ЛИ́НЗОВАЯ АНТЕ́ННА

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).

Зонированная диэлектрическая линза: F – фокус линзы; λ – длина электромагнитной волны; n – показатель преломления диэлектрика.

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.