Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие 500102.doc
Скачиваний:
590
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
9.17 Mб
Скачать

1.2. Классификация антенн

Антенны можно классифицировать по различным признакам, например:

- по режиму работы (передающие, приемные, приемопередающие);

- по диапазону рабочих частот (длин волн);

- по функциональным возможностям (антенны со сканированием ДН, с многолучевой ДН, с управляемой поляризацией, с управляемой формой ДН и др.);

- по направленности действия (слабонаправленные, остро- или высоконаправленные);

- по полосе рабочих частот (узкополосные, широкополосные, сверхширокополосные, диапазонные; этот признак может относиться как к входным параметрам антенн, так и к их характеристикам излучения);

- по поляризации (антенны линейной и эллиптической (круговой) поляризации);

- по относительным (по сравнению с рабочими длинами волн) размерам излучающей части (малых и больших электрических размеров);

- по конструкции (вибраторные, щелевые, апертурные и др.);

- по месту расположения и т.д.

Это перечисление можно было бы продолжать, — настолько богат мир антенн.

Однако, несмотря на такое многообразие, все антенны по принципу формирования диаграммы направленности можно разделить на три больших класса:

- линейные антенны;

- апертурные антенны;

- антенные решетки.

К линейным антеннам (ЛА) относят излучающие системы малых по сравнению с длиной волны поперечных размеров, в которых направление протекания тока совпадает с осью системы. В простейшем случае ЛА представляют собой тонкий металлический проводник, по которому проходит переменный во времени электрический ток, или узкую щель в металлическом экране, между краями которой приложено переменное напряжение. По теореме эквивалентности электрическое поле в щели эквивалентно магнитному току, текущему вдоль щели. Поскольку поперечные размеры малы, распределение тока слабо зависит от геометрии проводника. К линейным антеннам относят не только прямолинейные, но также искривленные или изогнутые проводники и щели, если их поперечные размеры много меньше длины волны. В более широком смысле к линейным можно отнести некоторые типы антенн, поперечные размеры которых сравнимы с длиной волны (например, утолщенные вибраторные, спиральные, диэлектрические стержневые). Линейные антенны могут быть антеннами стоячих волн (АСВ) и антеннами бегущих волн (АБВ) с различными амплитудно-фазовыми распределениями (АФР) вдоль них. В АБВ режим бегущей волны реализуется посредством возбуждения антенны с одного конца и включением поглощающей нагрузки на противоположном конце или за счет спадающего амплитудного распределения, например вследствие непрерывного излучения бегущей волны тока. К АСВ относятся симметричные и несимметричные вибраторы, щелевые антенны, рамочные антенны. К АБВ можно отнести спиральные, диэлектрические стержневые, антенны поверхностных волн. Отличительной особенностью линейных антенн является последовательная схема питания (возбуждения) элементов антенны и, как следствие, возможность зависимости характеристик излучения от длины антенны или от частоты.

Апертурные антенны

Характеризуются тем, что в их конструкциях можно выделить некоторую ограниченную поверхность, как правило, плоскую, через которую проходит весь поток излучаемой или принимаемой мощности. Эта поверхность называется апертурой (раскрывом), размеры которой обычно много больше длины волны. К апертурным антеннам (АА) относятся рупорные, зеркальные, линзовые антенны, открытые концы волноводов. Принципы формирования диаграмм направленности у них подобны оптическим. Отличительной особенностью этого класса антенн является параллельная схема возбуждения элементов апертуры и, как следствие, независимость пространственного положения диаграммы направленности от размеров апертуры или от частоты излучаемых ЭМВ.

Антенные решетки

Это системы обычно однотипных излучателей, расположенных в пространстве по определенному закону и определенным образом возбуждаемых. Антенные решетки (АР) могут быть одномерными (или линейными) и двумерными (или поверхностными). Примерами линейных решеток являются директорная антенна и система щелей, прорезанных в стенках волновода. Из нескольких одномерных решеток можно составить двумерную решетку. Излучатели в решетках могут располагаться на плоских или криволинейных поверхностях. Схема питания элементов решеток может быть как последовательной, так и параллельной, а также комбинированной. Важное место в классе антенных решеток занимают фазированные антенные решетки (ФАР) с электронным сканированием излучения. Как правило, в ФАР обеспечивается независимое управление амплитудно-фазовым распределением токов (полей), возбуждающих излучающие элементы.

Антенно-фидерные устройства

В более широком смысле часто говорят не только об антеннах, но в целом об антенно-фидерных устройствах (АФУ), понимая под последними совокупность соединенных вместе линий передач, антенн и других устройств. Все они характеризуются значительной общностью методов расчета и проектирования, основанных на теории технической электродинамики.