Лекция 4. Излучение возбуждающих поверхностей

Вопросы для самопроверки

3.1 Изобразите распределение тока и напряжения вдоль несимметричного вибратора.

3.2 Влияет ли земная поверхность на работу несимметричного вибратора?

3.3 Чему равны волновое сопротивление, сопротивление излучения и входное сопротивление НС?

3.4 Объясните принцип работы рефлектора.

3.5 Запишите формулу множителя синфазной решетки.

3.6 Чем определяется ширина ДН антенной решетки?

3.7 Укажите способы уменьшения уровня боковых лепестков.

3.8 Запишите выражение для множителя, учитывающего влияние земли на ДН антенны с горизонтальными вибраторами.

3.9 Чем определяется выбор высоты подвеса горизонтального вибратора?

С увеличением частоты антенны с большим КНД выполнить в виде системы вибраторов затруднительно. Большое число вибраторов и их малые размеры существенно усложняют систему питания и не позволяют получить широкую полосу рабочих част. В диапазонах дециметровых и более коротких волн широко распространены антенны, выполненные в виде излучающих поверхностей — это рупорные и зеркальные антенны. Параметры антеннэтого типа определяются площадью и формой излучающей поверхности (раскрыва), распределением амплитуд и фаз поля в раскрыве.

рис. 12.1. К определению поля излучения прямо­угольной поверхности

Рассмотрим излучение плоской поверх­ности прямоугольной формы, возбужден­ной в каждой точке поверхности полем одинаковых фаз и амплитуд. Для определения ДН в горизонтальной плоскости излучающую поверхность представим в виде суммы большого числа узких вертикальных полосок (рис. 12.1). Верти­кальный размер (высота) полоски на ДН в горизонтальной плос­кости влияния не оказывает. В этом случае множитель ДН . Здесь — множитель ДН элемен­та излучающей поверхности с малыми относительными размера­ми; —нормированный множитель системы. При равенст­ве амплитуд и фаз поля в раскрыве нормированный множитель системы является множителем синфазной решетки. В дан­ном случае число полосок велико (), а их ширина мала ( ). Вместе с этим сумма всех полосок составляет длину раскрыва, т. е. nd=L. Множитель — мал, следовательно, в знаменателе функцию синуса можно заменить его аргументом. Произведя замены nd=L, и , получим

Для антенн с большим раскрывом () направленными свой­ствами можно пренебречь и учитывать только множитель системы. Исследуя его, приходим к выводу, что максимум излучения будет наблюдаться при , ширина главного лепестка ДН бу­дет такая же, как и для синфазной решетки. С увеличением частоты или размера излучающей поверхности ДН антенны сужается.

В общем случае для излучающей поверхности произвольной формы с различными амплитудным и фазовым распределениями поля на этой поверхности ДН определяется суммой полей, создан­ных элементарными участками излучающей поверхности. Множи­тель ДН, например, прямоугольной поверхности, возбужденной синфазно, но с амплитудами поля, максимальными в центре и спадающими до нуля на его краях.

Рис. 12.2. Влияние распределения фаз поля в раскрыве на ДН антенны