В учебном пособии на современном уровне изложены общие вопросы
теории приемных и передающих антенн, теории антенных решеток, рассмотрены многочисленные антенны, начиная с простейшего диполя и щелевой антенны и заканчивая сложными зеркальными антеннами, указаны особенности антенн для линий связи различных диапазонов частот. <...> Можно различить и отдельные группы антенн, такие как:
• антенны с управляемой диаграммой направленности;
• антенны вращающейся поляризации;
• сверхширокополосные антенны;
• гибридные антенны;
• компенсаторные антенны и др. <...> Амплитудную диаграмму направленности и диаграмму направленности по мощности часто нормируют к максимальному значению,
получая, таким образом, нормированные диаграммы направленности:
f (θ, φ) =
F (θ, φ)
;
maxθ,φ {F (θ, φ)}
fм (θ, φ) =
Fм (θ, φ)
.
maxθ,φ {Fм (θ, φ)} <...> В этом случае в ДН выделяется главный
лепесток, содержащий основную (большую) часть энергии, и ряд боковых лепестков, от которых зачастую избавиться невозможно. <...> Направления, в которых антенна излучает минимальную мощность (локальные минимумы ДН), называются нулями
диаграммы направленности. <...> Диаграмма направленности в логарифмическом масштабе
Для представления диаграммы направленности часто используется логарифмический масштаб (рис. <...> Наряду с диаграммой направленности (иногда и вместо неё) направленные свойства антенны могут быть описаны несколькими дополнительными параметрами: количеством, угловым положением и
шириной главных (основных) лепестков; максимальным уровнем боковых лепестков; уровнем обратного излучения и др. <...> Шириной главного лепестка ДН называется размер сектора углов, в котором сосредоточена основная часть мощности излучения этого лепестка. <...> б.л = 20 lg ξб.л = 10 lg ξб.л ,
где ξб.л — уровень боковых лепестков по напряженности; ξм <...> Уровень обратного излучения F/B определяется аналогично
уровню боковых лепестков, за исключением того, что поиск бокового лепестка с максимальным уровнем осуществляется <...>
Антенно-фидерные_устройства.pdf
Антенно-фидерные_устройства_(1).pdf
УДК 621.396.67
ББК 32.845
С61
Реценз енты: доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой
систем радиосвязи МТУСИ, лауреат премии Правительства РФ в области
науки и техники М. А. Быховский; доктор техн. наук, профессор, заведующий
кафедрой радиоприемных устройств МИРЭА А. А. Парамонов
Сомов À. Ì., Старостин Â. Â., Кабетов Ð. Â.
Ñ61 Антенно-фидерные устройства: Учебное пособие / Под ред.
А. М. Сомова. — М.: Горячая линия—Телеком, 2011. — 404 с., ил.
ISBN 978-5-9912-0152-0.
Книга представляет собой классический курс антенно-фидерных устройств.
В учебном пособии на современном уровне изложены общие вопросы
теории приемных и передающих антенн, теории антенных решеток, рассмотрены
многочисленные антенны, начиная с простейшего диполя и щелевой антенны
и заканчивая сложными зеркальными антеннами, указаны особенности
антенн для линий связи различных диапазонов частот. Особое внимание
уделено вопросам высокочастотного питания антенн и элементам волноводной
техники.
Для студентов, обучающихся по специальностям 090106 — «Информационная
безопасность телекоммуникационных систем», 090107 — «Противодействие
техническим разведкам», направлению подготовки 090900 — «Информационная
безопасность» (профиль «Безопасность телекоммуникационных систем»),
будет полезна студентам телекоммуникационных и радиотехнических
специальностей, аспирантам и специалистам в области инфокоммуникаций.
ББК 32.845
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU
Учебное издание
Сомов Анатолий Михайлович
Старостин Владимир Васильевич
Кабетов Роман Владимирович
АНТЕННО-ФИДЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА
Учебное пособие
Учебное пособие подготовлено при поддержке
грантов Президента Российской Федерации
НШ-5.2008.10 и НШ-24.2010.10
Редактор Ю. Н. Чернышов
Компьютерная верстка Ю. Н. Чернышова
Обложка художника В. Г. Ситникова
Подписано в печать 20.09.2010. Формат 60×90 1/16.
Уч. изд. л. 8,0. Тираж 500 экз.
Подписано в печать 20.08.2010. Печать офсетная. Формат 60x88/16. Уч. изд. л. 25,25. Тираж 500 экз.
ISBN 978-5-9912-0152-0 c
⃝ А.М. Сомов, В.В. Старостин, Р.В. Кабетов, 2011
c
⃝ Издательство «Горячая линия—Телеком», 2011
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 1. Общая теория передающих антенн . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Поле системы токов в свободном пространстве . . . . . . . . . .
3
5
7
7
1.2. Общие характеристики передающих антенн . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.1. Характеристики направленности антенн . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.2. Энергетические характеристики антенн . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.2.3. Действующая длина и эффективная площадь . . . . . . . . . 24
1.2.4. Поляризация поля, излучаемого антенной . . . . . . . . . . . . . 25
1.2.5. Характеристика антенны как нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.2.6. Рабочий диапазон частот антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.2.7. Другие характеристики антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Вопросы к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Глава 2. Простые проволочные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1. Поле прямолинейного провода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2. Поле провода со стоячей волной тока. Симметричный вибратор
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3. Сопротивление излучения и входное сопротивление симметричного
вибратора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.4. Широкополосные симметричные вибраторы . . . . . . . . . . . . . 39
2.5. Несимметричный вибратор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.6. Увеличение направленности симметричных вибраторов . 44
2.7. Поле провода с бегущей волной тока. V-образные и ромбические
антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Вопросы к главе 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Глава 3. Щелевые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.1. Конструкции и принцип действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2. Применение принципа двойственности для анализа щелевых
антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.3. Сложные щелевые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Вопросы к главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Глава 4. Антенны в режиме ïðè¼ìà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.1. Общие характеристики приёмных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Стр.398
Оглавление
399
4.2. Применение принципа взаимности для анализа приёмных
антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.3. Мощность, передаваемая приёмной антенной в нагрузку 69
4.4. Эквивалентная шумовая температура антенны . . . . . . . . . . 71
4.5. Рамочные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Вопросы к главе 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Глава 5. Диаграмма направленности системы излучателей
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.1. Диаграмма направленности системы излучателей. Теорема
умножения диаграмм направленности . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.2. Диаграммы направленности линейных решёток из ненаправленных
излучателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2.1. Множитель линейной эквидистантной решетки . . . . . . . . 81
5.2.2. Режим нормального излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.2.3. Режим наклонного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.2.4. Режим осевого излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.2.5. Оптимальные решётки осевого излучения . . . . . . . . . . . . . 87
5.2.6. Режим обратного осевого излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.2.7. Режим обратного наклонного излучения . . . . . . . . . . . . . . 89
5.2.8. Линейная непрерывная система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.2.9. Неэквидистантные линейные решетки . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.3. Линейные решётки с неравномерным амплитудным распределением
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.4. Кольцевые антенные решетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Вопросы к главе 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Глава 6. Многовибраторные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.1. Двухвибраторные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.2. Антенна типа «волновой канал» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.3. Вибраторные антенны бегущей волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
6.3.1. Описание антенны и её условные обозначения . . . . . . . . . 102
6.3.2. Принцип действия и электрические характеристики антенны
бегущей волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.3.3. Выбор параметров антенны бегущей волны . . . . . . . . . . . 108
6.3.4. Сложные антенны бегущей волны с управляемой диаграммой
направленности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.3.5. Вертикальная антенна бегущей волны . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.4. Синфазная горизонтальная диапазонная антенна . . . . . . . . 114
6.5. Входные сопротивления многовибраторных антенн. Метод
наведённых ЭДС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Вопросы к главе 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Стр.399
400
Оглавление
Глава 7. Антенны вращающейся поляризации . . . . . . . . . . . 123
7.1. Турникетные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
7.2. Спиральные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Вопросы к главе 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Глава 8. Широкодиапазонные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.1. Принцип самодополнительности и плоские широкополосные
вибраторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.2. Принцип электродинамического подобия . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.3. Широкодиапазонные спиральные антенны . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.4. Логопериодические антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Вопросы к главе 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Глава 9. Антенны с металлическими рефлекторами . . . . 143
9.1. Антенны обратного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
9.2. Уголковые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Вопросы к главе 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Глава 10.Îñíîâû теории антенн СВЧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
10.1. Методы анализа антенн СВЧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
10.2. Основные законы геометрической оптики, применяемые
при расчете антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10.2.1. Закон преломления и закон отражения . . . . . . . . . . . . . . . . 153
10.2.2. Уравнение эйконала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
10.2.3. Оптическая длина пути и принцип Ферма . . . . . . . . . . . . . 155
10.3. Диаграмма направленности антенны, имеющей плоский
излучающий раскрыв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
10.4. Коэффициент направленного действия излучающего раскрыва
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
10.5. Диаграмма направленности антенны с прямоугольным излучающим
раскрывом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.5.1. Равномерное распределение поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10.5.2. Неравномерное амплитудное распределение поля . . . . . . 163
10.6. Диаграмма направленности антенны c круглым излучающим
раскрывом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
10.7. Влияние на диаграмму направленности фазовых ошибок
в раскрыве антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
10.7.1. Линейные фазовые ошибки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
10.7.2. Квадратичные фазовые ошибки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
10.7.3. Кубические фазовые ошибки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Вопросы к главе 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Глава 11.Ðóïîðíûå и линзовые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
11.1. Антенны в виде открытого конца волновода . . . . . . . . . . . . . 179
Стр.400
Оглавление
401
11.2. Рупорные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
11.2.1. Принцип действия и типы рупорных антенн . . . . . . . . . . . 183
11.2.2. H-секториальный рупор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
11.2.3. E-секториальный рупор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
11.2.4. Пирамидальный рупор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
11.2.5. Конический рупор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
11.2.6. Способы уменьшения длины рупора . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
11.2.7. Применение рупорных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
11.3. Антенна вращающейся поляризации на основе открытого
конца волновода и рупорной антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
11.4. Линзовые антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
11.4.1. Назначение и принцип действия линзовых антенн . . . . . 197
11.4.2. Уравнение профиля линз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
11.4.3. Ускоряющие металлические линзы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
11.4.4. Замедляющие линзы из искусственного диэлектрика . . 204
11.4.5. Зонирование линз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
11.4.6. Линзы с широким сектором качания луча . . . . . . . . . . . . . 207
11.4.7. Другие типы линз. Применение линзовых антенн . . . . . . 212
Вопросы к главе 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
Глава 12.Çåðêàëüíûå антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
12.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
12.1.1. Принцип действия и разновидности зеркальных антенн 214
12.1.2. Уравнение профиля зеркала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
12.1.3. Геометрические свойства параболоидного зеркала . . . . . 217
12.1.4. Системы координат, используемые при анализе зеркальных
антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
12.1.5. Геометрические параметры зеркальных антенн . . . . . . . . 219
12.2. Применение апертурного метода для расчёта поля излучения
зеркальной антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
12.2.1. Определение поля в раскрыве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
12.2.2. Определение поля излучения антенны . . . . . . . . . . . . . . . . 223
12.3. Влияние распределения поля в раскрыве на диаграмму
направленности параболоидной антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
12.4. Коэффициент направленного действия и коэффициент
усиления зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
12.4.1. Расчет коэффициента направленного действия и коэффициента
усиления зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . 227
12.4.2. Оптимизация зеркальных антенн для получения максимального
коэффициента усиления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
12.4.3. Предельно достижимый коэффициент усиления и точность
изготовления зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . 232
Стр.401
402
Оглавление
12.5. Шумовая температура и шумовая добротность зеркальных
антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
12.5.1. Расчет шумовой температуры и шумовой добротности
зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
12.5.2. Оптимизация зеркальных антенн для получения максимальной
шумовой добротности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
12.6. Кроссполяризационное излучение зеркальных антенн . . . 239
12.7. Облучатели зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
12.7.1. Требования, предъявляемые к облучателям . . . . . . . . . . . 241
12.7.2. Основные типы облучателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
12.7.3. Устранение воздействия зеркала на облучатель . . . . . . . . 247
12.8. Приближённый расчёт параболической зеркальной
антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
12.9. Управление диаграммой направленности зеркальной антенны
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
12.10. Двухзеркальные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
12.10.1. Принцип действия двухзеркальных антенн . . . . . . . . . . . . 253
12.10.2. Двухзеркальная антенна из параболоида и плоского
диска . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
12.10.3. Антенна Кассегрена . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
12.10.4. Антенна Грегори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
12.10.5. Расчет двухзеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
12.10.6. Совмещенные зеркальные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
12.11. Другие типы зеркальных антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
12.11.1. Усеченные параболоиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
12.11.2. Зеркальные антенны с вынесенным облучателем . . . . . . 262
12.11.3. Двухзеркальные антенны с кольцевым фокусом . . . . . . . 265
12.11.4. Конусно-параболические антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
12.11.5. Антенны с кольцевым контррефлектором . . . . . . . . . . . . . 267
12.11.6. Сферические зеркальные антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
12.11.7. Зеркальные антенны с модифицированной формой поверхности
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
12.11.8. Перископические антенные системы, лучеводы и многозеркальные
антенны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
12.12. Способы снижения бокового излучения зеркальных
антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Вопросы к главе 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Глава 13.Àíòåííû бегущих волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
13.1. Общие сведения об антеннах поверхностных волн . . . . . . . 278
13.2. Плоские линейные антенны поверхностных волн . . . . . . . . 280
13.2.1. Антенна с диэлектрическим направителем . . . . . . . . . . . . 280
Стр.402
Оглавление
403
13.2.2. Антенна с ребристым направителем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
13.3. Стержневые антенны поверхностных волн . . . . . . . . . . . . . . . 285
13.3.1. Стержневая диэлектрическая антенна . . . . . . . . . . . . . . . . 285
13.3.2. Ребристо-стержневая антенна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
13.4. Дисковые антенны поверхностных волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
13.5. Антенны вытекающих волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Вопросы к главе 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Глава 14.Àíòåííûå ðåø¼òêè . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
14.1. Способы управления положением ДН и задачи, решаемые
с помощью антенных решёток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
14.2. Фазированные антенные решётки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
14.3. Многолучевые антенные решётки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
14.4. Адаптивные антенные решётки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
Вопросы к главе 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Глава 15. Особенности антенн различных диапазонов
частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
15.1. Особенности антенн СДВ, ДВ и СВ диапазонов . . . . . . . . . 315
15.2. Особенности коротковолновых антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
15.3. Особенности антенн УВЧ и СВЧ диапазонов . . . . . . . . . . . . 322
15.3.1. Общие особенности антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
15.3.2. Опорно-поворотные устройства антенн земных станций
спутниковой связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
15.3.3. Радиопрозрачные укрытия антенн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Вопросы к главе 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Глава 16.Высокочастотное питание антенн. Согласование
и симметрирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
16.1. Классификация линий передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
16.2. Воздушные и экранированные линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
16.3. Металлические волноводы и полосковые линии . . . . . . . . . 335
16.3.1. Закрытые волноводы прямоугольного поперечного
сечения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
16.3.2. Лучевые волноводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
16.3.3. Полосковые линии передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
16.4. Методы анализа цепей СВЧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
16.4.1. Переход к эквивалентной линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
16.4.2. Коэффициент отражения, коэффициент бегущей волны
и коэффициент стоячей волны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
16.4.3. Полное эквивалентное сопротивление линии . . . . . . . . . . 341
16.4.4. Реактивные шлейфы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
16.5. Согласование фидерных линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Стр.403
404
Оглавление
16.5.1. Задача согласования фидера и антенны . . . . . . . . . . . . . . . 343
16.5.2. Согласование на фиксированной частоте с помощью четвертьволнового
трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
16.5.3. Согласование с помощью реактивного шлейфа Татаринова
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
16.5.4. Двух- и трехшлейфное согласование . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
16.5.5. Широкополосное согласование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
16.6. Согласование отдельных участков волноводного тракта . 351
16.6.1. Согласование на фиксированной частоте . . . . . . . . . . . . . . 351
16.6.2. Волноводные устройства для согласования в полосе
частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
16.7. Переходные устройства с коаксиального фидера на симметричную
антенну . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
16.7.1. Задача, решаемая симметрирующими устройствами . . . 353
16.7.2. U-колено . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
16.7.3. Четвертьволновой стакан . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
Вопросы к главе 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
Глава 17.Ýëåìåíòû волноводного тракта . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
17.1. Основные свойства ферритов на СВЧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
17.2. СВЧ элементы волноводного тракта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
17.2.1. Возбуждение волн в линиях и связь линии с нагрузкой 363
17.2.2. Трансформаторы типов волн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
17.2.3. Аттенюаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
17.2.4. Нагрузки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
17.2.5. Тройники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
17.2.6. Фазовращатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
17.2.7. Поляризационные устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
17.2.8. Двойной тройник («магический» T-мост) . . . . . . . . . . . . . 371
17.2.9. Кольцевой мост . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
17.2.10. Вентили . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
17.2.11. Циркуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
17.3. Волноводный тракт для приёма ортогональных поляризаций
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
17.4. Волноводный тракт для одновременного приёма нескольких
диапазонов частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Вопросы к главе 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Список обозначений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Стр.404