 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Линзовые антенны
|
|
Линзовой антенной называется совокупность электромагнитной линзы и облучателя.
Линзой называют прозрачное для ЭМ волн тело, коэффициент преломления которого отличается от коэффициента преломления окружающей среды.
Линзы, используемые для преобразования сферического или цилиндрического фронта волны в плоский, называются фокусирующими.
Принцип работы диэлектрической фокусирующей линзы ясен из рисунка 7.7, а. От источника F на линзу падает сферическая волна. Освещенная поверхность линзы выпуклая, следовательно, волна, падающая в центре, пройдет путь больший, чем волны по краям. Так как фазовая скорость волны в теле линзы в 
раз меньше, чем в свободном пространстве, (причем 
), то фронт сферической волны превращается на теневой стороне линзы в плоский. Такая линза называется замедляющей.
Профиль замедляющей линзы определяется соотношением
. (7.29)
Здесь 
‑ текущее расстояние от фокуса линзы до произвольной точки на освещенной поверхности линзы.
Толщина линзы 
определяется соотношением
. (7.30)
Данное выражение связывает между собой конструктивные параметры линзы: диаметр d, толщину b, коэффициент преломления n и угол раскрыва 
.
Диэлектрические (замедляющие) линзы широкополосны, однако имеют большой вес. Существенными могут быть и потери в диэлектрике. В связи с этим на практике чаще используются металлопластинчатые линзы, в которых фазовая скорость волн выше, чем в свободном пространстве (такие линзы получили название ускоряющих). Данные линзы состоят из параллельных металлических пластин, отстоящих друг от друга на расстоянии a и образующих вогнутую поверхность, как показано на рисунке 7.7, б.
Для ускоряющей линзы уравнение профиля определяется выражением:
(7.31)
Профиль ускоряющей линзы является эллипсом.
Толщина линзы определяется по формуле
. (7.32)
Рассмотренная линза фокусирует излучение только в плоскости вектора Е. Для фокусировки в двух плоскостях одновременно необходимо от середины линзы к краям увеличивать размер t пластин (см. рисунок 7.7, б).
Недостаток ускоряющих линз ‑ их сравнительная узкополосность, т.к. коэффициент преломления зависит от 
. (7.33)
Для уменьшения толщины b как ускоряющих, так и замедляющих линз их зонируют, уменьшая толщину линзы ступеньками. Глубина ступеней выбирается такой, чтобы скачок фазы за счет сокращения пути луча в линзе от каждой ступеньки равнялся 
, что эквивалентно разнице в длине оптического пути соседних лучей в одну длину волны.
Облучатель является важным элементом зеркальной и линзовой антенн, во многом определяющим общие характеристики всей антенной системы в целом.
Требования, предъявляемые в связи с этим к облучателю, заключаются в следующем:
1.Амплитудная характеристика облучателя должна иметь минимальное излучение вне угла раскрыва зеркала антенны или линзы и должна обеспечивать требуемое амплитудное распределение в раскрыве.
2.Фазовая характеристика должна иметь четко выраженный фазовый центр, совмещенный с фокусом зеркала.
3.Желательно, чтобы облучатель имел по возможности минимальные геометрические размеры, чтобы меньше затенять раскрыв антенны.
4. Электрическая прочность облучателя должна быть достаточной для пропускания полной рабочей мощности радиосистемы без пробоя.
5. Полоса рабочих частот должна соответствовать требуемой полосе частот радиосистемы.
6. Облучатель должен иметь конструкцию, обеспечивающую его нормальную работу в любых метеоусловиях, допускать возможность герметизации фидерного тракта. Как правило, облучатель закрывают диэлектрическим кожухом.
Наиболее распространенными конструкциями облучателей параболических и линзовых антенн являются: вибраторные, щелевые и волноводно-рупорные. Иногда применяют стержневые, спиральные и другие типы антенн. В частности, облучатель зеркальной антенны одной из РЛС выполнен в виде спиральной антенны обратного излучения.
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 1800 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
