Типы антенн. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. Лекция №17

1.

Антенно-фидерные устройства и
распространение радиоволн
ТИПЫ АНТЕНН
ЛЕКЦИЯ № 17

2.

ЛИНЗОВЫЕ АНТЕННЫ
17.1. Распределение амплитуд поля в раскрыве.
dxs1
I. Замедляющая линза
dxs2
dФ
dФ0
Рис.17.1

3.

Р(Ф) Ф=П(Xs) Xs,
(17.1)
dФ
П ( X s ) P(Ф)
dX s
(17.2)
Xs= SinФ

4.

SinФ
X s f (n 1)
(17.3)
nCosФ 1
dФ
(nCosФ 1)
(17.4)
dX s f (n 1)( n CosФ)
2

5.

P(Ф)(CosФ 1)
П( X s )
f (n 1)( n CosФ)
2
(17.4)
F (Ф)
2
P (Ф )
Pmax

6.

2
E (Xs)
П(X s )
240
E ( Xs) F ( ) Pmax (nCos 1)
240
f (n 1)(n Cos )
2
2
2

7.

(nCos 1)
E ( Xs) F ( ) Pmax 240
f (n 1)( n Cos )
2
2
2
N
240
,
f
(17.6)
nCos 1
A1 ( )
( n 1)( n Cos )

8.

E(Xs)=F(Ф) N A1(Ф), (17.7)
N - постоянный множитель;
A1(Ф)- характеризует влияние
линзы
на
амплитудное
распределение поля в раскрыве.

9.

(nCos 1)
A2 ( )
n 1
3
(17.8)

10.

12,00
10,00
8,00
А1
6,00
4,00
2,00
0,00
A2
Рис.17.2.
45
30
20
Ф
10
0
А

11.

dxs1
II. Ускоряющая линза
dxs2
dФ
dФ0
Рис.17.3

12.

E(Xs)=N F(Ф) B(Ф) (17.9)
1 nCos
B( ) B1 ( )
(1 n)(Cos n
(17.10)
(1 nCos ) (Cos n)
B( ) B2 ( )
1 n
3
(17.11)

13.

В 15,00
В1
10,00
В2
5,00
Рис. 17.4
50
40
30
20
Ф
1
0
0,00

14.

17.2. Зонирование линз.
1. Замедляющие линзы.
Оптическая длина лучей на отрезке FO1 до
зонирования.
FO1 = FO2 + nO2 O1, а после зонирования
FO1 = FO1.
По условию разность хода лучей равна
(FO2+nd3)-FO1= .
d3=O2O1 толщина линзы на оптической оси.
FO2=FO1-d3
d3= /(n-1)
(17.12.)

15.

Фокусное расстояние второй зоны f2=FO2 ,
связано с фокусным расстоянием первой зоны
f1=FO1 соотношением
f2=f1-d3=f1- (n-1).
Эту формулу нетрудно обобщить на любое
число зон. Фокусное расстояние, m-той зоны
меньше фокусного расстояния f1 на величину
(m-1)d3. Тогда:
fm=f1(m-1) /(n-1)
(17.3)
Толщина зонированной линзы не может быть
меньше толщины одной зоны.
t = t' + t"= /(n-1) + t" (17.4)

16.

t1
t11
Вредная зона
F
Рис. 17.5
O2
O1
A

17.

2.Ускоряющие линзы.
Исходя из соображений, приведенных выше,
можно получить формулы для толщины зоны
и фокусного расстояния ускоряющей линзы
d3= /(n-1)
fm=f1+(m-1) /(1-n).
Толщина ускоряющей зонированной линзы
t=t’+t’’= /(1-n)+t’’, (17.5)
t" - определяется из соображений
механической прочности.

18.

t1
t11
Вредная зона
F
O2
Рис. 17.6
A
O1

19.

17.3. Диэлектрические линзы.
Коэффициент преломления материала линзы
определяется
через
его
относительную
диэлектрическую проницаемость n= .
При прохождении энергии через линзу, часть ее
поглощается диэлектриком. Считая, что в линзе
движется плоская волна, можно приблизительно
определить полное затухание в линзе, как затухание
лучей равном толщине линзы t. Тогда
t=27.3.t/ ntg , (дБ).
- угол потерь в диэлектрике;
- коэффициент затухания;
КПД линзы с учетом потерь
=exp(-2 t).

20.

Если линза содержит m зон, а
допустимая
несинфазность
в
раскрыве доп то относительная
полоса рабочих длин волн, в
пределах которой несинфазность
меньше допустимой
2 / о= доп/{ (m-1)}.
- допустимое отклонение волны в
сторону от среднего значения.

21.

Различают:
а) металлопластичатые линзы.
б) металлодиэлектрические линзы.
в) металловоздушные линзы.
г) линзы с переменным
коэффициентом преломления.