Металлическая поверхность

V

О

г)

Рис. 17.5. Апертурные антенны

Так как для эффективного излучения размеры апертуры ан- тгнн должны быть соизмеримы с длиной волны, то эти антенны имеют приемлемые размеры в СВЧ диапазоне.

Рупорная антенна (рис. 17.5 а)) представляет собой конец вол­новода с рупором прямоугольной или круглой формы. По волново­ду передается электромагнитная энергия от генератора передатчи­ка, а рупор обеспечивает плавный переход от волновода к свобод­ному пространству, уменьшающий отражение электромагнитной волны от конца волновода.

Основным элементом линзовых антенн (рис. 17.5 б)) являет­ся линза, принцип работы которой аналогичен оптической линзе. В передающей антенне линза преобразует расходящуюся от облу­чателя (рупор, конец волновода или вибратор) электромагнитную волну в плоскую волну. Приемная антенна фокусирует на облуча­тель падающую на раскрыв линзы электромагнитную волну. Линзы делятся на замедляющие, в которых фазовая скорость распростра­нения электромагнитной волны ниже скорости света, и ускоряю­щие. Замедляющие линзы выполняются из диэлектрика, в кото­рый вкраплены токопроводящие элементы. Ускоряющие линзы из­готовляются из параллельных металлических пластин или секций прямоугольных волноводов. Наиболее широко используются мно­голучевые линзы, обеспечивающие широкий сектор излучения и приема: сферические и цилиндрические линзы Люнеберга, линзы Ротмана и так называемые линзы R-2R.

Линзы, у которых электромагнитное поле в ее раскрыве фор­мируется в результате отражения электромагнитной волны, излу­чаемой облучателем, от металлической поверхности специально­го рефлектора (зеркала), называются зеркальными (рис. 17.5 в)). Форма линзы в виде параболоида вращения, усеченного параболо­ида, параболического цилиндра или цилиндра специальной формы создает требуемую диаграмму направленности антенны. В диапа­зоне дециметровых и более длинных волн в качестве облучателя применяется вибратор, более коротких длин волн — волноводно- рупорные облучатели.

В линзовых антеннах путем увеличения размеров зеркала можно обеспечить высокое угловое разрешение. Они широко при­меняются в сантиметровом и дециметровом диапазонах волн, пре­жде всего для обеспечения космической связи и в радиоастроно­мии. Например, зеркало радиотелескопа РАТАН-600, работающего в диапазоне 0,8-30 см, состоит из 895 щитов размерами 7,4 х 2 м\ расположенных по кругу диаметром 600 м.

Щелевая антенна (рис. 17.5 г)) представляет собой металли­ческий лист с щелью, облучаемый электромагнитным полем. В ос­новном применяется узкая прямоугольная щель шириной (0,03- 0,05)}. и длиной 0,5}., но щель может быть иной формы, в виде угла, креста и др. В щели, расположенной перпендикулярно наводимым в листе токам, возбуждается электромагнитное поле. Для обеспе­чения односторонней направленности излучаемого поля щель с тыльной стороны закрывается резонатором в виде металлической коробки. Возбуждающий сигнал подводится к краям щели с помо­щью коаксиального кабеля непосредственно илн с помощью зонда, укрепляемого внутри резонатора.

В антеннах поверхностных волн направленное излучение (при­ем) возникает в результате интерференции волн, излучаемых собс­твенно возбудителем и распространяющихся с меньшей скоростью вдоль направителя поверхностной волны. В качестве возбудителей чаще всего используются односторонние направленные излуча­тели: рупор, открытый конец волновода, вибратор с рефлектором. 11аправители бывают диэлектрические (рис. 17.6) и металличес­кие, а по форме — плоские, дисковые и стержневые.