Փողային անտենաներ

Փողային անտենան ալիքատարի մի հատված է, որի լայնական չափերը սահուն կերպով մեծանում են։ Որպես օրենք, փողային անտենան գրգռում են ալիքատարով, որը միացված է փողի նեղ ծայրին։ Փողային անտենաները օգտագործվում են սանտիմետրանոց և միլիմետրանոց տիրույթում։ Դրանք լայնաշերտ անտենաներ են։ ՕԳԳ-ն բարձր է (մոտ 100%)։ Ըստ փողի տեսակի առանձնացվում են սեկտորիալ, բրգաձև և կոնաձև փողային անտենաներ։


== Հատկություններ ==
Փողային անտենաները լայնաշերտ են և լավ համաձայնեցվում են սնուցման լարերում։ Իրականում անտենայի գծերը որոշվում են գրգռված ալիքատարի հատկություններով։ Այդ անտենաների ուղղվածության դիագրամներում կողային թերթիկները ունեն ցածր մակարդակ (մինչև 40դԲ)։ Ոչ մեծ ուժեղացումով փողային անտենաները պարզ կառուցվածք ունեն, բայց բարձր լարման (>25դԲ) հասնելու համար ոչ մեծ փողերը լայնորեն կիրառվում են որպես ճառագայթիչներ հայելային և ոսպնյակային անտենաների համար։
Փողային անտենաների ուղղվածության հատկությունների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ճառագայթումը կատարվում է միայն փողի բացվածքի մակերևույթից։ Փողային անտենաների ուղղվածության հատկությունները պայմանավորված են հիմնականում փողի բացվածքի մակերևույթի չափերով և բացվածքում դաշտի ամպլիտուդային և փուլային բաշխվածության օրենքներով։
Դաշտի ամպլիտուդը փողի բացվածքի մակերևույթում բաշխված է հետևյալ կերպ.
Եթե փողի բացվածքի անկյունը փոքր է, ապա դաշտի կառուցվածքը, հետևաբար և դաշտի ամպլիտուդների բաշխվածությունը նույնն է, ինչ որ սնուցող ալիքատարում։
Փողում ալիքային ճակատը գլանաձև (սեկտորիալ փողի դեպքում) կամ գնդաձև (բրգաձևի դեպքում) մակերևույթ ունի, ինչի արդյունքում ալիքատարի ծայրերում դաշտի փուլային արժեքը կլինի այլ, քան կենտրոնում։
Ճառագայթող մակերևույթի համափուլության խախտումն աղավաղում է ուղղվածության դիագրամը (ՈւԴ) և փոքրացնում է ուղղվածության գործողության գործակիցը (ՈւԳԳ) գլխավոր ուղղությամբ։


== Կիրառման ոլորտները ==
Փողային անտենաները կարող են կիրառվել որպես ինքնուրույն, ինչպես նաև որպես ավելի բարդ անտենաների էլեմենտներ։ Որպես ինքնուրույն անտենաներ, դրանք օգտագործվում են որպես հաղորդիչ և ընդունիչ անտենաներ ռադիոլոկացիայում, ռադիոռելեային կապում, [[օթերևութաբանական ծառայության կայաններում, չափիչ տեխնիկայում, որպես հայելային և ոսպնյակային անտենաների ճառագայթիչներ, ինչպես նաև հատուկ նշանակություն ունեցող որոշ կայաններում։ Փողային անտենաները օգտագործվում են ռադիոալիքների փոխանցման համար ալիքատարից տարածություն, կամ հավաքում են ռադիոալիքները ալիքատարում՝ հաղորդման համար։


== Նկարագրությունը և բանաձևերը ==
Փողային անտենաների ճառագայթումը կատարվում է միայն փողի բացվածքի մակերևույթից և արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով.

  
    
      
        D
        =
        4
        π
        
          
            S
            
              λ
              
                2
              
            
          
        
        ν
      
    
    {\displaystyle D=4\pi {\frac {S}{\lambda ^{2}}}\nu }
  , որտեղ 
  
    
      
         
        S
        =
        
          L
          
            E
          
        
        
          L
          
            H
          
        
      
    
    {\displaystyle ~S=L_{E}L_{H}}
   փողի բացվածքի մակերեսն է, իսկ 
  
    
      
         
        ν
      
    
    {\displaystyle ~\nu }
  -ն փողի մակերևույթի օգտագործման գործակիցն է, որի արժեքը կարող է հասնել 0.65…0.8: Գործնականում փողի երկարությունն ընտրվում է՝ ելնելով բացվածքում թույլատրելի փուլային սխալանքներից։
Ուղղվածության դիագրամի գլխավոր թերթիկի լայնությունը ըստ զրոյական մակարդակի H հարթությունում.

  
    
      
        2
        
          ϕ
          
            0
            H
          
        
        =
        
          170
          
            ∘
          
        
        
          
            λ
            
              L
              
                H
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle 2\phi _{0H}=170^{\circ }{\frac {\lambda }{L_{H}}}}
  
Ուղղվածության դիագրամի գլխավոր թերթիկի լայնությունը ըստ զրոյական մակարդակի E հարթությունում.

  
    
      
        2
        
          ϕ
          
            0
            E
          
        
        =
        
          115
          
            ∘
          
        
        
          
            λ
            
              L
              
                E
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle 2\phi _{0E}=115^{\circ }{\frac {\lambda }{L_{E}}}}
  

  
    
      
        
          L
          
            E
          
        
      
    
    {\displaystyle L_{E}}
   և 
  
    
      
        
          L
          
            H
          
        
      
    
    {\displaystyle L_{H}}
   հավասարության դեպքում H հարթությունը ստացվում է 1.5 անգամ ավելի լայն.

  
    
      
         
        
          L
          
            H
          
        
        =
        1
        
          ,
        
        5
        
          L
          
            E
          
        
      
    
    {\displaystyle ~L_{H}=1{,}5L_{E}}
  
Թույլատրելի սահմաններում (
  
    
      
        π
        
          /
        
        2
      
    
    {\displaystyle \pi /2}
   -ից ոչ ավել), փողային անտենայի բացվածքում ֆազային տատանումների պահպանման համար անհրաժեշտ է, որպեսզի իրականացվի հետևյալ պայմանը՝ բրգաձև փողային անտենայի համար.

  
    
      
        
          
            π
            
              4
              λ
            
          
        
        
          (
          
            
              
                
                  L
                  
                    E
                  
                  
                    2
                  
                
                
                  R
                  
                    E
                  
                
              
            
            +
            
              
                
                  L
                  
                    H
                  
                  
                    2
                  
                
                
                  R
                  
                    H
                  
                
              
            
          
          )
        
        ⩽
        
          
            π
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle {\frac {\pi }{4\lambda }}\left({\frac {L_{E}^{2}}{R_{E}}}+{\frac {L_{H}^{2}}{R_{H}}}\right)\leqslant {\frac {\pi }{2}}}
  , որտեղ 
  
    
      
         
        
          R
          
            E
          
        
      
    
    {\displaystyle ~R_{E}}
   և 
  
    
      
         
        
          R
          
            H
          
        
      
    
    {\displaystyle ~R_{H}}
   հեռավորություններն են փողի բացվածքից մինչև այն կետը, որտեղ զուգադիպում են բրգաձև փողի կողերը E և H հարթությունում։


== Փողային անտենաների տեսակները ==
Ստորև բերված են փողային անտենաների հիմնական տեսակները.

Բրգաձև փողային անտենա - չորսկողմանի բրգաձև անտենաներ՝ ուղղանկյուն կտրվածքով։ Եթե պատերի լայնացումը տեղի ունի ինչպես E, այնպես էլ H- հարթությունում, ապա փողը կոչվում է բրգաձև։Բրգաձև փողի ընտրության ժամանակ անհրածեշտ է ապահովել երկու պայման՝

Բացվածքում թույլատրելի փուլային սխալանքը,Փողի և սնուցող ալիքատարի ճիշտ միացումը։Բրգաձև փողային անտենաները ունեն լայն օգտագործում։

Սեկտորիալ փող - այն փողերը, որոնց սնուցող ալիքատարի միայն մեկ զույգ զուգահեռ պատերն են լայնանում։ Կախված նրանից, թե որ հարթությունում են լայնանում պատերը, տարբերվում են տարբերում են E- հարթային և H- հարթային սեկտորիալ փողեր։
Կոնային անտենա - կոնի տեսքով անտենա, որոնք օգտագործվում են ձագարաձև ալիքատարներում, շրջանաձև բևեռացում ստանալու համար։
Ալիքաձև փողային անտենա - փողեր՝ զուգահեռ փոսերով և ճեղքերով։ Փոսերը ծածկում են փողի ներքին մակերևույթը, առանցքի երկայնքով։ Դրանք լայն օգտագործում ունեն արբանյակային պարաբոլային անտենաներում և ռադիոդիտակներում։


== Փողա-պարաբոլային անտենա ==
Փողա-պարաբոլային անտենա- անտենայի տեսակ, որտեղ կառուցվածքային միացում ունեն փողը և պարաբոլը։ Հայտնագործվել է Ալֆրեդ Բեքի և Հարալդ Ֆրիսի կողմից, իսկ հետագա զարգացումը կատարվել է Դեվիդ Հոգի կողմից 1961 թ.-ին։ Այդ կառուցվածքի առավելությունն այն է, որ այն փողային անտենայի համեմատ ունի կողային թերթիկի ցածր մակարդակ և նեղ ուղղվածության դիագրամ։ Թերությունն այն է, որ այն ավելի ծանր է, քան պարաբոլային անտենաները։


== Արտաքին հղումներ ==
Horn Antennas Antenna-Theory.com
«KS-15676 Horn-Reflector Antenna Description» (PDF)։ Bell System Practices, Issue 3, Section 402-421-100։ AT&T Co.։ September 1975  on Albert LaFrance [long-lines.net] website
U. S. patent no. 2416675 Horn antenna system, filed November 26, 1941, Alfred C. Beck, Harold T. Friis on Google Patents