Синфазная вибраторная антенна. Директорная антенна или антенна «волновой канал». Линзовые антенны. Щелевые антенны, страница 4

,                                                      (46)

.                                              (47)

5. Переключатели и аттенюаторы

Переключатели СВЧ можно можно собрать по схемам, изображенным на рис.12. В качестве ключей используют высокочастотные p-i-n диоды. МПЛ с сопротивлением z1 совместно с емкостями С образуют ФНЧ, предотвращающие проникновение СВЧ в цепи питания (z.,>100 Ом).

Состояние включено: рис.12а — диоды открыты, 126 — закрыты. Число коммутируемых каналов можно увеличивать путем подключения их к точке А (в точку А на рис.126 необходимо подключить согласующий шлейф). На входы и выходы переключателей, при необходимости развязки по постоянному току, устанавливают разделительные конденсаторы.

На практике широко применяются переключатели и аттенюаторы, выполненные на ШНО, которые используются при разработке модуляторов. На рис.13 показан антенный коммутатор на двух 3 дБ-мостах. При передаче VD1 и VD2 открыты, мощность передается в точки 5 и 6 и не поступает в антенну. Отражаясь через открытые диоды, сигналы со сдвигом фаз 90°, складываясь в ШНО1, поступают в антенну синфазно. Из-за неидеальности элементов VD1 и VD2 мощность просачивается в плечи 7 и 8, при этом синфазно складывается в плече 3 и гасится резистором R и противофазно — в плече 4 (сигнал отсутствует). При приеме диоды закрыты, при этом сигнал из антенны делится пополам в плечах 5 и 6 и передается в плечи 7 и 8 соответственно. При этом в плече 4 сигналы в фазе, а в 3 — в противофазе (сигнал отсутствует).

Если в плече 2 установить резистор R= ZQ, схема превратится в выключатель (плечо 1 — вход, 4 — выход). Если VD1 и VD2 открыты — состояние "выключено", закрыты — "включено". Если управляющий ток подавать не скачком, а плавно, можно плавно модулировать мощность на выходе.

Аттенюатор на основе одиночного ШНО изображен на рис.14. Вход и выход являются развязанными плечами. Как и в предыдущем случае, можно плавно модулировать входной сигнал.

6. Колцевой направленный ответвитель со шлейфовой связью.

8. Рупорные антенны

Рупорная антенна представляет собой открытый конец расширяющегося волновода, аналогичного акустическому рупору. Различают секториальные и пирамидальные рупоры (на базе прямоугольного волновода) и конические рупоры (на базе круглого волновода.

Расширение секториального рупора может быть сделано либо в плоскости Е, либо в плоскости H.

Диаграммы направленности рупорных антенн рассчитываются на основе принципа эквивалентности. Удобнее всего поверхность 5, содержащую эквивалентные токи, выбрать как показано на рис.1. Тогда диаграмма направленности формироваться элементами Гюйгенса в раскрыве рупора и электрическими токами на внешней поверхности стенок рупора При этом излучение последних токов относительно мало и является существенным лишь для расчета бокового и заднего излучения, а также для расчета диаграмм направленности рупоров с раскрывом, близким по размерам к сечению волновода

Диаграмма направленности рупорной антенны, относящейся к антеннам синфазного типа определяется электрическими размерами выходного отверстия и амплитудно-фазовыми искажениями синфазного распределения поля в пределах раскрыва.

Амплитудное распределение связано со структурой   поля в возбуждающем волноводе для основного типа волны. Возникновение высших типов волн

предотвращается тем, что переход от волновода к рупору делается достаточно плавным, хотя это и влечет за собой удлинение рупора, если требуются большие размеры раскрыва.

Для пирамидального рупора амплитудное распределение поля и эквивалентных токов в раскрыве в предположении плоского фронта применительно к волне H01 приближенно записывается в виде (рис. 2).

                           (1)

где                                                  (2)

Такое распределение обеспечивает   некоторое  ослабление боковых лепестков в плоскости Н.