21 Устройство и принцип действия антенны бегущей волны
Принцип действия антенны БВ основан на использовании двух проводников, обладающих свойствами коаксиальной линии. Один проводник находится в центре, а другой – по кругу. Процесс передачи сигнала начинается с подачи электрического сигнала на первый проводник, который затем проникает через изоляцию и распространяется вдоль линии. Поскольку структура линии представляет собой пару проводников, то электромагнитное поле, образующееся при передаче сигнала, распространяется между ними.
22 Спиральные антенны
Для создания поля с вращающейся поляризацией в диапазоне метровых и дециметровых волн широкое применение находят спиральные антенны. Спиральные антенны — это антенны поверхностных волн. По конструкции их подразделяют на цилиндрические (регулярные), конические (нерегулярные) и плоские. По числу ветвей (заходов) и способу их намотки спиральные антенны подразделяются на однозаходные и двухзаходные. Двухзаходные могут быть с односторонней и встречной намотками. Цилиндрическая спиральная антенна представляет собой намотанную из провода цилиндрическую спираль, один конец которой свободен, а другой присоединяется к внутренней жиле коаксиального фидера питания.
На излучающей цилиндрической
спирали могут одновременно существовать
несколько типов волн тока, отличающихся
друг от друга амплитудой и числом
периодов, укладывающихся вдоль одного
витка спирали. Каждая волна распространяется
по спирали со своим затуханием и своей
фазовой скоростью, однако форма ДН
зависит, как правило, от одной,
преобладающей волны, тип ко торой
определяется соотношением между длиной
витка спирали и рабочей длиной волны.
Эти волны обозначаются символом Тn, где
индекс n равен числу длин волн,
укладывающихся на одном витке. Если
размеры витка L < λ, то будет преобладать
волна типа Т0. При этом по длине витка
протекает синфазный ток и формируется
ДН поперечного излучения, т. е. по нормали
к плоскости витка (вдоль оси антенны)
излучение отсутствует. При L = λ (k ⋅ α ≈
1) существует волна типа Т1. При этом по
витку распространяется бегущая волна
тока, так как при числе витков больше
трех отражение от конца спирали
практически отсутствует (вся энергия
излучается спиралью).
Пусть в момент времени t1, мгновенная картина распределения тока по витку спирали будет следующей: в точках 1, 3, 5 — I(l) = 0, в точках 2, 4 — I(l) = max Виток с таким распределением тока можно заменить двумя изогнутыми вертикальными синфазными вибраторами. Через промежуток времени, равный четверти периода, картина распределения тока сместится по длине витка на λ/4
Обычно размеры спирали выбирают так, чтобы поля излучения всех витков спирали синфазно складывались в осевом направлении. Такой режим нашел широкое применение. Для обеспечения данного режима вдоль витка должна укладываться одна длина волны
23 Рупорные антенны способы формирования высокой направленности рупорной антенны
Элементарным
волноводным излучателем является
открытый конец волновода. При переходе
от волновода к свободному пространству
происходит резкое изменение условий
распространения электромагнитных
волн, что приводит к появлению высших
типов волн в волноводе и к большим
отражениям (достигающим 0,6). Кроме того,
размеры волновода обычно меньше или
сравнимы с длиной волны. Как известно,
ширина ДН антенны определяется отношением
длины волны к размеру антенны. Таким
образом, открытый конец волновода будет
иметь широкую ДН и низкий КНД. Из-за
этих причин обычно эти антенны либо не
используются, либо используются
ограниченно в составе каких-либо более
сложных антенных систем, например
антенных решеток, или в качестве
облучателей зеркальных и линзовых
антенн. Устранение этих недостатков
волноводных излучателей возможно путем
плавного увеличения поперечного сечения
волновода, т. е. переходом к рупорным
излучателям. Волновые размеры апертуры
рупора могут быть сделаны гораздо
большими, чем у волновода, что позволяет
значительно сузить главный лепесток
диаграммы направленности. Плавное
увеличение поперечного сечения волновода
в рупорных антеннах обеспечивает их
хорошее согласование с пространством.
Для реализации этих целей используют
различного типа рупоры: 
• секториальные;
• пирамидальные;
• конические.
Секториальные и пирамидальные рупорные антенны являются «продолжением» прямоугольного волновода, а конические рупорные антенны – круглого (рис. 56).
Различают два типа секториальных рупорных антенн: Н-секториальный рупор и Е-секториальный рупор. В Н-секториальном рупоре происходит увеличение размеров волновода в Н-плоскости, а в Е-секториальном рупоре – в Е-плоскости. При этом предполагается, что в прямоугольном волноводе распространяется волна основного типа Н10. Пирамидальный рупор представляет собой расширение волновода одновременно в двух плоскостях Е и Н, а конический рупор – равномерное симметричное расширение круглого волновода. Поле в рупоре также имеет сложный характер. Расчеты и эксперименты показали, что при большой длине рупора можно использовать приближенную теорию, т. е. считать, что структура электромагнитного поля в рупоре соответствует структуре электромагнитной волны, распространяющейся в волноводе.
