2.2 Мсв прямокутного типу

2.2.1 Конструкція мсв

Розглянемо модель МСВ прямокутного типу у вигляді відрізка розімкнутої НСЛ. У разі наближеного підходу, базованого на теорії довгих ліній, у зазначеному відрізку враховується збуджування лише квазі-Т хвилі. Передбачається, що випромінювання енергії здійснюється через торцьові щілини, утворені крайками кінців відрізка смужкового провідника й екраном. При цьому робиться припущення про нехтовно мале випромінювання бічних щілин.

Потужність, випромінювана торцьовими щілинами, є невелика порівняно з потужністю квазі-Т хвилі, що набігає на щілину. Тому коефіцієнт відбиття в площині торцьових щілин є близький до одиниці. При цьому розподіл струму, а також поле, уздовж осі СЛ між торцевими щілинами мало відрізняється від відповідних розподілів у НСЛ зі стоячої квазі-Т хвилею.

За певної довжини відрізка СЛ відбувається синфазне додавання хвиль, відбитих від його кінців, що відповідає резонансному режимові роботи.

Розглянемо прямокутний МСВ, збуджуваний штирем. Нехай напрямок відрізка смужкової лінії збігається з віссю в прямокутної системи координат (рис. 6).

Тоді резонанс квазі-Т хвилі, що поширюється в цьому напрямку, визначається розміром пластинки. Розмір в основному визначає величину вхідного опору за резонансу. Торцьовими щілинами, що випромінюють хвилі з основною поляризацією, є щілини 1 та 3 (дів. рис. 8). Бічні щілини 2 та 4 випромінюють хвилі перехресної поляризації.

Рисунок 6 – Прямокутний МСВ збуджуваний штирем.

Якщо резонансний розмір випромінювача є кратний непарному числу півхвиль квазі-Т хвилі

, (*)

то коливання поля в торцьових щілинах є протифазні. Напрямок і величина еквівалентного магнітного струму в торцьових і бічних щілинах визначаються співвідношенням

,

де – одиничний вектор нормалі до площини щілин. Розподіл амплітуд і напрямки цих струмів подано на рис. 7.

Еквівалентні магнітні струми торцевих щілин при виконанні умови (*) є синфазні, отже випромінювання цих щілин має максимум у напрямку нормалі до площини екрана.

Рисунок 7 − Розподіл амплітуд (а) і напрямку (б) струмів у щілинах

Якщо довжина відрізка смужкової лінії є кратна парному числу півхвиль квазі-Т хвилі, тобто

, ,

то такий мікросмужковий випромінювач у напрямку нормалі до площини екрана практично не випромінює.

На практиці використовують випромінювачі з резонансним розміром зумовленим виразом (*) за . Такі МСВ мають мінімальні габарити.

2.2.2 Еквівалентна схема мсв

Еквівалентна схема випромінювального елемента з прямокутною пластинкою, збуджуваного штирем (чи отвором зв'язку) відповідно до рис. 6 подана на рис.8.

Рисунок 8 − Еквівалентна схема МСВ.

На цій схемі прямокутна пластинка, розташована над екраном, подана представлена відрізком еквівалентної двопроводової лінії, навантаженим на провідності торцьових щілин. Зазначені провідності є комплексними з ємнісною реактивною частиною, зумовленою концентрацією поля у торцьової крайки. Збуджувальний пристрій випромінювача − штир чи отвір зв'язку подано ланцюжком елементів, який складається з послідовного реактивного опору, зумовленого індуктивністю штиря, паралельного реактивного опору й ідеального трансформатора, котрий відповідає переходу від лінії передавання до випромінювача через отвір зв'язку.

Якщо товщина екрана є істотно менше за довжини хвилі і штир є продовженням центрального провідника коаксіального кабелю, то коефіцієнт трансформації ідеального трансформатора можна покласти дорівнюваним одиниці, а паралельну реактивність – нулеві.