Волноводные антенны
Волноводными называются антенны, выполненные в виде открытых концов волноводов различного типа. Наиболее широко на практике используются излучатели на базе прямоугольных и круглых волноводов, возбужденных на основной волне Н10 и Н11 соответственно. Это наиболее простой тип апертурных антенн.
Поскольку размеры поперечного сечения волноводов не превышают длину волны, то волноводные антенны являются слабонаправленными. Они применятся в качестве облучателей более сложных антенн (линзовых, зеркальных), а также излучателей ФАР.
Рис. 1.1 | На рис. 1.1 показан открытый конец прямоугольного волновода с размерами а´в, в котором возбуждена волна типа Н10. На его открытом конце происходит частичное излучение и отражение электромагнитной волны, так как волновые |
сопротивления волновода rв и свободного пространства r0 существенно различаются. Строгое решение задачи расчета поля волноводной антенны достаточно сложно, поэтому в инженерной практике используются приближенные методы. Для приближенных расчетов принимаются следующие допущения:
1) пренебрегают затеканием токов на внешнюю поверхность раскрыва и образованием в раскрыве волн высшего типа;
2) полагают, что структура поля в раскрыве такая же, как в поперечном сечении непрерывного волновода.
В этом случае использование формулы (1.1) для синфазного раскрыва с разделяющимися амплитудными распределениями (равномерным для стороны в и косинусным для стороны а) позволяет рассчитать АДН открытого конца прямоугольного волновода в каждой плоскости.
Для волноводов стандартных размеров (а=0,72l, в=0,32l) ширина диаграммы направленности
; (1.5)
(1.6)
в плоскости узкой и широкой стенки соответственно. Таким образом, прямоугольный волноводный излучатель формирует широкую диаграмму направленности, несколько сплюснутую в плоскости широкой стенки.
У круглого волноводного раскрыва ДН имеет почти игольчатую форму, а ее ширина составляет
. (1.7)
Поляризация поля у обоих волноводных антенн является линейной и совпадает с направлением вектора электрического поля в раскрыве.
Большим недостатком рассмотренных типов антенн следует считать их плохое согласование со свободным пространством. Поскольку волновое сопротивление прямоугольного волновода составляет rв=480…590 Ом, а для окружающего пространства r0=377 Ом, то в питающем волноводе устанавливается режим смешанных волн с коэффициентом стоячей волны КС=1,6…1,9. У круглого волновода КС=1,2…1,3.
Рупорные антенны
У антенн данного типа отсутствуют недостатки, свойственные волноводным излучателям, – слабая направленность и плохое согласование со свободным пространством.
Дата добавления: 2016-01-29; просмотров: 3760;