СВЧ антенны

1.

НИУ МЭИ
Кафедра Полупроводниковой электроники
Тема 1. СВЧ антенны
Генрих Герц – первые опыты около 1888 г. Доказательство
существования электромагнитных волн, подобных световым
Антенна – система проводников, предназначенная для излучения
(приема) электромагнитных волн.
Происходит от греческого слова, означающего
щупальца, усики (насекомых)
Рис. 1

2.

Простейшие антенны – 1
Рис. 2
НА = Н1 + Н2 0
НА = Н1 + Н2 2Н
A
A
l в /2
I1
в / 4
а)
Четвертьволновый
резонатор
I2
l в /2
I1
I2
С
С
б)
Полуволновый
вибратор (диполь)
в)
Вибратор Герца

3.

Основные параметры антенн
1. Сопротивление излучения
2. Сопротивление потерь
3. Входной импеданс
Rизл Pизл / Iа2
Rп Pп / Iа2
Zа Uа / Iа Rа jXа
4. КПД антенны а Pизл / Pа Pизл / Pизл Pп
нн
нн
5. Коэффициент направленного действия D Pизл
/ Pизл , где Pизл
мощность
ненаправленной антенны с той же интенсивностью излучения в главном
направлении; D
Sа / 2
6. Коэффициент усиления G D а до 105 на СВЧ
7. Диапазон рабочих частот
Рис. 3

4.

Диаграммы направленности антенны
x
ширина главного лепестка
I ( ) = const
z
Im
0,7 Im
отражатель
Ненаправленная антенна
а)
Остронаправленная антенна
Рис. 4
б)
z

5.

Достоинства остронаправленных антенн
1. Увеличение дальности и/или экономия мощности (связь)
2. Расширение возможностей радиоастрономии
3. Повышение точности и разрешающей способности РЛС, систем
пеленгации, сопровождения, наведения
4. Скрытность связи
5. Снижение помех
6. Эффективность передачи энергии излучением
Рис. 5

6.

б)
l в /2
а)
l в /4
Простейшие антенны – 2
в)
A
Четвертьволновый
вибратор
Рис. 6
Петлевой вибратор
Пистолькорса
Рамочная
антенна

7.

Многовибраторная антенна «волновой канал»
2
1
1 – активный вибратор
3
2 – рефлектор
3 – директоры
d 1 0,25
Uа
d 2 0,1
d1
d2
Рис. 7
20 – 30

8.

Рупорная антенна
1
Щелевая антенна
2
H
E
1 – питающий волновод
2 – рупор
П
а)
Рис. 7-1
б)

9.

Зеркальная антенна
Линзовая антенна
10 – 0,5
2 – 0,1
а)
б)
Рис. 7-2

10.

Принцип действия ФАР - 1
I1
z1
z1 = a sin
In
1 = z1 = (2 / ) z1
z
z1 = / 2 1 = ;
a
= 0
рефлектор
E = 0 (по z1)
Рис. 8-1

11.

Принцип действия ФАР - 2
z2 = a sin
a
2 = z2 = (2 / ) z2
z
In
z2
Рис. 8-2

12.

Рис. 8-3
Наземная ФАР системы предупреждения о ракетном нападении на Аляске

13.

Рис. 8-4
Самолет МИГ-31 с ФАР

14.

Корабельная ФАР