ЛИ́НЗОВАЯ АНТЕ́ННА
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ЛИ́НЗОВАЯ АНТЕ́ННА, антенна, в которой при передаче и приёме радиоволн СВЧ-диапазона направленность (фокусировка) излучения обеспечивается за счёт преломления волн; по принципу действия аналогична оптич. линзе. Состоит из собственно линзы, трансформирующей сферич. (цилиндрич.) волну в плоскую (и наоборот), и облучателя (вибратор, рупор, открытый конец волновода, антенная решётка), установленного в фокусе линзы. Форма линзы зависит от показателя преломления $n$ (отношения фазовых скоростей распространения радиоволн в вакууме и линзе). При $n>1$ Л. а. называется замедляющей, а при $n<1$ – ускоряющей (последняя не имеет аналогов в оптике).
Обычно Л. а. предназначены для работы в средах с показателем преломления $n≈1$ (с малыми потерями). Преобразование фазового фронта волны достигается либо профилированием границы Л. а. (системы с однородным $n$), либо применением сред с неоднородным $n$. В качестве последних часто используют искусств. среды, представляющие собой обычный (однородный) диэлектрик, в который с разл. плотностью (неравномерно) вкрапливают металлич. или диэлектрич. элементы (шарики, сфероиды, диски и др.) либо металлич. порошок, тем самым достигая необходимых изменений эффективного показателя преломления $n$эфф. Используются также искусств. среды в виде блоков из волноводов разного сечения или параллельных гофрированных металлич. листов с разл. расстоянием между листами.
Простейшая Л. а. представляет собой фокусирующую линзу из однородного диэлектрика (напр., фторопласта, полистирола) с определённым профилем её поверхности. Для уменьшения массы линзы больших размеров выполняют зонированными (рис.), при этом фаза волны в соседних зонах отличается на $2πm (m=1,2,…)$ и поле в раскрыве Л. а. остаётся синфазным. Фокусирующие свойства неоднородных линз обеспечиваются выбранным законом изменения показателя преломления.
Первая линза из неоднородного диэлектрика (в виде полусферы) исследована Дж. К. Максвеллом в 1860. Линза с центр. симметрией в форме шара предложена амер. учёным Р. Люнебергом в 1944; изготовляется из большого числа сферич. слоёв с постоянным $n$, значение которого зависит от расстояния до центра линзы. Такая Л. а. позволяет управлять положением максимума диаграммы направленности в широком секторе углов (до 360°) без существенного искажения её формы путём перемещения облучателя по поверхности линзы. Л. а. применяются в радиолокационных и измерительных СВЧ-устройствах (преим. в сантиметровом диапазоне волн); они удобны при работе в широкой полосе частот (без перестройки частоты) для обеспечения требуемой диаграммы направленности.
См. также рис. при ст. Антенна.