Синфазная вибраторная антенна. Директорная антенна или антенна «волновой канал». Линзовые антенны. Щелевые антенны, страница 10

Очевидно этот интервал должен быть равен d=λ_в, поскольку именно на такое минимальное расстояние отстоят сечения с одинаковой фазой токов. Однако для синфазной антенны такой шаг решетки оказывается чрезмерно большим из-за появления заметного бокового излучения (см. § 3.2, часть I). Согласно рекомендациям полученным в I части конспекта, dдолжно выбираться из условия

.                                                                       (32)

Поскольку обычно λ_в≈1,5λ, то условие (32) записывается в виде

.                                                          (33)

Применение поперечных щелей не позволяет сократить интервал от значения

d=λ_в, до значения d≈λ_в /2, вытекающего из (33), при сохранении синфазного питания. Но если использовать продольные щели, располагая их в шахматном порядке (рис. 28а), то шаг решетки может быть сокращен вдвое. При этом все нечетные щели питаются синфазно в силу интервала между ними, равного d=λ_в, а все четные щели питаются со сдвигом фазы относительно нечетных щелей, равным 0 или 2π.

Этот фазовый сдвиг складывается из двух разностей фаз, каждая из которых равна π : разность фаз, обусловленная интервалом d= λ_в/2, и разность фаз π за счет противоположного направления поперечных токов на левой и правой половинах широкой стенки волновода.

Смещение щелей от   осевой   линии   антенны   невелико, и диаграмма направленности такой антенны   мало   отличается от диаграммы линейной антенны-решетки.

При возбуждении .продольных щелей с помощью штырей (рис. 28,6), щели могут располагаться на одной оси в середине стенки, а  штыри  устанавливаются в шахматном порядке. Подобным образом строятся      многощелевые антенны на базе коаксиальной линии и круглого  волновода.

Размещение щелей относительно закороченого   конца волновода связано с продольным распределением поперечных и продольных токов (рис. 29). Граничные условия на торцевой стенке требуют, чтобы поперечные токи и , равные продольной составляющей магнитного поля Н_zпри х = 0, х=а, у = 0, y = b, также обращались в нуль на закороченном конце волновода. Поэтому стоячая волна поперечных токов имеет на конце волновода узел.

Продольные токи распределены также по закону стоячей волны, но с пучностью на конце волновода, что естественно для закороченной линии.

Входные сопротивления многощелевой синфазной антенны рассчитываются в соответствии с эквивалентными схемами рис. 30. Выбор той или иной схемы очевиден, если учесть, что поперечные щели составляют сопротивление для продольных токов, а продольные — для поперечных токов. Поскольку излучатели разнесены на расстояние, кратное λ_в/2, то сопротивления всех щелей соединяются просто в параллель (рис. 30, а) или последовательно (рис. 30, б), а их суммарная безразмерная (нормированная) входная проводимость или входное сопротивление соответственно равны

                                                            (34)

— для продольных щелей,

— для поперечных щелей, где  п — число щелей;

и  — безразмерная проводимость и сопротивление одной щели.

Как следует из схем рис. 30, короткое замыкание конца линии не оказывает шунтирующего действия на продольные щели и не вызывает реактивного последовательного сопротивления для поперечных щелей.

Поскольку щели являются резонансными, то их сопротивление или проводимость представляются только вещественной составляющей и   которые выражаются соотношениями, приводимыми здесь без доказательства

,                              (35)

,                     (36)

где   а и b— малый и большой размеры   сечения  волновода;

у₁ — расстояние центра щели от одной из боковых стенок волновода в направлении оси у (см. рис. 27).

При перемещении продольной щели в поперечном направлении ближе к оси волновода интенсивность возбуждения щели уменьшается вместе с плотностью токов, что описывается множителем    в (35). Противоположная зависимость существует для поперечной щели, максимальная интенсивность возбуждения которой и значение соответствует сечению  (см. 36).

11.