1.3 Параболическая антенна

Параболической (зеркальной, рефлекторной) ан­тенной называется апертурная антенна, в которой используется явление отражения волн от металлического зеркала (рефлектора) для преобразования слабонаправленных электромагнитных волн, созда­ваемых первичным излучателем (облучателем), в остронаправленные волны, излучаемые в пространство.

Наиболее употребительные виды зеркал: параболоид вращения (рисунок 1.3, а) и параболический цилиндр (рисунок 1.3, б).

Параболоид представляет поверхность, описываемую параболой при ее вращении вокруг своей оси. Параболический цилиндр описывается при перемещении параболы вдоль параллельных прямых, называемых образующими цилиндра. Встречаются и другие антенные зеркала, по­строенные на основе параболы.

Рисунок 1.3 - Рефлекторы в виде параболои­да вращения (а) и параболического ци­линдра (б)

Нормированная функция направленности параболической антенны:

(14)

где: - направленность облучателя;

- угол раскрыва зеркала;

;

Λ_n(ψ) – лямбда-функция n-го порядка;

Значения f/d_р в зависимости от m:

m	f/dр
1	0,35 – 0,40
2	0,40 – 0,50
3	0,50 – 0,625

где m - показатель степени в выражении для нормированной амплитудной ДН. Для полуволнового вибратора с контррефлектором в виде стержня m=1, для такого же вибратора с дисковым контррефлектором m=2, а для рупорного облучателя m≥3 (при решении задачи, m ,брать равным 3).

Выражение для определения ширины основного лепестка диаграммы направленности на уровне 0,5 в плоскости Н:

(15)

Выражение для определения ширины основного лепестка диаграммы направленности на уровне 0,5 в плоскости Е:

(16)

Выражение для определения коэффициента направленности антенны:

(17)

В выражениях (15) – (17):

λ – длина волны рабочего диапазона антенны;

d_p – диаметр раскрыва параболической антенны.

1.4 Щелевая антенна

Аналогом симметричного вибратора является щелевой вибратор в виде узкой прямоугольной щели, прорезанной в плоском экране и возбуждаемой в центре напряжением высокой частоты U_щ (рисунок 1.4). Размеры щели могут быть любыми, однако практически используются полуволновые (2l=λ/2) узкие (b<<λ) щели.

Согласно принципу двойственности излучение такой антенны эквивалентно излучению ленточного электрического вибратора в свободном пространстве, если размеры вибратора соответствуют размерам щели.

Рисунок 1.4

Ненормированная функция направленности полуволнового щелевого вибратора:

(18)

где: λ – длина волны рабочего диапазона антенны;

θ – угол между осью антенны и направлением в точку наблюдения;

l – длина щели.

Выражения для нормированных ДН F(θ) получаем делением функции f(θ) на ее максимум f_m(θ).