sazonov_d_m__antenny_i_ustroistva_svch_1 988 (561328), страница 54
Текст из файла (страница 54)
При четном числе этажей излучение вверх и вниз отсутствует и максимум излучения создается в горизонтальной плоскости. Вибраторы разных этажей, находящиеся в одной вертикальной плоскости, питаются одной двухпроводной линией, а находящиеся в другой вертикальной плоскости — другой двухпроводной линией (рис. 10.9, в), Линии настраиваются на бегущую волну и соединяются параллельно, причем одна из линий выполняется длиннее другой на Х/4, что обеспе- чивает сдниг фаз н вибраторах каждого турникета на и/2, Двухпроводные линии «перекрещиваются» между этажами, чем обеспечивается синфазность возбуждения вибраторов в разных этажах Режим регулируемой прлврнзацни поля. Очевидно, что подбором соотношения амплитуд и фаз токов на входах скрещенных виб- Рнс (Охк Плоскостной шунтояой ннаратор (а) аля много»тая ной турннкетной телевнзнонной персааюшсй антенны (о) со схемой ннтаннн на двухпроводных линиях (а) раторов в направлении оси з (т.
е. в направлении максимального излучения) может быть обеспечена любая желаемая поляризация поля. Это открывает дополнительные возможности осуществления лоляризационной избирательности в радиосистеме. При передаче регулирование токов на входах вибраторов можно осуществить с помощью электрически управляемых фазовращателей и делителей мощности (см. $4.6, 6.6, 6.9).
При радиоприеме вибраторы турникетной антенны могут быть присоединены к отдельным приемникам и сложение сигналов от каждого радиоканала может производиться на промежуточной или даже на низкой частоте (т. е. после детектирования). В последнем случае приемная антенна вместе с прием- инками может принимать волны любой поляризации. й (о.з. щвлквык лнтвнны Возможность выполнения щелевых антенн заподлицо с металлической поверхностью делает их чрезвычайно удобными для применения на летающих объектах с низким аэродинамическим сопротивлением. Излучающие щели в бесконечной металлической плоскости сравнительно просто анализируются с помощью принципа двойственности и метода зеркального изображения.
В реальных условиях спели располагаются на ограниченных поверхностях неправильной формы, и прн расчетах характеристик излучения приходится использовать приближенньн подходы. Самый простой подход заключается в замене криволинейной металлической поверхности касательной металлической плоскостью — бесконечным фланцем. Установлено, что этот подход пригоден для расчета проводимостей излучения резонансных щелей на поверхностях, линейные размеры и радиусы кривизны которых не менее длины волны. Простейшая полуволновая щелевая антенна на металлической площадке конечных размеров может быть возбуждена резонатором в виде короткозамкнутого четвертьволнового отрезка прямоугольного волновода с волной Ню (рис.
10.10, а), Питание подво- Рнс !О.!О. Способы возбузнденнн нсепевой антенны с резона. тором дится коаксиальным кабелем, внешний проводник которого присоединяется к одной стороне щели, а внутренний — к другой. Резонатор играет роль металлического изолятора, и его реактивная проводимость компенсирует собственную реактивную проводимость щели. Согласно (9.16), входное сопротивление полуволновой щелевок антенны с настроенным резонатором на экране больших электрических размеров в пучности напряжения (в центре щели) равно Р„=- =7сз!'(2)са, ) =970 Ом.
Чтобы согласовать это сопРотивление с волновым сопротивлением коакснальной линии д„, следует подключить линию ближе к краю щели, на расстоянии 1 от края, определяемом из уравнения з)пзр(=Ха/)г . Коистуктивно удобно расположить резонатор так, чтобы одной широкой стороной он примыкал к экрану и ввести коаксиальную линию внутрь резонатора через другую широкую сторону (рис. 10.10, б). Обсудим особенности ДН щелевых антенн на экране конечных размеров. В плоскости вектора Н (т. е.
в плоскости, проходящей через щель) излучение вдоль щели равно нулю, явление дифракцин волн на краю экрана сказывается слабо и ДН почти не зависит от размеров экрана. В переднем полупространстве она примерно совпадает с ДН щели в бесконечном экране, в заднем полупространстве имеется небольшой лепесток. В плоскости вектора Е (т. е. в плоскости, перпендикулярной щели) ДН сильно зависит от размера эирана 20 и незначительно за- висит от размера 2Н. В этой плоскости ярко выражена дифракция волн на краю экрана. На собственное излучение щели накладывается добавочное излучение, появляющееся из-за возбуждения краев экрана, что приводит, с одной стороны, к появлению поля за теневой стороной экрана, с другой — к искажению формы ДН в переднем полупространстве.
Вследствие интерференции волн, излу- Р Е/3 05 Г~ а/Л йз нд-аь астр Рнс. 10.11. ДН щелевоа антенны на конечном экране в нлос- косп вектора Е чаемых непосредственно щелью и излучаемых при дифракции у краев экрана, появляются максимумы и минимумы излучения, число которых тем больше, чем больше отношение 2(./Х. На рис. 10.11 штриховыми линиями показаны экспериментальные ДН щелевой антенны в плоскости вектора Е (штриховые кривые) в зависимости от размеров экрана. На том же рисунке приведены теоретические ДН (сплошные кривые), рассчитанные по приближенной методике„ когда распределение поверхностного электрического тока иа передней стороне экрана предполагается совпадающим с распределением поверхностного электрического тока в бесконечном экране (так называемое приближение физической оптики).
На рис. 10.!2 приведены теоретические ДН в плоскости вектора Н, вычисленные в предположении, что размер 20 является конечным, а размер 2Е бесконечно велик. Экран в этом случае представляет собой бесконечнун> полосу, являющуюся вырожден- ным эллиптическим цилиндром. Теоретические расчеты здесь проведены строгим методом собственных функций. На практике применяются не только односторонние„ио и двусторонние щели, расположенные на площадках ограниченных раз- гаа' Рнс.
10.!2. ЛН щелевой антенны на конечном экране в плоскостн век- тора и мероэ. Если и антенне на рис. 10.10, а удалить резонатор, то получится двусторонняя щелевая антенна. ДН в каждом поаупростраистве примерно такие же, как ДН на рис. 10.11 и 10.12 для освещенной области пространства. Однако в плоскости вектора Е из- хам ааа гаа а "гаа дМ йв О~ге а,ьа а,ьз адг 1/л Рнс. 10 13. Экскернментальные грвфнкн входного сопротив- ления двусторонней щслевой антенны лучение вдоль поверхности экрана оказывается строго равным нулю.
Входное сопротивление двусторонней щелевой антенны на большом по сравнению с длиной волны экране может быть определено по формулам (9.17). Для резонансной полуволновой щели оно равно примерно 485 Ом. На рис. 10.13 приведены эксперимен- тальные графики активной и реактивной составляющих входного сопротивления вблизи резонанса двусторонней щелевой антенны в большом экране. Из графиков следует, что резонансная длина щели Ь оказывается несколько меньше полуволны и уменьшается с увеличением ширины щели с(. В качестве всенаправленных антенн СВЧ получили распространение кольцевые ц1елевые антенны, располагаемые на телах вра- ш лй Рнс.
10.14. Кольцевая шалевая антенна на цнлннлре щения, а частности на круговом металлическом цилиндре 1 (рис. 10.14„а). Кольцевая щель 4 выполняется с помощью коакснального резонатора 2 в виде закороченного сверху на цилиндр четверть- волнового металлического стакана. Питание к резонатору подводится коаксиальной линией 8 в точке а. Если средняя длина периметра резонатора п(г, +га) <Х, в нем сутцествует и наиболее интенсивно возбуждается только Т-волна. Напряжение в щели при настройке стакана в резонанс распределяется равномерно по азимуту, на поверхности цилиндра возникают продольные электрические токи, и получается антенна„подобная цилиндрическому электрическому вибратору. В азимутальной плоскости излучение равномерно, а в меридианальной плоскости ДН существенно зависит от длины возбуждаемого цилиндра. Если же л(г|+га) >Х, то в резонаторе кроме Т-волны возбуждается еще волна типа Нн коаксиальной линии, критическая длина волны которой ).,ржл(г,+га).
Пусть длина резонатора 1=1/2. Тогда Т-волна оказывается подавленной, в то время как существует Нн. Напряжение в щели оказывается распределенным в азимутальном направлении по закону синуса, при этом на цилиндре возникают помимо продольных поперечные составляющие поверхностных электрических токов и излучение антенны существенно изменяется. Наличие поперечных составляю|цих токов приводит к появлению излучения вдоль оси 'цилиндра. Антенна излучает по всем направлениям, причем ДН очень слабо зависит от длины цилиндра. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
