Основные типы антенн поверхностных волн

Антенна поверхностных волн состоит из возбудителя и направителя (рис.14.1). Возбудитель конструируют так, чтобы он передавал как можно большую часть энергии от генератора в направитель, причем волна, распространяющаяся вдоль направителя, является поверхностной волной. Излучающим элементом антенны является в основном направитель. Непосредственное излучение возбудителя обычно бывает слабонаправленным и поэтому образует боковые лепестки ДН. Кроме того, оно интерферирует с излучением направителя и искажает главный лепесток.

Направитель представляет собой отрезок линии передачи поверхностной волны. Как известно, фазовая скорость такой волны меньше скорости света. Для формирования поверхностной волны в качестве на­правителя используют замедляющие структуры.

Обычно направитель бывает либо диэлектрическим (рис.14.1, а, в, д), либо металлическим ребристым (рис.14.1, 6, г, е).

По форме направителя антенны поверхностных волн подразделяют на плоские линейные (рис.14.1, а, б), стержневые (рис.14.1, в, г) и дисковые (рис.14.1, д, е). У линейных и дисковых антенн замедляющую структуру обычно располагают на экране - металлической подложке. Наибольшее распространение получили антенны, изображенные на рис.14.1, в, г. Первая называется диэлектрической стержневой антенной, а вторая - ребристо-стержневой антенной.

Рис. 14.1. Типы антенн поверхностных волн: 1 - возбудитель; 2 - направитель.

Для согласования антенны со свободным пространством толщину направителя к его концу уменьшают, благодаря чему фазовая скорость поверхностной волны в конце направителя приближается к скорости света и устраняется отраженная волна. Таким образом, вдоль направителя распространяется бегущая волна. Это позволяет рассматривать антенну поверхностных волн как разновидность антенн осевого (продольного) излучения. У таких антенн, как известно (см. §3.4), главный лепесток ДН ориентирован вдоль направления движения волны (в данном случае от возбудителя к концу направителя).

С другой стороны, антенну поверхностных волн можно отнести к апертурным антеннам, рассматривая в качестве апертуры поверхность направителя. Следовательно, если определить касательные составляющие электрического и магнитного полей на поверхности направителя и рассматривать каждый элемент поверхности как элементарный излучатель, то, пользуясь апертурным методом, изложенным в гл. 4, можно определить поле излучения антенны поверхностных волн.

В качестве возбудителей плоских линейных и стержневых антенн используют односторонне направленные излучатели: рупор, вибратор с рефлектором, решетку щелей, открытый конец волновода. Возбудитель дисковой антенны должен быть не направленным в плоскости диска. Обычно для этой цели используют несимметричный вибратор.