Начиная с крайней точки А толщина линзы плавно увеличивается по мере приближения к оси до тех пор, пока разность фаз между крайним лучом SAи лучом, прошедшим через диэлектрик линзы, не станет равной 2p.
В этой точке толщина диэлектрика вновь может быть сделана равной нулю при сохранении неизменным фронта волны на выходе линзы, так как из синусоидального закона изменения поля отклонения фазы на 2p (360°) никакого влияния не окажет.
Указанная точка будет служить началом следующей ступени, толщина которой вновь увеличивается до того места линзы, где длина оптического пути вновь может быть уменьшена еще на одну длину волны, и т. д.
Так как длина волны в
диэлектрике в п раз меньше, чем в воздухе, то толщина
изымаемого диэлектрика при образовании каждой ступени должна
быть равной 
При этом на практике при образовании ступенек тол-шину линзы доводят не до нуля, а до некоторой минимальной величины х, выбираемой из соображений механической прочности линзы. Зонирование линзы, показанное на рис. 60 а, произведено за счет вырезания ступенчатых зон со стороны непреломляющей поверхности. Вырезание таких зон обеспечивает уменьшение веса линзы, но не изменяет ее максимальную толщину d.
Зонирование может быть произведено и за счет образования ступенек со стороны преломляющей поверхности линзы, как это показано на рис. 60 б. Существенным отличием этой линзы является не только сокращение объема диэлектрика, но и уменьшение толщины линзы. Однако наличие ступенек на преломляющей поверхности приводит к образованию областей тени на границах ступенек. Образование теневых зон можно проиллюстрировать, рассматривая ход двух смежных лучей, падающих на границу двух соседних зон (рис. 60,6). Луч 1, падая на линзу слева направо, проходит через диэлектрик и попадает в фокус S по пути 1', а луч - 2, смежный с лучом 1, но проходящий уже через следующую ступеньку, попадает в точку S по пути 2'. В пространстве же между 1' и 2' поля нет. При работе на передачу доля энергии от облучателя, заключенная в секторах тени, рассеивается ступеньками и до выхода линзы не доходит.
Наличие таких теневых областей приводит не только к уменьшению коэффициента усиления линзы, но и к возрастанию уровня боковых лепестков, что часто недопустимо. Зонированными делаются не только замедляющие линзы но и волноводные.
|
|
Схематически разрез ступенчатой волноводной линзы приведен на рис. 61. На рис. 62 показан вид сзади на антенную систему с зонированной ускоряющей линзой от радиолокационной станции, работающей на волне 1,25 см. Рис. 63 воспроизводит фотографию участка подобной волноводной линзы ступенчатой конструкции.
Следует заметить, что разбивка линз на зоны справедлива лишь для заданной частоты, поэтому у зонированных замедляющих линз появляется зависимость их параметров от частоты, обусловленная нарушением условия синфазности лучей в раскрыве (выходном отверстии) линзы.
Обычно допускают отклонение фронта волны в раскрыве антенн не более чем на 0,125l0. В этих условиях рабочая полоса частот зонированной замедляющей линзы Df оказывается равной
Df ≈ 
% (40)
где k— полное число зон.
У ускоряющих же линз, в отличие от замедляющих, зонирование увеличивает диапазонность антенны. Объясняется это тем, что у волноводных линз коэффициент преломления п довольно сильно зависит от частоты. Придание же линзе ступенчатой конструкции уменьшает длину пути лучей в частотно-зависимой среде и увеличивает тем самым диапазонность антенны. Так, например, принимая допустимым изменение оптического пути лучей в 0,125l0, мы получаем следующие зависимости, определяющие рабочую ширину полосы частот Df :
Df = 
% (41)
для незонированной волноводной линзы и
Df ≈ 25
% (42)
для зонированной линзы.
В приведенных формулах n0 — коэффициент преломления на расчетной длине волны; d— толщина линзы; l0 — расчетная длина волны; k— число зон.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
