily ei ole fyysisesti toteutettavissa, se on silti tärkeä vertailukohta.
Lisätietoja antenneista saat osoitteesta:
Julkaisun aika: 10. huhtikuuta 2026
