Щелевые антенны. (Лекция 11)

Содержание

Слайд 2

Узкие щели, прорезанные в стенке волновода, резонатора коаксиального кабеля, полосковой линий.

Узкие щели, прорезанные в стенке волновода, резонатора коаксиального кабеля, полосковой линий.


Ширина щелей составляет (0,03…0,05) длина около полуволны

Элементарная щель. Принцип двойственности Пистолькорса

Зная поле элементарного электрического излучателя, найти поле элементарного магнитного излучателя (щели в экране) при аналогичных граничных условиях.

- на металлической пластине:

-на остальной части бесконечной плоскости

(1)

Слайд 3

Слайд 4

Для элементарной щели На щели На экране Для вибратора Для щели (4) (2) (3)

Для элементарной щели

На щели

На экране

Для вибратора

Для щели

(4)

(2)

(3)

Слайд 5

Полуволновая щель закон распределения напряжения в щели поле находим двумя способами:

Полуволновая щель

закон распределения напряжения в щели

поле находим двумя способами:

1.Симметричная

щель рассматривается как система одинаково ориентированных элементарных щелевых излучателей и используется теорема умножения.

2.Принцип двойственности

(5)

Слайд 6

Итак, DН полуволновой щели и полуволнового вибратора одинакова. Сравним и Если

Итак, DН полуволновой щели и полуволнового вибратора одинакова.

Сравним и
Если ,

то

Одинаковы амплитуда полей излучения щели и вибратора во всех точках дальней зоны и излучаемые мощности.

Слайд 7

- проводимость излучения щели излучающая в обе стороны от металлической поверхности.

- проводимость излучения щели

излучающая в обе стороны от металлической поверхности.

односторонняя

щель

щель двухсторонняя,

500 и 1000 Ом.

Из принципа двойственности

Zвэ-эквивалентное волновое сопротивление пластинчатого вибратора

Слайд 8

Излучение щелей, прорезанных в металлических телах конечных размеров -DН в плоскости

Излучение щелей, прорезанных в металлических телах конечных размеров

-DН в плоскости Н

мало отличается от DН в бесконечном экране.
-DН в плоскости вектора Е искажается при больших размерах экрана. DН приобретает вид восьмерки с нулями в направлении экрана, т.е. вместо скачка вектора

-при переходе через плоскость экрана в случае бесконечного экрана (DН имеет при этом вид окружности)
-при переходе через экран конечных размеров происходит переход в свободном пространстве, скачка вектора Е при этом быть не может.
-Реактивное сопротивление при конечных размерах экрана меняется незначительно,
активное сопротивление – сильнее.

Слайд 9

Волноводно – щелевые антенны Одиночная щель имеет слабо выраженные направленные свойства,

Волноводно – щелевые антенны

Одиночная щель имеет слабо выраженные направленные свойства, для

получения узких DН применяют многощелевые антенны.
ВЩА система полуволновых щелей, прорезанных в стенке волновода , чаще с волной Н10
Резонансные ВЩА и Нерезонансные ВЩА

удобно расположение 2 а) 1, расстояние между щелями

обеспечивает отсутствие
дифракционных максимумов.

(диапазонны, КСВ~1)

Слайд 10

Резонансные антенны Расстояние между щелями и их расположение обеспечивают синфазность возбуждение

Резонансные антенны

Расстояние между щелями и их расположение обеспечивают синфазность возбуждение

щелей.
Главный max DН таких антенн ┴ оси волновода

Работа в режиме стоячей волны, в конце антенны (волновода) устанавливается короткозамыкающий поршень расстояние от поршня до последней щели такое, что щель находится в пучности той составляющей тока, которой она возбуждается.
Для продольного расположения щели -расстояние кратно нечетному числу

,

Поперечной щели - расстояние кратно целому числу полуволн.
«-» узкополосность.

Слайд 11

Нерезонансные антенны расстояние между соседними щелями Возбуждение щелей бегущей волной, в

Нерезонансные антенны

расстояние между соседними щелями

Возбуждение щелей бегущей волной, в антенне линейное

фазовое распределение.
Max главного лепестка DН отклонен на угол от ┴ к оси волновода в при сторону распространения волны,
при в противоположную сторону.

Поглощающая нагрузка устанавливается, чтобы отраженная от конца антенны волна не приводила к появлению паразитного лепестка, симметричный (зеркально) основному, в конце волновода.(Теряется 5 – 20% Рвых).

Слайд 12

Для расширения полосы используется гантельные щели. Для круговой поляризации – крестообразные

Для расширения полосы используется гантельные щели.
Для круговой поляризации – крестообразные щели.

DН:


~

фазовый набег при равномерном АР


ν=0.1

Слайд 13

-Для переменофазных продольных щелей, наклонных щелей на узкой стенке, при возбуждении

-Для переменофазных продольных щелей, наклонных щелей
на узкой стенке, при возбуждении

щелей реактивными штырями,
размещенными с разных сторон щелей ν=1

-Для поперечных щелей на широкой стенке волновода, продольных
на узкой ν=0

Слайд 14

Эквивалентные параметры щелей в волноводе Щель, прорезанная в стенке волновода излучает

Эквивалентные параметры щелей в волноводе

Щель, прорезанная в стенке волновода излучает

не только во внешнее пространство но и внутрь волновода, возбуждается 2 волны:
от генератора, складывается с падающей и образует проходящую волну,
в сторону генератора, отраженная от щели.
Таким образом мощность падающей со стороны генератора волны равна сумме мощностей прошедшей за щель волны, отраженной волны и мощности излучения.
Слайд 15

Продольная щель в широкой стенке волновода Поперечная щель в широкой стенке

Продольная щель в широкой стенке волновода

Поперечная щель в широкой стенке

волновода

Наклонная щель в узкой стенке волновода


-угол наклона щели,
х - смещение щели относительно средней линии широкой стенки волновода ; а , в – поперечные размеры волновода.