Лекция 7

Контрольные вопросы

1. Поясните особенности телевизионных передающих антенн.

2. Поясните особенности конструкции и работы вибраторов Б. В. Брауде.

3. С какой целью вибратор выполняют Ж-образным?

4. Поясните особенности конструкции и работы панельных антенн.

5. Поясните особенности конструкции и работы спиральных антенн.

6. Почему турникетной антенне имеет круговую ДН?

12.3. РУПОРНЫЕ АНТЕННЫ И ОБЛУЧАТЕЛИ

Одной из простейших антенн является открытый конец волно­вода. Малые (относительно длины волны) размеры сечения от­крытого конца волновода формируют широкую ДН. Фазовая ско­рость волны в волноводе значительно отличается от скорости волны в свободном пространстве. Это приводит к значительному от­ражению энергии от открытого конца и низкому КПД в волново­де. Для сужения ДН и улучшения согласования необходимо плавно увеличивать сечение волновода, т. е. перейти к рупору. Рупорная антенна представляет собой волновод с плавно ме­няющимся сечением. При расширении узкой стенки волновода ру­пор называют Е-секториалъным, прирасширении широкой — Н- секториальным. Если у волновода плавно изменяются оба разме­ра (рис. 12.3,а), рупор называют пирамидальным. Круглый вол­новод при плавном увеличении сечения (рис. 12.3,6) образует ко­нический рупор. В рупоре возбуждаются волны того же типа, что и в волноводе. Однако плоский фронт волны в волноводе при переходе в рупор превращается в сферический (в пирамидальных и конических) или цилиндрический (в секториальных). Сферичес­кая волна в рупоре создает поле в его раскрыве, отличающееся от синфазного с квадратичными фазовыми искажениями. Если у оптимального ру­пора, оставив его длину неизменной, увеличить размеры раскрыва, то КНД антенны за счет больших фазовых искажений в рас­крыве уменьшится.

Рис. 12.3. Рупоры: Рис. 12.4. К определению длины рупора

а — пирамидальный; б — конический

Для получения больших значений КНД необходимо увеличи­вать размеры раскрыва, при этом длина рупора должна увеличи­ваться пропорционально квадрату увеличения линейных размеров раскрыва, а длина рупора оказывается чрезмерно большой. По­этому рупорные антенны с КНД более 25...30 дБ не применяют. При малых КНД рупор конструктивно прост и часто применяет­ся в качестве облучателей зеркальных антенн. Рупор обладает высоким защитным действием благодаря малым затеканиям токов на его теневые (внешние) поверхности и хорошо согласован с волноводом в широком диапазоне частот. Диапазонные свойства рупора по согласованию ограничиваются в основном волноводом. При работе в качестве облучателя рефлекторных антенн рупор часто должен работать волнами с двумя взаимно перпендикулярными поляризациями и обеспечивать одинаковую ширину ДН в плоскостях Е и Н для каждой поляризации. Этим требованиям удовлетворяет пирамидальный рупор с квадратным раскрывом, внутри которого расположены металлические пластины (рис. 12.5,в).