Гошин Г.Г.
УСТРОЙСТВА СВЧ И АНТЕННЫ
Часть 2
Антенны
Учебное пособие
2012
Министерство образования и науки Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра сверхвысокочастотной и квантовой радиотехники
Гошин Г.Г.
УСТРОЙСТВА СВЧ И АНТЕННЫ
Часть 2
Антенны
Учебное пособие
по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны», для направлений подготовки Радиотехника –210300 и
Телекоммуникации – 210400
2012
2
УДК 621.371(075.8)
Рецензент:
доктор физ.-мат. наук, профессор кафедры радиофизики Научного исследовательского Томского государственного университета Беличенко В.П.
Гошин Г.Г.
Устройства СВЧ и антенны. Часть 2. Антенны: Учебное пособие. − Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектро-
ники, 2012. − 159с.
В пособии излагаются основы теории и техники антенн различных диапазонов и назначения. Приводятся общие сведения о характеристиках и параметрах антенн и влиянии на них амплитудно-фазовых распределений возбуждения. Рассматриваются основные типы линейных и апертурных антенн, антенных решеток, их конструкции и характеристики.
Пособие по дисциплине «Устройства СВЧ и антенны» предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по направлениям подготовки Радиотехника – 210300, Телекоммуникации – 210400 и по специальностям Радиотехника – 210302, Бытовая радиоэлектронная аппаратура – 210303, Радиоэлектронные системы 210304, Аудиовизуальная техника – 210312, Защищенные системы связи – 210403.
.
© Гошин Г.Г., |
2012 |
© Томский гос. университет систем управления и радиоэлектроники, 2012
3
Содержание
Список основных сокращений и обозначений..................................................... |
4 |
Введение................................................................................................................... |
6 |
1.Основные характеристики и параметры антенн............................................... |
7 |
1.1.Основные понятия и определения............................................................. |
7 |
1.3. Свойства полей, создаваемых источниками в однородной ................. |
12 |
безграничной среде ......................................................................................... |
12 |
1.4. Основные радиотехнические характеристики и параметры антенн в |
|
режиме передачи.............................................................................................. |
15 |
1.5. Приёмные антенны и их радиотехнические параметры....................... |
26 |
1.6. Примеры решения типовых задач .......................................................... |
32 |
2. Элементы общей теории антенн...................................................................... |
36 |
2.1. Линейная непрерывная система.............................................................. |
36 |
2.2. Влияние амплитудно-фазового распределения на характеристики |
|
излучения линейной непрерывной системы................................................. |
40 |
2.3. Линейная дискретная система................................................................. |
46 |
2.4. Плоские излучающие раскрывы ............................................................. |
49 |
3. Линейные антенны............................................................................................ |
60 |
3.1. Характеристики электрических вибраторов.......................................... |
60 |
3.2. Конструкции вибраторных антенн и способы их возбуждения.......... |
70 |
3.3. Щелевая антенна....................................................................................... |
80 |
3.4. Цилиндрическая и коническая спиральные антенны.......................... |
83 |
3.5. Диэлектрические стержневые антенны.................................................. |
86 |
3.6. Примеры решения типовых задач .......................................................... |
89 |
4. Апертурные антенны ........................................................................................ |
97 |
4.1. Волноводные излучатели......................................................................... |
97 |
4.2. Рупорные антенны.................................................................................. |
100 |
4.3. Линзовые антенны.................................................................................. |
106 |
4.4. Зеркальные антенны............................................................................... |
111 |
4.5. Примеры решения типовых задач ........................................................ |
119 |
5. Антенные решётки.......................................................................................... |
123 |
5.1. Симметричный вибратор с плоским рефлектором и система двух |
|
связанных симметричных вибраторов........................................................ |
123 |
5.2. Директорные антенны............................................................................ |
128 |
5.3. Волноводные щелевые антенные решётки.......................................... |
132 |
5.4. Фазированные антенные решётки ........................................................ |
136 |
5.5. Примеры решения типовых задач ........................................................ |
147 |
Заключение ................................................................................................................ |
|
Список рекомендуемой литературы.................................................................. |
153 |
Основные определения (глоссарий).................................................................. |
153 |
Приложение ......................................................................................................... |
158 |
|
|
4 |
|
|
Список основных сокращений и обозначений |
АА |
– |
апертурная антенна; |
АБВ – |
антенна бегущей волны; |
|
АР |
– |
антенная решетка; |
АСВ – |
антенна стоячей волны; |
|
АФР – |
амплитудно – фазовое распределение; |
|
АФУ – |
антенно – фидерное устройство; |
|
ВЩАР– волноводная щелевая антенная решетка; |
||
ДН |
– |
диаграмма направленности; |
КБВ - коэффициент бегущей волны; |
||
КИП – |
коэффициент использования поверхности антенны; |
|
КНД – |
коэффициент направленного действия антенны; |
|
КПД – |
коэффициент полезного действия; |
|
КСВ – |
коэффициент стоячей волны; |
|
КУ |
– |
коэффициент усиления антенны; |
ЛА |
– |
линейная антенна; |
ЛДС – |
линейная дискретная система; |
|
ЛНС – |
линейная непрерывная система; |
|
ЛП |
– |
линия передачи; |
МН |
– |
множитель направленности; |
ПД |
– |
поляризационная диаграмма; |
ПЗА |
– |
параболическая зеркальная антенна; |
РТС |
– |
радиотехническая система; |
УБЛ |
– |
уровень боковых лепестков; |
УКВ |
– |
ультракороткие волны; |
ФАР |
– |
фазированная антенная решетка; |
ФД |
– |
фазовая диаграмма; |
ЭДС |
– |
электродвижущая сила; |
ЭМС – |
электромагнитная совместимость; |
|
a- размер широкой стенки прямоугольного волновода, радиус круглого волновода, радиус проводника, большая полуось эллипса поляризации;
b- размер узкой стенки прямоугольного волновода, малая полуось эллипса поляризации, ширина щели;
aр - размер прямоугольной апертуры, радиус круглой апертуры;
bр - размер прямоугольной апертуры;
c- скорость света;
C - емкость;
dр - диаметр раскрыва круглой апертуры, зеркальной или линзовой антенны; D0 - коэффициент направленного действия антенны в направлении максимума ДН;
f - частота, фокусное расстояние зеркальной или линзовой антенны; F(θ,ϕ) – диаграмма направленности антенны;
G0 - коэффициент усиления антенны в направлении максимума ДН;