Виды волноводно-щелевых антенн
Различают антенны резонансные, ;нерезонансные и антенны с ашванньгми щелями [JIO 1].
Резонансные- антенны это такие, у которых расстояние между 'соседними щелями равно (рдс. 5.4,а в случай синфазно-овязанных щелей с полем ©олновода) или pa'B.i но Яв/2, (рис. /5.4,6 ^случай переменнофазно связанных щелей с полем волновода). Таким образо-м, резонансное антенны являются одновременно синфазными и, следовательно, напр а^л ение максимального излученйя совпадает с нормалью к оси антенны. Синфазное возбуждение продольных щелей, расположенных по разные стороны относительно средней линии при d=kBf2, обеспечивается за счет дополнительного сдвига по фазе на 180° в силу
противоположных направлений поперечных токов по
обеим сторонам от средней линии широкой стенки вол-
новода. В случае наклонных вдел ей на боковой стенке
дополнительный сдвиг на 180° получается за счет изме-
нения знака угла наклона щели (6. Следовательно, ре-
зультирующий сдвиг по фазе соседних излучателей
в обоих случаях оказывается равным 360° или 0°,' не-
зависимо от типа нагрузки на конце антенны. Антенны рассматриваемого типа могут быть хорошо согласованы с питающей линией -в весьма узкой полосе частот. Действительно, так как каждая щель отдельно не согласована с волноводом, то всё отраженные от щелей волны складываются на входе антенны синфазно и коэффициент отражения системы становится большим. Очевидно, что это рассогласование можно 'компенсировать на входе антенны за счет какого-нибудь элемента настройки, но так как уже при малых изменениях частоты согласование нарушается, то антенна остается очень узкополоеной. Поэтому в большинстве случаев отказываются от синфазного возбуждения отдельных щелей и выбирают расстояние между ними d < Яв/2. Характерной
особенностью получаемой таким образом нерезонансной антенны является более широкая полоса частот, в пре-
делах которой имеет место хорошее согласование, так как отдельные отражения при большом числе излучателей приблизительно компенсируются/ Однако отличие расстояния 'между щелями от [Хв/2 приводит к несинфазному возбуждению щелей падающей волной и направление главного максимума излучения отклоняется от нормали 'к оси антенны.
Чаще всего это отклонение мало (за исключением специальных случаев) и изменения формы главного лепестка и уровня боковых лепестков, вызванные отклонением луча, еще не заметны. Поэтому направленные свойства такой антенны можно определять как для случая синфазного возбуждения с последующим учетом угла наклона.
Для устранения отражения от конца антенны устанавливают поглощающую нагрузку. На рис. 5.5 показаны схемы нерезонансных антенн е синфазной связью ще-' лей с полем (волновода (рис. б Да, в) и с переменнофаз- •ной связью (рис. 5.5,6, г) , причем щели прорезаны как в широкой, так и ib узкой стенках волновода. Во всех случаях фазовое распределение -вдоль антенны можно считать линейным, если взаимодействие излучателей как
по внутреннему так и по внешнему пространству (не учитывается.
Если щелевые антенны, показанные на рис. 5.5,а, б, в, имеют поле 'излучения только основной поляризации, то антенны с наклонными щелями в узкой стенке (рис. 5.5,г) имеют еще и иоле паразитной поляризации;
На рис. 5.6,а стрелка,ми показано направление пше- речных токов в узкой стенке волновода и (векторов напряженности возбуждаемого электрического поля в двух
встречно-наклонных щелях £±'6) при (расстоянии между ними Яв/2. Излучение таких* щелей определяется горизонтальными составляющими •вектора -напряженности поля щелей (рис. 5.6,6). Вертикальные же составляющие создают иоле паразитной поляризации, В целях уменьшения 'паразитной'^составляющей"* поля излучения; необходимо применять углы наклона щелей i6^i15°, при которых мощность, теряемая на паразитную поляризацию, составляет меньше 1 %. Однако это ограничивает/ возможность получения требуемых значений нормированных проводим остей щелей £.§р<ээтому на пр актике применяются специальные меры {Л 1] для подавления ноля паразитной поляризации.
В антеннах согласованными щелями каждая щел$ (продольная, поперечная или наклонно-смещенная) в ^отдельности согласована с волноводом при помощи реактивного вибратора или диафрагмы, и не вызывает отражений. Следовательно, в таких антеннах с оконеч- ||ой поглощающей нагрузкой устанавливается режим бегущей волны/ На рис. 5.7 показана, к примеру, схема антенны с наклонно-смещенными согласованными щелями. В таких антеннам хорошее согласование с питающим волноводом получается в широкой полосе частот
(5-10) %. В случае наклонно-смещенных щелей широкой стенке 'волновода подбором угла наклона б и смещения Xi добиваются того, чтобы нормированная активная "проводимость волновода в сечении щели равнялась единице, а имеющуюся в этом-сечении реактивную проводимость компенсируют с помощью реактивного штыря. Так как штырь устанавливается в сечении волновода, проходящем - через середйну щели, то при изменении
частоты происходит одновременное изменение реактивных 'проводимостей штыря и щели 'И ;их -взаимная компенсация в-•-н екотр р о м ди ап аз он е частот; При существенном изменении Частоты антенна также остается согласованной с питающим волноводом, так как антенна лрев- р ащается -в нер езрнансную.
Расстояние между согласованными излучателями в случае решетки с пер ем енноф аз но связанными щелями выбирается обычно равным Яв/2 на номинальной частоте. Направление максимального излучения при этом перпендикулярно оси волновода.
Дата добавления: 2014-12-24; просмотров: 1833;