Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Диэлектрические стержневые антенны
Антенны этого типа широко используются как облучатели зеркальных антенн, а также в составе плоских антенных решеток. Наибольшее распространение получили диэлектрические антенны со стержнем круглого сечения, вставленным в круглый волновод. На частотах менее 3 ГГц круглый волновод обычно возбуждается от коаксиального кабеля (рис.1.5а), на частотах выше 3 ГГц чаще используется волноводное возбуждение с плавным переходом от прямоугольного волновода к круглому (рис.1.5б). Форма диэлектрического стержня может быть цилиндрической или конусной.
Диэлектрическая антенна как антенна бегущей волны имеет максимальный КНД (1.6) при оптимальном коэффициенте замедления фазовой скорости волны в стержне (1.7) где V ф – фазовая скорость в стержне; С – скорость света 3∙ 108 м/с. Величина замедления зависит от диаметра и материала стержня и может быть определена по графикам рис.1.6
В качестве параметра на графиках рис.1.6 взята относительная диэлектрическая проницаемость материала стержня ε. Для уменьшения отражения от конца диэлектрической антенны и снижения уровня боковых лепестков обычно применяют диэлектрические стержни конической формы. Для эффективного возбуждения стержня его начальный диаметр выбирают из соотношения: . Фазовая скорость волны на конце стержня должна соответствовать фазовой скорости волны в свободном пространстве и в соответствии с графиками на рис.1.6 определятся по формуле: . Если диаметр сечения стержня переменный, то можно приблизительно определить необходимые значения длины L и диаметра d, исходя из предположения, что величина ξ определяется средним значением диаметра стержня. Диаграмма направленности диэлектрической антенны, изображенной на рис.1.5, может быть рассчитана по приближенной формуле: , где - в плоскости , - в плоскости . Угол θ отсчитывается от оси стержня. J1(x) – функция Бесселя с индексом 1. Ширину главного лепестка диаграммы направленности по уровню половинной мощности приближенно можно рассчитать по формуле: . Для того, чтобы в стержне не возбуждались высшие типы волн, искажающие диаграмму направленности антенны, необходимо выполнить соотношение: .
|