DSC03937

312 PRZEGLĄD NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANYCH ANTEN

11.7. Anteny soczewkowe

Antena soczewkowa składa się z soczewki i źródła oświetlającego. Soczewka, przez którą przechodzi promieniowanie, przedstawia ośrodek o współczynniku załamania różnym od jedności. Soczewka może być wykonana z dielektryka naturalnego (tworzywa sztuczne, parafina) lub sztucznego, wykonanego z oddzielnych elementów. Dielektrykiem może być też odpowiedni układ płaszczyzn metalowych. Anteny soczewkowe dzielą się na dwie grupy: soczewki opóźniające,

Soczewka dielektryczna

Źródło • ) ) (antena oświetlająca)'

Czoło fali m płaskiej

Czoła fal

Opóźnienie fal

Soczewka metalowa w płaszczyźnie E

Czoło fali płaskiej

Rys. 11.87. Porównanie soczewek dielektrycznych opóźniających (a) i metalowych soczewek przyspieszających (b)

3

Pręt

dielektryczny

Antena

helikalna (c)

Yagf-Uda J ^f~~j i * i

Rys. 11.88. Anteny o podobnej jak soczewka zasadzie działania

ANTENY SOCZEWKOWE

A

Rys. 11.89. Soczewki strefowane od strony: a) źródła, b) apcrtury

w której fala jest opóźniana przez soczewkę (rys. 11.87a), oraz soczewki przyspieszające (rys. 11.87b), w których czoło fali jest przyspieszane. Podobne działanie jak soczewki wywierają na czoło fali inne rodzaje anten (rys. 11.88).

Fala padająca na soczewkę ulega częściowemu odbiciu oraz doznaje tłumienia przechodząc przez jej obszar. Zmniejsza to zysk energetyczny i powoduje pogorszenie charakterystyki promieniowania, wzrasta ponadto WFS w torze zasilającym antenę. Szkodliwe odbicia można zmniejszyć pokrywając soczewkę warstwą dielektryka o odpowiednio dobranym współczynniku załamania i grubości 1/4. Soczewki charakteryzują się też dużym ciężarem. Aby zmniejszyć tę wadę stosuje się soczewki strefowane (rys. 11.89). Dielektryki sztuczne są utworzone z metalowych kulek, dysków, kwadratów lub pasków. W przedziale częstotliwości, w którym rozmiary elementów przewodzących i odległości między nimi są dostatecznie małe w porównaniu z długością fali, dielektryki sztuczne możemy traktować jako niedyspersyjne. Soczewki wykonane z dielektryków naturalnych i sztucznych są soczewkami opóźniającymi.

Umieśćmy dwie płyty przewodzące w taki sposób, aby były równoległe do wektora pola elektrycznego (rys. 11.90). Prędkość fazowa fali w tak powstałym falowodzie płaskim wynosi [9]

(11.104)

c

V1 — (kJ2b)⁷

Rys. 11.90. Fala między płytkami metalowymi w soczewce przyspieszającej