Щелевые антенны

Если на широкой или узкой стенке волновода определенным образом вы­резать щель длиной около половины длины волны (Х/2), то такая щель спо­собна излучать и принимать радиосиг­налы аналогично полуволновому сим­метричному вибратору. Разница будет лишь в том, что магнитная составляю­щая поля Н оказывается ориентирован­ной вдоль щели, а электрическая Е— поперек. Антенна с такой щелью назы­вается щелевой.

Питание щели осуществляется по­верхностным током СВЧ, протекаю­щим по внутренней стенке волновода. Ширина щели выбирается исходя из требования обеспечить диэлектриче­скую прочность щелевого промежутка, т. е. зависит от передаваемой мощно­сти.

Волноводная щель обладает слабой направленностью. Поэтому для полу­чения узкой диаграммы направленоcти вырезается не одна, а несколько щелей. В этом случае ширина диаграммы направленности щелевой антенны будет зависеть от количества щелей и определяется по формуле a°==101/N, где N — количество щелей

Расположение щелей и расстояние между ними выбираются таким обра­зом, чтобы электромагнитное поле у всех щелей изменялось синфазно (сов­падало по фазе). Такое условие, напри­мер, выполняется, если щели вырезают­ся на широкой стенке волновода в шах­матном порядке на расстоянии, равном половине длины волны в волноводе.

На практике получили большое рас­пространение комбинированные рцпор. но-щелевые антенны (АРЩ), обеспе­чивающие получение диаграммы на­правленности антенны, имеющей веер­ную форму (узкую в горизонтальной плоскости и широкую -— в вертикаль­ной).

Щелевой излучатель рупорно-щеле-вой антенны формирует диаграмму направленности в горизон­тальной плоскости, а рупор — в верти­кальной. В целях герметизации рупор закрывается диэлектрической вставкой из радиопрозрачного материала. На одном конце волновода расположен соединительный фланец для подсоеди­нения волноводной линии, на другом — специальный поглотитель энергии из-за возможного рассогласования волно­водной линии. личие антенного переключателя (АП). Переключатель осуществляет комму­тацию антенны с передачи на прием и обратно и защищает вход приемника от проникновения чрезмерно большой мощности СВЧ. Источник этой мощно­сти — собственный передатчик, а так­же им могут быть соседние РЛС, ра­ботающие на одной и той же частоте.

Схема АП с ферритовым циркулятором работает следующим образом. Мощные радиоимпульсы СВЧ, вырабатываемые магнетроном, через направленный ответвитель НО и фарритовый циркулятор ФЦ по вол-новодной линии передаются в антенну. Благодаря наличию разрядника Р за­щиты приемника и ФЦ вход приемни­ка оказывается изолированным от воздействия мощных радиоимпульсов магнетрона.

Принимаемые отраженные сигналы через ФЦ и разомкнутый разрядник Р будут поступать на вход приемника и не будут попадать через ФЦ в магне-тронный генератор.

Один из главных элементов АП лю­бого типа — высокочастотный газовый разрядник. Наиболее широко в судо­вых навигационных РЛС применяются разрядники широкополосного типа, имеющие постоянную фиксированную настройку, отчего упрощается регули­ровка РЛС в судовых условиях.

Разрядник выполняется в виде гер­метизированного прямоугольного вол­новода 2 длиной около 3/4^в и стан­дартным поперечным сечением (pi^-8.7),

Разрядник содержит 2 пары элек­тродов 3 конусной формы, расположен­ных на расстоянии ^в/4 один от друго­го. Пара электродов, находящихся бли­же к выходному окну б, снабжена до­полнительным поджигающим электро­дом 4, на который подается напряже­ние отрицательной полярности. Вклю­чается разрядник в волноводную ли­нию с помощью соединительных флан­цев /, 5. Для уменьшения времени сра­батывания разрядник наполняется сме­сью водорода и паров воды под не­большим давлением.

При воздействии зондирующего им­пульса передатчика первой из-за бы­строй ионизации газа замыкается пара электродов, снабженная поджигающим электродом. Затем отраженная волна от короткозамкнутой пары электродов создает высокое пробивное напряже­ние на первой паре. При коротком за­мыкании первой пары электродов п достаточной входной мощности образу­ется электрический разряд на вход­ном окне 7.

Возникающая при разряде плазма, обладая высокой проводимостью, зако­рачивает входное окно и защищает приемник от проникновения мощных импульсов передатчика.

После окончания передачи зонди­рующего импульса происходит денонп-зация, сопротивление между электро­дами восстанавливается, разрядник размыкается и выполняет роль вход­ного контура (полосового фильтра) приемника.

Дата добавления: 2015-10-28