Цилиндро-параболическая антенна

 

В ряде случаев необходимо в двух главных плоскостях иметь ДН, значительно отличающиеся по ширине. При этом пространственная ДН будет в форме веера. Для получения веерной ДН размеры раскрыва антенны в двух взаимно перпендикулярных плоскостях должны быть различны.

Такую диаграмму легко получить с помощью антенны, состоящей из металлического зеркала, поверхность которого имеет форму параболического цилиндра, и линейного облучателя, расположенного вдоль фокальной оси этого цилиндра (рис. 22). Элементы линейного излучателя возбуждаются синфазно. Сечение цилиндра плоскостью yoz представляет параболу, а плоскостью xoz - прямую линию. Длина облучателя равна примерно длине (высоте) цилиндра h.

Если на поверхность цилиндра падает волна, то благодаря геометрическим свойствам параболы эта волна, отражаясь по законам геометрической оптики, трансформируется в плоскости yoz в плоскую. В плоскости xoz цилиндр не обладает трансформирующими свойствами. Поверхность раскрыва цилиндра ABCD имеет форму прямоугольника со сторонами 2R₀=AB и h и возбуждается синфазно. Синфазность возбуждения вдоль оси у обеспечивается трансформирующими свойствами параболического цилиндра в плоскости yoz, а вдоль оси х - тем, что все элементы линейного облучателя возбуждаются синфазно и создают вдоль оси облучателя синфазное поле.

В плоскости xoz ДН параболического цилиндра (см. рис. 22) копирует ДН синфазного облучателя. Ее ширина определяется линейным размером облучателя и амплитудным распределением поля вдоль оси х.

Обычно результирующий КИП параболического цилиндра не превышает 0,5...0,6.

Параболический цилиндр может облучаться с помощью синфазной многощелевой волноводной антенны, волноводной многовибраторной антенны, рупорной линейной решетки, сегментной параболической антенны, уголковой антенны и т. д.

 

Уголковая антенна

 

Уголковая антенна (рис. 23) состоит из зеркала (рефлектора 1), образованного двумя плоскими металлическими пластинами, и вибратора (2) или системы коллинеарных вибраторов, расположенных в плоскости биссектрисы угла зеркала γ. Поле, излученное антенной, является суммой поля, излучаемого непосредственно вибратором (облучателем), и поля, создаваемого вторичными токами, текущими по поверхности зеркала. Подбором угла γ и расстояния d от оси облучателя до вершины зеркала максимальное излучение получается в направлении биссектрисы γ. Угол γ обычно берется равным 180⁰ /n, где п - целое число (1, 2, 3,...).

Рис.9.23. уголковая антенна (1-уголковое зеркало; 2-облучатель).

 

 

Установлено, что отношение d/λ, следует выбирать в пределах: 0,25...0,75 при γ=90°; 0,35...0,8 при γ = 60°; 0,5...1,1 при γ = 45°. Длину зеркала L следует выбирать: L  при γ = 90°;  при γ = 60° и L>2λ при γ = 45°. По высоте (Н) зеркало должно выступать за пределы вибраторов на (0,1...0,2)λ.

Уголковая антенна отличается конструктивной простотой. Крепление вибраторов можно осуществлять с помощью как диэлектрических, так и «металлических» изоляторов, что предпочтитель­нее. Такая антенна при ее приемлемых размерах позволяет получать ДН шириной примерно до 20° (по половинной мощности). По своим направленным свойствам антенна близка к пара­болическому цилиндру с такими же размерами.