DSC03932

302 PRZEGLĄD NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANYCH ANTEN

302 PRZEGLĄD NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANYCH ANTEN

(a)

(b) Dipol Xf2 w rezonansie M-L=0,475X—4h

Z-

Szczelina A/2 w rezonansie

Z=67+j0f2 d=L/100=0,005

Szczelina \ WM

liiimzmm

(c)    Dipol |

M-L=0,925-4-*-

T

Z=710+ j0 n" D=L/28«0,033A.

Rys. 11.78. Porównanie impedancji dipoli cylindrycznych oraz komplementarnych anten szczelinowych [9]

są prawdziwe dla płaszczyzn o nieskończonych wymiarach. Impedancja pozostanie praktycznie nie zmieniona, jeśli użyjemy płaszczyzn o skończonych rozmiarach, ale odległość od krawędzi szczeliny do krawędzi płaszczyzny będzie równa eo najmniej długości fali. Zmierzona impedancja anten szczelinowych bardzo zależy od konstrukcji zacisków anteny.

Szerokość pasma pracy anteny szczelinowej jest taka sama jak dipola komplementarnego. Można ją powiększyć poprzez zwiększenie szerokości szczeliny.

11.6. Anteny mikropaskowe

11.6.1. Stosowane struktury i metody zasilania

Anteny mikropaskowe są znane od ponad 30 lat. Na początku lat pięćdziesiątych zaobserwowano promieniowanie pochodzące od linii mikropaskowych. Z punktu widzenia użycia linii transmisyjnych było to jednak zjawisko niepożądane i poza kilkoma artykułami sugerującymi jego wykorzystanie do budowy anten nic wzbudziło większego zainteresowania. Dopiero na początku lat 70. pokazano, że anteny mikropaskowe mogą mieć praktyczne zastosowanie. Od tego czasu nastąpił gwałtowny rozwój prac badawczych. Jest to spowodowane ich wieloma zaletami. Oto najważniejsze z nich:

•    mała waga i objętość,

•    możliwość umieszczenia anten nie tylko na płaskiej powierzchni, ale również na powierzchniach cylindrycznych, kulistych itp., co ma szczególne znaczenie

współczesnej telekomunikacji.

w przypadku samolotów czy zdalnie kierowanych pocisków (obniżenie oporów powietrza i zmniejszenie skutecznej powierzchni odbicia),

•    niskie koszty produkcji; anteny mogą być wytwarzane przy użyciu technik fotolitograficznych i doskonale nadają się do produkcji masowej,

•    możliwość uzyskania polaryzacji liniowej i kołowej (prawo- i lewoskrętnej),

•    możliwość tworzenia dużych układów antenowych o stałej bądź elektronicznie sterowanej wiązce,

•    łatwa integracja z układami elektronicznymi współpracującymi z anteną oraz z zasilającymi liniami transmisyjnymi. Cecha ta nabiera obecnie szczególnego znaczenia ze względu na coraz większe wykorzystywanie fal milimetrowych we

Anteny mikropaskowe mają też i wady, do których można zaliczyć;

•    małą szerokość pasma pracy,

•    niewielką sprawność, a więc również zysk energetyczny,

•    niepożądane promieniowanie z obwodów zasilających,

•    niezbyt dobrą czystość polaryzacji,

•    ograniczenia mocy dla anten nadawczych,

•    problemy związane z tolerancjami wymiarów geometrycznych anteny oraz koniecznością używania podłoża o dobrej jakości, głównie w funkcji temperatury (szczególnie ważne dla wyższych częstotliwości pasma mikrofalowego).

Rola anten mikropaskowych we współczesnych systemach radiowych jest

ogromna. Anteny te znalazły zastosowanie zarówno w systemach wojskowych, jak i cywilnych, z których najważniejsze to:

•    systemy radiolokacyjne,

•    systemy radiokomunikacyjne: radiodyfuzja satelitarna, systemy ruchomej radiokomunikacji lądowej (telefonia komórkowa) i satelitarnej, systemy przywoławcze ipoging), linie radiowe,

•    lotnicze systemy nawigacyjne, wysokościomierze,

•    aplikatory mikrofal do diatermii mikrofalowej,

•    systemy antywłamaniowe,

•    radiometria mikrofalowa (remote sensing).

Dzieje się tak ze względu na zalety anten mikropaskowych wyróżniające je spośród innych anten przeznaczonych do pracy w zakresie mikrofal. Wysiłki naukowców i inżynierów idą w kierunku ograniczenia wad i poszerzenia zakresu zastosowań, co częściowo już się udało. Ze względu na liczne zastosowania we

Promiennik

Płaszczyzna masy

Rys. 11.79. Antena mikropaskowa zasilana współosiowo

Z

Przewód koncentryczny