Рупорная антенна.

Применяется в сантиметровом диапазоне (в качестве антенны)

Рупорные антенны могут быть пирамидальными - в которых волновод расширяется вдоль обеих стенок, сектореальными - в которых расширяется одна стенка волновода и коническими - которые сопрягаются с круглым волноводом.

Если излучать из открытого конца волновода, то в волноводе получается режим стоячих волн, так как волновое сопротивление воздуха равно 377 Ом, оно не равно волновому сопротивлению волновода.

Рупор согласовывает волновое сопротивление волновода и воздуха.

В волноводе, возбуждающем рупор, используются основные типы волн: в прямоугольном волноводе Н10 , в круглом Е11.

Если в секториальном рупоре увеличивать размер R, то площадь раскрыва увеличивается. Коэффициент использования плоскости раскрыва – уменьшается.

Диаграмма направленности зависит от длины рупора, угла раскрыва и частоты излучаемых колебаний. С увеличением длины рупора l и угла раскрыва  диаграмма направленности получается более острой.

Достоинства антенны: простота устройства и малые боковые лепестки, широкий диапазон излучаемых волн. Так как волновод работает в режиме бегущих волн, то он пропускает всю мощность, излучаемую передатчиком => антенна обладает высоким КПД. Так же как и в любом волноводе, антенна пропускает волны критической длины.

В основном рупорные антенны применяются в качестве излучателей в рефлекторной антенне, а также в качестве элементов антенной решетки.

Щелевая антенна

Называются также дифракционными. Представляют собой систему узких щелей, прорезанных в волноводе или объёмном резонаторе. Если в бесконечно большой проводящей поверхности прорезать узкую щель /2 длиной, то если к этой щели подвести питание она будет излучать. Она будет аналогична короткозамкнутой двухпроводной линии, на конце которой узлы напряжения и пучности тока. Магнитное поле щели перпендикулярно токам смещения, т.е. направлено вдоль щели. По параметрам щелевая антенна эквивалентна симметричному вибратору. Отличие состоит в том, что горизонтальная щель излучает вертикально поляризованные волны.

Условием излучения электромагнитной энергии щелями, прорезанными в волноводе, является пересечение линий токов перпендикулярными щелями. Щели можно прорезать и в узкой и в широкой стенке, в тех сечениях, где расположены максимумы токов. Чтобы щели питались синфазно, максимумы токи в этих щелях должны наблюдаться одновременно.

Вдоль узкой стенки, щели прорезаются на расстоянии волноводное. Вдоль узкой стенки могут быть прорезаны только продольные щели. Вдоль широкой стенки могут быть прорезаны как продольные, так и поперечные щели. Щели возбуждаются электромагнитной волной, распространяющейся в волноводе. Вдоль широкой стенки текут как продольные, так и поперечные токи. Если щели возбуждаются продольными токами, то для того чтобы они возбуждались синфазно, они должны быть прорезаны на расстоянии волн. Если щель возбуждается поперечными токами, щели прорезаются по разным сторонам от середины широкой стенки на равных расстояниях (в/2).

Щель аналогична симметричному вибратору. Разной является только поляризация.

Диэлектрическая антенна (ДА)

ДА представляет собой диэлектрический стержень, сужающийся к концу, который возбуждается с помощью подсоединенной к нему коаксиальной линии. Чтобы излучение было в одну сторону на ДА одевается гильза (металлический стакан)

Принцип направленного излучения диэлектрической антенны основан на явлении отражения электромагнитной энергии от границы раздела двух сред, диэлектрические проницаемости которых различны. В качестве такой антенны применяются стержни из полистирола на волнах 20 – 30 см. Возбуждаются колебания внутренним проводом коаксиального кабеля. Энергия, отраженная от границы раздела двух сред, двигается в направлении острого конца. Энергия частично за счет лучей, падающих под углом 90⁰, переходит в свободное пространство. Для лучшей направленности излучения и уменьшения излучения через боковые стенки, стержень делают конусообразным, а конец его закругленным. Увеличение длины стержня и его поперечного сечения увеличивает направленные свойства.