волноводный щелевой антенна
Щелевые антенны применяются для передачи энергии из одного волновода в другой, для излучения энергии во внешнее пространство. Компактность и возможность выполнения щелевых антенн заподлицо о металлической обшивкой делают их чрезвычайно удобными для размещения на летательных аппаратах, особенно на скоростных самолетах и ракетах. Неизлучающие щели используются для исследования поля в волноводе.
В зависимости от типа волн в волноводе, которые определяются характером нагрузки, волноводно-щелевые антенны подразделяются на два вида.
При
установке в конце волновода металлической пластины, которая эквивалентна
нагрузке типа короткого замыкания, в нем возникает режим стоячей волны. При
прорезании щелей в таком волноводе получается волноводно-щелевая антенна,
называемая резонансной. В резонансных антеннах расстояние между щелями равно или
.
Таким образом, резонансные антенны являются синфазными, и направление
максимального излучения совпадает с нормалью к продольной оси антенны.
При
установке в конце волновода согласующей нагрузки, которая эквивалентна
волновому сопротивлению, в нем устанавливается режим бегущей волны. Созданную
на этом волноводе антенну называют волноводно-щелевой антенной бегущих волн, а
чаще, в противовес резонансной, - нерезонансной волноводно-щелевой антенной.
Щели располагаются на расстоянии, несколько отличном от (или от
).
В антеннах с согласованными щелями каждая щель согласована с волноводом при помощи реактивного вибратора или диафрагмы и не вызывает отражений.
Основные преимущества волноводно-щелевых антенн:
- отсутствие выступающих частей и компактность волноводной распределительной системы, что особенно важно при применении антенн на борту летательных аппаратов;
- возможность сравнительно легкой реализации требуемых амплитудных распределений (путем регулирования связи щелей с волноводом);
- они имеют сравнительно простое возбуждающее устройство, просты в эксплуатации;
Недостатком волноводно-щелевых антенн является ограниченность рабочей полосы, в первую очередь из-за нежелательных отклонений луча при изменении частоты, а также из-за нарушения согласования входа. Волноводно-щелевая антенна изображается на рисунке 1.
Прорезанная в волноводе щель имеет однонаправленное излучение. Продольная щель в широкой и узкой стенках эквивалентна параллельному включению в линию резистору (рис. 2.а), поперечная щель в широкой стенке - последовательно встроенному (рис. 2.б).
Рисунок 1 - Волноводно-щелевая антенна
Рисунок 2 - Прорезанная в волноводе щель
В тех случаях, когда необходимо обеспечить согласование антенны с трактом, меняют месторасположение щели или поворачивают её.
Ширина щели
определяется из условия электрической прочности. Увеличение ширины щели
увеличивает её электрическую прочность и уменьшает резонансную длину, которая
становится меньше . Для
получения узкой диаграммы направленности (ДН) применяют многоэлементные
волноводно-щелевые антенны.
Наряду с волноводно-щелевой решеткой с неподвижными в пространстве диаграммами направленности, применяются волноводно-щелевые решетки с механическим, электромеханическим и электрическим сканированием.
Волноводно-щелевые антенны (ВЩА) применяются на летательных аппаратах, особенно на скоростных самолетах и ракетах, так как компактность и возможность выполнения щелевых антенн заподлицо с металлической облицовкой делает эти антенны весьма удобными для применения их в авиации.
1. Анализ исходных данных
Волноводно-щелевая антенна не резонансного типа имеет следующие параметры:
- f=10-11 ГГц;
- 2И0.5H в пл. H≤30º;
- 2И0.5E в пл. E всесторонняя;
- КСВ≤1.2;
- Питание - коаксиальный кабель с Zв=100 Ом;
- Ширина полосы пропускания не менее 20º.
Другие статьи по теме
Исследование щелевой антенной решетки
микроэлектроника
антенный программа
В диапазон СВЧ
микроэлектроника начала внедряться в последнюю очередь, примерно в середине
60-х годов прошлого века. В первую очередь это связано с тр ...
Медианная фильтрация
медианный
фильтрация цифровой сигнал
Цифровая обработка сигналов нашла широкое применение в различных сферах
деятельности: телевидении, радиолокации, связи, метеорологии, сейсмологии,
ме ...
Антенно-фидерные устройства
«Хорошая
антенна - лучший усилитель высокой частоты»
Радиосвязь
между двумя пунктами, расположенными на поверхности Земли осуществляется
пространственными и поверхностными волнами.
...