Виды диэлектрических стержней

Помимо антенн со сплошными диэлектрическими стержнями круглого поперечного сечения находят применение антенны с диэлектрическими стержнями половинного поперечного сечения, помещенными на металлическом экране. Поле волны  в таком стержне не искажается, так как оно симметрично относительно плоскости Н (см. рис. 8.2), а к. н. д. антенны увеличивается вдвое за счет зеркального отображения. В остальном остаются справедливыми все значения, относящиеся к расчету стержней полного поперечного сечения. Такие антенны находят применение в качестве маловыступающих антенн. Кроме того, они весьма удобны для экспериментального исследования диэлектрических стержневых антенн.

Наряду с антеннами, в которых используются оплошные диэлектрические стержни, ‚применяются антенны с полыми стержнями или диэлектрическими трубами.

Применение диэлектрических труб предполагает существование

 

Рис. 8.14. Зависимость ширины диаграммы направленности  по уровню 6 дб антенны с диэлектрической трубой от ее диаметра  .

Рис. 8.15. Зависимость ширины диаграммы направленности  антенны с диэлектрической трубой от ее длины  .

двух границ раздела диэлектрик-воздух, что существенно усложняет их изучение. Поэтому в настоящее время при проектировании таких антенн основываются лишь на результатах экспериментального исследования.

В отличие от сплошного диэлектрического стержня для диэлектрической трубы характерен сравнительно малый уровень боковых лепестков диаграммы направленности (около 10% по полю от уровня основного лепестка). Для формирования направленного излучения наиболее удобны тонкостенные трубы с толщиной стенок

 .

 

Обычно в качестве материала используются текстолиты с  , которые придают достаточную жесткость конструкции антенны.

На рис. 8.14 приведена зависимость ширины основного лепестка диаграммы направленности  по уровню 6 дб в зависимости от диаметра трубы [ЛО 13]. Увеличение диаметра трубы приводит к сужению основного лепестка диаграммы при практически неизменном уровне боковых лепестков. Диаметр трубы а следует выбирать равным  . На рис. 8.15 приведена зависимость величины  от длины диэлектрической трубы. Формирование диаграммы направленности диэлектрической трубой происходит танк же, как в случае антенн бегущей волны с фазовой скоростью, близкой к скорости света. Поэтому диаграмму направленности такой диэлектрической антенны можно рассчитать по формуле

 

 

 .

 

Рис. 8.16. Решетка из диэлектрических стержневых антенн.

Диаграмма направленности антенны в Е плоскости практически не отличается от диаграммы в Н плоскости.

Кроме диэлектрических стержней в качестве продольных излучателей могут использоваться ферритовые стержни [Л 1]. Преимуществом ферритовых стержней является большое значение диэлектрической проницаемости ()‚ что позволяет уменьшить размеры излучателя и иметь возможность управления характеристиками излучения при подмагничивании стержней. Это свойство, в частности, используется в сканирующих антенных решетках.