ПЛАСТИНЧАТЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Предлагаемый пластинчатый излучатель относится к технике СВЧ и может быть использован как самостоятельная антенна или в качестве излучателя в антенных решетках в радиотехнике, радиосвязи, радиолокации, телевидении.
Известны пластинчатые излучатели [1], которые содержат плоский металлический экран и пластину излучателя, расположенную над экраном на определенной высоте. Экран и пластина излучателя расположены в параллельных плоскостях и обычно разделены диэлектриком, поддерживающим эту пластину на заданной высоте. Размер пластины излучателя в Е-плоскости фиксирован рабочей полосой частот и не может использоваться для регулировки ширины диаграммы направленности (ДН) в Е-плоскости. В определенных пределах на ширину ДН в Е-плоскости можно влиять за счет изменения размера экрана. Однако при этом изменяется уровень заднего лепестка ДН. Кроме того, изменение размера экрана часто имеет конструктивные ограничения.
Известны пластинчатые излучатели с измененной геометрией пластины (типа «бабочки»), позволяющие расширить полосу частот [2]. Однако они вносят значительные искажения в форму ДН в Е-плоскости, что затрудняет получение заданной шириной ДН.
Наиболее близким по технической сущности, конструктивному исполнению является пластинчатый излучатель, содержащий экран, круглые металлические пластины, размещенные параллельно экрану, и питающий фидер [3], и выбранный прототип. Однако такой пластинчатый излучатель решает задачу широкополосного согласования и не позволяет управлять шириной пластинчатого излучателя, не изменяя размеры плоского проводящего экрана.
Сущность предлагаемого пластинчатого излучателя заключается в том, что он содержит экран и пластину излучателя, причем пластина излучателя размещена над экраном, края которого в Е-плоскости выполнены в виде Г-образных отгибов в сторону излучателя. Выполнение краев экрана в Е-плоскости в виде Г-образных отгибов в сторону излучателя позволяет управлять шириной ДН в Е-плоскости излучателя.
Сущность предлагаемого пластинчатого излучателя поясняется на фиг.1.
Пластинчатый излучатель содержит: 1 - пластину излучателя; 2 - плоскую часть проводящего экрана; 3 - Г-образные отгибы экрана.
Предлагаемый пластинчатый излучатель работает следующим образом. Поле излучения пластины излучателя 1 возбуждает в зазоре между плоской частью проводящего экрана 2 и его Г-образными отгибами 3 электрическое поле, излучение которого, интерферируя с полем пластины излучателя 1, приводит к изменению ширины ДН в Е-плоскости. Эффект интерференции зависит от размеров проводящего экрана L, размеров отгибов l и, в меньшей степени, от других размеров пластинчатого излучателя.
а
Конкретные значения параметров , b, l, t, h, L выбираются исходя из требований, предъявляемых к пластинчатому излучателю: полоса частот, ширина ДН излучателя в Е-плоскости и т.д.
а
Так, на фиг.2а приведены ДН в Е-плоскости для нескольких размеров отгибов l, а на фиг.2б - зависимость ширины ДН в Е-плоскости от l=(0÷0.45)λ, полученные методом электродинамического моделирования при размерах пластины излучателя =0.37λ, b=0.27λ, ее толщине t=35 мкм, h=0.09λ, диэлектрической проницаемости заполнения ε=1. Высота расположения пластины излучателя 1 над экраном 2 равна h. Размер плоского проводящего экрана L=1.48λ.
Как следует из графика на фиг.2б, за счет изменения размера отгибов l можно управлять шириной ДН в Е-плоскости как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в больших пределах, что и подтверждает достижение эффекта.
Способ возбуждения данного пластинчатого излучателя не существенен для достижения заявленного эффекта. В частности, моджет быть использована щель в экране, прорезанная поперечно Е-плоскости излучателя.
Также не существенна форма пластины излучателя: она может быть прямоугольной, круглой или иной. Число пластин излучателя также может превышать одну.
Предлагаемый пластинчатый излучатель прошел проверку, показал положительные результаты и в настоящее время использован в разрабатываемом изделии.
Источники информации, используемые при оформлении заявки
1. Д.М.Сазонов «Антенны и устройства СВЧ», «Высшая школа», 1988, стр.258.
2. «Антенны», №11 (66), 2002 г., стр.43, 49-51.
3. Патент России №778612.