Способы уменьшения длины рупора.

Существенным недостатком рупорных антенн является сравнительно большая длина рупоров. Длина рупора пропорциональна квадрату одного из размеров раскрыва. Это накладывает некоторые ограничения на использования рупоров в качестве остронаправленных антенн.

Существует два пути решения задачи уменьшения длины рупора. Первый заключается в применение многорупорной антенны. Идея метода состоит в том, что требующийся большой размер раскрыва однорупорной антенны разбивают на число рупоров, образующих многорупорную антенну. Тогда длина каждого рупора может быть уменьшена в раз по сравнению с длиной однорупорной антенны.

Рис. 53. Схема многорупорной антенны.

Недостатком многорупорной антенны является трудность обеспечения точной синфазности возбуждения всех рупоров и усложнения конструкции.

Другой путь уменьшения длины рупорной антенны состоит в применении специальных устройств, корректирующих фазовые искажения в раскрыве рупора.

Существует много методов коррекции.

Рис. 54. Один из методов выравнивания фаз поля в раскрыве рупора.

Одни из них основаны на том, что искусственно выравниваются длина пути, проходимого электромагнитной волной от вершины рупора до всех точек раскрыва. В других используется различные типы линз, помещаемых в раскрыве и выравнивающих фазовый фронт волны.

На рис.54 показан один из методов выравнивания длины пути. Секториальный рупор изогнут таким образом, что длина пути луча 1, идущего по средней линии рупора от его вершины до раскрыва, равна длине пути любого другого луча, идущего от вершины рупора к любой точке раскрыва. Кривая , по которой растянуты стенки согнутого рупора, должна иметь форму параболы, для того, чтобы поле в раскрыве было синфазным, должно выполняться равенство

откуда

- уравнение параболы.

На рис.55 показана рупорная антенна с помещенной в ее раскрыве линзой.

Рис. 55. Рупорная антенна с линзой, помещенной в ее раскрыве:

а – ускоряющая линза, б – замедляющая линза

Применение рупорных антенн.

В качестве самостоятельных антенн рупорные антенны используются в тех случаях, когда не требуется очень узкая диаграмма направленности и когда антенная должна быть достаточно диапазонной (широкополосной).

Рупорные антенны могут работать в широком диапазоне частот.

Рис. 56. Изменение КНД пирамидальных и конических рупоров с частотой.

При помощи рупора можно перекрыть приблизительно двойной диапазон волн. Собственно говоря, диапазонность рупорной антенны ограничивается не рупором, а питающим его волноводом.

Большая диапазонность рупорных антенн и простота конструкции является существенными достоинствами этого типа антенн СВЧ, благодаря которым они находят широкое применение в технике антенных измерений и измерений характеристик электромагнитного поля.

Рупорные антенны широко применяются в качестве облучателей боле сложных антенных устройств. Например, для облучателей зеркальных и линзовых антенн.

Линзовые антенны.