Щелевая антенна

Щелевая антенна

Щелевые антенны — это антенны, которые выполнены в виде металлических радиоволноводов, жёстких коаксиальных линий, объёмных резонаторов или плоских металлических листов (экранов), в проводящей поверхности которых прорезаны отверстия (щели), служащие для излучения (или приёма) радиоволн. Излучение возникает в результате возбуждения щелей (в волноводах, резонаторах и коаксиальных линиях — внутренним электромагнитным полем, в плоских экранах — с помощью радиочастотного кабеля, подключённого непосредственно к краям щели). Щелевые антенны сравнительно простоты в конструкции. Также в них могут отсутствовать выступающие части, а это в основном является их важным преимуществом (например, при установке на летательных аппаратах).

История:

• Дифракцию электромагнитных волн на отверстиях и щелях в бесконечном плоском экране исследовали Шварцшильд и Релей в 1902 и 1903 годах. Однако, точки зрения антенной техники электромагнитное излучение из отверстий рассмотрел теоретически М.С. Нейман.
• В 1944 году А.А. Пистолькорс исследовал кольцевую щелевую антенну. В результате работы Александр Александрович сформулировал принцип двойственности для щелевых антенн.

•Примерно в середине 1950 годов щелевые антенны начали использоваться в метровом диапазоне.

Общие сведения:

При протекании поверхностных токов по внутренним стенкам волновода, щель, пересекающая линии распространения этих токов, соответственно возбуждается. Поверхностный ток частично огибает щель в виде тока смещения, соответствующего электрическому полю внутри щели, а после нее продолжает течь в прежнем направлении. Закон распределения этого поля близок к синусоидальному. Так как при изготовлении щелевых антенн чаще всего применяют прямоугольные волноводы, возбуждаемые волной H10, магнитное поле состоит из двух составляющих Hx и Hz, а значит на стенках волновода текут поверхностные продольные (jsпр) и поперечные (jsп) токи. При этом продольные токи текут на широких стенках волновода, а поперечные на узких. Соответственно этим токам используют поперечные и продольные щели; поперечные обычно располагают только на широких стенках, а продольные как на широких, так и на узких стенках волновода.

Существует три основных вида щелевых антенн:

• Резонансные.
• Нерезонансные
• С согласованными щелями.