Щелевые излучатели

Щели с односторонним излучением находят применение в СМ и ММ диапазонах волн как облучатели апертурных антенн и элементы ФАР. Рассмотрим их характеристики. На рис. 1.3 приведен излучатель в виде щели с размерами × , прорезанной в торце прямоугольного волновода с размерами a× b. В волноводе распространяется волна основного типа Н₁₀, щель излучает поле с поляризацией перпендикулярной широкой стенке.

ДН щели рассчитывается по формуле:

, (1.3)

где угол отсчитывается от нормали к плоскости отверстия, а -от перпендикуляра к щели. Эквивалентная схема излучающей щели приведена на рис.1.3б, где λ _b – длина волны в волноводе, Y₀ – характеристическая проводимость питающего волновода.

В первую очередь, представляют интерес резонансные щели, у которых реактивная составляющая проводимости равна нулю. Резонансная длина щели так же, как у вибратора, несколько меньше половины длины волны. Коэффициент укорочения щели можно определить по графику рис.1.2, используя правило равного периметра. В соответствии с этим правилом эквивалентный диаметр цилиндрического вибратора связан с шириной щели b΄ следующим соотношением: 2ρ = b΄ /1, 57.

Эквивалентная активная проводимость резонансной торцевой щели рассчитывается по формуле:

(1.4)

В линейных и двумерных решетках в качестве элементов используются щели, прорезанные в стенке прямоугольного волновода. Эквивалентные характеристики таких щелей зависят от положения и ориентации щели относительно оси волновода. В табл.1.2 для широко используемых полуволновых щелей приведены эквивалентные схемы и расчетные формулы для нормированных проводимостей g и сопротивлений r.

Таблица 1.2

Тип щели	Эквивалентная схема	Эквивалентная проводимость или сопротивление

Для определения резонансной длины щели можно воспользоваться методикой, указанной выше при рассмотрении торцевой щели. Более точные результаты для продольной щели в широкой стенке волновода приведены на графиках рис.1.4. Данные приведены для волновода с замедлением λ /λ _b=0, 67 и трех значений относительно ширины щели b΄ /λ.

Резонансная длина поперечной щели в широкой стенке прямоугольного волновода при x₁=0 равна a =0, 488λ. Наклонные щели в узкой стенке имеют резонансную длину, приблизительно равную половине длины волны в свободном пространстве.

При выборе ширины b΄ щели должен обеспечиваться двух - трехкратный запас по пробивной напряженности поля

(1.5)

где Е _проб.=30∙ 10³ В/см,

(P – подводимаяк антенне мощность, N – число щелей, G –проводимость излучения щели).

Проводимость излучения односторонней полуволновой щели G =1, 03∙ 10^-3 1/Ом.