Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 30
Текст из файла (страница 30)
фокусное расстояние, а начало системы координат совмещено с фокусом Е. Таким образом, для н > 1 выражение (Зб) описывает гиперболу с эксцентриситетом л; для и < ! оно описывает эллипс. В первом случае линзу называют плоско- выпуклой, а во втором плоско-вогнутой. Одним из важных конструктивных параметров является максимальная толщина линзы, измеренная в направлении оси г. Она определяется (2) по формулам; (37) (33) где Π— диаметр апертуры линзы. Таким образом, для п>1 ! всегда действительна. Для апертуры любого размера О н произвольного ! можно найти толщину линзы Д при которой сферическая волна преобразуется в плоскую.
Однако для и < ! г действительна только при ! > (! + и) О7(2 )Г! — и'). (39) Результатом условия (39) является то, что линзы при и < ! обычно имеют большие фокусные расстояния. На рис. 2! показана зависимость отношения г/О от л для различных значений !!О. Из этого рисунка видно, что для задан- 1!9 Гл. д. Зеркальные и линзовые антенны ной ширины апертуры толщина линзы уменьшается при увеличении 7' и от. клонении показателя преломления от единицы, Практически для болыпинства линз [2) показатель и находится в пределах 1,3 — 1,0 для н > 1 и 0,5 — 0,7 для и < !при этом(ее О, Для простой сферической линзы с точечным облучателем, имеющим осесимметричную ДН, распределение поля по апертуре Е (р) имеет вид [1.4] Е(р) [ (н сов  — !)з [Пз Е (В) ( [з (и — 1)з (п — сов В) (40) где р = г з]п  — расстояние, измеренное от центра апертуры; Е (В) — ДН точечного облучателя;  — угол, определенный в соответствии с рис.
20 б,г 417 ЕУ фу (б гб и Уб фэ фз и Рлс. тп Отллситсльллс зслщинл линзы ллс фунлелл лоссзлтслс прслснлсниз «рл л>! (л! л л<1 161, Для цилиндрической линзы Е (у) [' (и соз Π— 1) 1Ы Е (О) [(и — 1) [ (н — соз В) ! (41) где у = г з]п 0 — расстояние, измеренное от центра линзы. При н < 1 линза увеличивает интенсивность поля около края апертуры, а при н > !— уменьшает интенсивность этого поля. Для заданного уровня уменьшения облучения на краю апертуры ДН облучателя должна быть шире для и > 1, по сравнению с ДН для и < 1.
Эта особенность приводит к увеличению потерь за счет «переливания» энергии для линз с н > 1[4). Одноповерхностные линзы с эллиптическим профилем и двухповерхностные линзы различной формы рассмотрены в работах[1, 2, 4]. Зоиироваиные линзы. Рассмотренные равее линзы, особенно сплошные диэлектрические линзы, обычно имеют большой вес. Для уменьшения толщины и, следовательно, общего веса линзы используется зоиирование[1, 2, 4[. Зонирование иепреломляющей поверхности показано на рис. 22, а.
Параметр А выбирается таким образом, чтобы длины хода лучей В и С отличались на целое число Л. Это условие выполняется, если Л = »лЛ/ (и — !), (42) где га = 1, 2, ... и и — показатель преломления. Преломляющзя поверхность гиперболической ливзы может быть зонированз, как показано на рис. 22, б. Профиль зонированной линзы описывается выражением [!' (п — !) — гаЛ]! (и соз 0 — !), 120 3 9. Линзовые анггннет где тп = 0 соответствует зоне, расположенной па оси г.
Подробное рассмотрение проектирования различных зонированных линз дано в работе [4). Использование зонирования линз приводит к зависимости характеристик от частоты. При допустимом уровне фазовой ошибки по апертуре, не превышающей Л/8, паласа пропускания зонированнай линзы равна [2, 4) В = 2 АЛ/Л см 0,25/ ((У вЂ” !), (44) где бЛ вЂ” изменение длины волны, соответствующее фазозой ошибке Л/8; У вЂ” число зон от центра до края линзы. Металлопластинчатые линзовые антенны.
Линзовые антенны этого тина [1, 4, 57) состоят из параллельных металлических пластин, закрепленных Ю е Рис. 22. Зоиированне вепреломлиююев (в! и прелом- лиююев (б! поверхности линам. Рнс, 22. Цнлиндрнчесван метал- лопластинчатав линев. на некотором расстоянии друг от друга с помощью неатрзжающих дерткателей. Такие проводящие пластины образуют как бы волновод, в котором распространяется основная волна типа ТЕ. Фокусирование достигается за счет более высокой фазовой сиорости волны, проходящей между пластинами.
Расстояние и между пластинами ограничивается пределами Л/2 < а к,. Л. Пространство, ограниченное параллельными плзстинзмн, соответствует диэлектрической среде с показателем преломления п = [ ! — (Л/2 а]т)' /2. Таким образом, эффективный показатель преломления этой среды мень. ше единицы и фокусирующаи линза имеет вогнутую форму. Из формулы (45) видно, что теоретическое значение и находится в пределах 0 — 0,866. Практически и выбирается так, что л лежит между О,б и 0,6. Из-за завиоимости показателя преломления от длины волны полоса частот, в пределах которой используются такие линзы, ограничена.
Металлопластинчатая линза в плоскости Е показана на рис, 23. Такая линза с диаметром апертуры, равным 96 Л, имеет полезную полосу прапуснания около бо4 [67]. Одно важное отличие сплошных диэлектрических линз от металлопластинчатых состоит в ограничении, накладываемом нз прохождение лучей в линзах; в общем случае закон Снелла не всегда удовлетворяется.
Однако линза, показанная на рис. 23, подчиняется закону Снелла, Для уменьшения веса линз может быть 121 Гл. 3. Зеркальные и линзовые антенны примененметод зонировании. Зонирование увеличивает рабочий диапазон частот таких линз в отличие от диэлектрической линзы. Металлодиэлектрические лннэовые антенны. В тания антеннах примеияетси искусственный диэлентрик, состоящий из набора металлических ча.
стиц элементов, расположенных в виде трехмерной решетчатой структуры, имитирующей кристаллическую решетку диэлектрического материала. Эти линзы не имеют частотных ограничений, характерных для мстатлопластин. чатых линз. Однако диапазон рабочих частот определяется следующими двумя ограничениями, накладываемыми на структуру решетки: расстояние между металлическими частицами должно быть меньше л', размеры частип должны быть малыми по отношению к наименьшей )т [обычно меньше )шшс4). При этих условиях эквнвалснтная проницаемость среды практически постоянна для всех более длинных волн.
Различ. иые способы получения искусственного диэлектрика рассмотрены тдалугллн На рис. 24 показана экрапи. рагглтллияк раваннаяметаллодиэлектриче кая Р)стар — линза, имеющая квадратную апер туру размером 1„8 м [57) Метал//аюаптсгсл;Й вЂ” лнческис полоски используются з,тр ял т ...
к а к элемеп ты структуры и с к усстсс и и о го диэлектрика . П од р оба аст н ко и ст р укцп и приведены в работе [ 58[ . Линза работает а Рис. 24. Лзнтз из нснтсстненннтн л тентанин диапазоне 3 7 4 2 Грц Дтя (нетнллнхизлеитаннесилн лииза). искусственного диэлектрика а = = 1,5 линза имеет профиль гнпсрболоида с фокусным расстоянием / = !52,5 см. Максимальная толщина линзы 40,6 см. Для'уменьшения отраукения от линзы волны, излучаемой рупорным облучателем, используется четвертьволновсе смещение половинок линзы. Диаграммы направленности в плоскостях Е и // показаны па рис.
25. Было найдено, что коэффициент а = 0,6 [58[, Металловоздушные линзовые антенны [2, 59, 68[ сохраняют свойства широкополосности металладиэлектрических линз, но имеют более просту~о конструкцию. Переменная задержка волны в линзе осуществляется из-за прохождения более длинного пути. На рис. 26 показана гиперболическая одноповерхиостная линза, состоящая из пластин соответствующей формы, наклоненных по отношению н оси линзы [59[. В этом случае эффсктнвный показатель преломления а = 1/ соз О. 1'16) Необходимый профиль линзы можно определить так же, кэк и для диэлектрической линзы, т. е. при а > 1.
Показатель преломления не зависит от частоты, следовательно, этот тип линзы мохсно использовать в широком диапазоне частот, удовлетворяющем следующим условиям: расстояние между пластинами з1сиьше)г/2 и плоскость поляризации электрического поля параллельна плоскости пластин. В работе [59[ описывается такая лииза, имеющая / = 76,2 см и 0 = 48,2', а а = 1,5. Ширнва главного лепестка ДН в плоскости магнитного поля )в градусах) определяется как 0 = бйз )./Р, гле 0 — диаметр апертуры. 122 5.9. Линзовые антенны Диаграмма направленности антенны в плоскости Е хуже, чем в плоско.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
