Полоса пропускания линзовых антенн
Металлопластиковые линзы принципиально являются узкополосными антеннами. Это связано с тем, что коэффициент преломления линзы сильно зависит от рабочей длины волны
.
Эта зависимость имеет вид.
Рис. 67. Зависимость коэффициента преломления п от длины волны
При отклонении от рассчитанного
изменяется, вследствие чего в раскрыве появляются фазовые искажения.
Относительная в % гладкой линзы выражаются формулой
Здесь индекс нуль означает, что соответствующие величины берутся на расчетной частоте .
Обычно максимально допустимые фазовые искажения ( )на краю линзы принимаются равными
. Тогда
Для зонирования линзы, положив, имеем
Здесь – ширина последней ступени, приближенно равная
, а
– число ступеней.
Рис. 68. Зависимость относительной полосы пропускания от относительной толщины гладкой линзы (сплошная кривая) и от числа ступеней зонированной линзы (пунктир).
Поле в раскрыве и поле излучения ускоряющей линзы.
Для того чтобы найти поле излучения, необходимо найти поле в раскрыве линзы. Поле в раскрыве получается синфазным. Необходимо выяснить вопрос о распределении амплитуд в раскрыве. Для этого обратимся к рисунку
Рис. 69. К нахождению распределение амплитуд поля в раскрыве металлической линзы
Здесь и
.
Облучатель считается ненаправленным, то в одинаковых секциях будет сосредоточено одинаковое количество энергии.
После преломления она будет распределяться в различных секторах, разного сечения и, следовательно, плотность потока электромагнитной энергии будет повышаться к краям линзы по мере увеличения угла
.
Найдем количественные соотношения, определяющие указанное возрастание потока к краям линзы. Возьмем для рассмотрения цилиндрическую линзу в ней распределение энергии будет изменятся обратно пропорционально изменению величины .
Перейдя к пределу, находим, что плотность потока мощности будет изменяться обратно пропорционально производной .
Из рисунка видно, что и учтя, что
мы получим
;
Плотность потока мощности обратно пропорциональна и определяется выражением
– коэффициент не зависящий от
– волновое сопротивление фронта
; где
С учетом направленных свойств облучателя, распределение амплитуды поля в раскрыве линзы будет
– ДН облучателя
Рис. 70. Распределение амплитуд поля в раскрыве цилиндрической линзы:
а – ненаправленный излучатель; б – направленный излучатель с ДН , где
, и ослаблением первичного поля на краях линзы на 10 дБ