4.2. Линзовые антенны.

Дальнее сужение ДН мб осуществлено при помощи линзовых антенн. Используются в сантиметровых и дециметровых диапазонах волн. Принцип работы линзовых антенн:

Ускоряющая линза: В точках 1 и 2 скорость необходимо увеличивать, чтобы выровнять фронт волны.

З амедляющая линза: В точке 3 скорость необходимо уменьшить, чтобы выровнять фронт волны.

В качестве линзы можно использовать диэлектрик, металодырчатые, металлопластинчатые линзы. Линзовые антенны предназначены для приема, излучения электромагнитных волн с узкой ДН.

Классификация линзовых антенн:

1. Замедляющие линзы

Диэлектрическая линза(рис 3а), диэлектрическая дырчатая линза(рис 3а низ). Метало диэлектрическая линза.

2. Ускоряющие линзы

Металодырчатые, маталопластичные линзы(E плоскостные, H плоскостные линзы) (Рис 3(б,г)

3. Геодезические линзы (металовоздушные рис 3в, металлические платины изменяют путь прохождения волны)

4. Неоднородные линзы Люниберга, линзы Рейнхарта.

Профиль замедляющих и ускоряющих линз. Зонирование линз.

Замедляющая линза:

Принцип действия основан на выравнивании фазового фронта волны за счет уменьшения фазовой скорости электромагнитных волны в центре линзы, по сравнению с краями:

Для выравнивания фазового фронта необходимо чтобы время прохождениия волной рассстояния до аппертуры антенны в центре (f):

Учтем:

Рассмотрим треугольник FKO:

Решая относительно

Каноническое уравнение гиперболы. Гиперболоид вращения. Гиперболический цилиндр. Профиль Замедляющей линзы это гиперболический цилиндр или гиперболоид вращения.

Ускоряющая линза.

Методика расчета аналогичная:

уравнение эллипса вращения (эллиптический цилиндр).

Зонирование линз

Зонирование линз процесс уменьшения толщины линзы за счет применения вырезок в теле линзы. Делается для уменьшение веса линзы.

При вырезании части линзы, необходимо фазировать. Разность фаз должна отличатся на .

Максимальное число вырезок:

Минус в том, что на ступеньках будет рассеиваться электромагнитная энергия. Для этого вырезки делают с теневой стороны.

Линзы с переменным коэффициентом преломления.

К оэффициент n меняется от точки к точке тела по выбранному закону.

Линза Люниберга представляет собой сферу(необходим только облучатель и выбранный коэффициент преломления)

Линза Рейнхарта –предоставляет собой половину сферы, с металлической пластиной. Эта линза позволяет сформировать многолучевые ДН.

На спутниках сейчас берут зеркальную антенну и гибридные излучатели.

Тема №5. Зеркальные антенны.

5.1. Параболические зеркальные антенны.

Очень широкое распространение получили зеркальные антенны. Формирует довольно узкую ДН. Обеспечивает фокусирование электромагнитной энергии, в качестве облучателя обычно используются рупорные антенны.

С уществует множество видов зеркальных антенн наибольшее распространение получили антенны в виде зеркала параболоида вращения(справа) либо параболического цилиндра(слева)

Если необходимо создать ДН веерной формы используют вырезки из параболоида вращения(слева).

Для того чтобы сформировать ДН специального вида(косеконсную) для дальномера, она формируется за счет кривизны зеркала.

С развитием науки начали использовать многозеркальные антенны. Спутниковые системы делают двузеркальные. Система Грегори.

Система Кассегрена

Параболическая антенна:

Есть возможность формирования многолучевой ДН:

П ерископическая антенна, нет необходимости тянуть волноводный тракт, на верхнее зеркало(г). В виде полу развернутой книжки, но набольшее распространение получили зеркальные антенны.