Книга рассчитана на специалистов, занимающихся проектированием, изготовлением и эксплуатацией антенн в диапазоне дециметровых и сантиметровых волн; кроме того, она может служить пособием для студентов, специализирующихся в области антенной техники, и преподавателей высших учебных заведений.
Оглавление
Предисловие редактора ........................... 3
Предисловие автора ............................. 4
Важнейшие обозначения........................... 5
Введение .................................. 9
Общие основы теории
1. Взаимодействие между токами и полями. Основы теории антенн........ 14
1.1. Представление поля токами с помощью векторных потенциалов .......................... —
1.1.1. Общие замечания. Введение векторного потенциала....... —
1.1.2. Представления поля...................... 15
1.1.3. Поверхностные, линейные и точечные токи........... 17
1.2. Представление поля интегралом по источникам 18
1.2.1. Представление поля объемным интегралом........... —•
1.2.2. Введение поверхностных интегралов.............. 20
1.2.3. Замена поля на граничной поверхности распределенными по по-
верхности источниками.................... 21
1.2.4. Формулы Кирхгофа...................... 22
1.3. Поле в области излучения................ 23
1.3.1. Другая форма условий излучения. Понятие о характеристике излу-
чения ............................ —
1.3.2. Представление дальнего поля через распределение источников.
Общие формулы для характеристики излучения........ 26
1.4. Элементарны и излучатель................ 29
1.4.1. Эквивалентность электрических и магнитных источников..... —
1.4.2. Электрический элементарный излучатель............ 31
1.4.3. Магнитный элементарный излучатель............. 33
1.5. Передающие и приемные антенны........... 34
1.5.1. Характеристика излучения и поляризация передающих и приемных
антенн ........................... —
1.5.2. Усиление передающей антенны ................ 35
1.5.3. Действующая площадь приемной антенны............ 39
1.5.4. Теорема взаимности ..................... —
1.5.5. Соотношения взаимности между характеристиками и поляризацией
в режимах передачи и приема................ 41
1.5.6. Соотношение взаимности между усилением и действующей пло-
щадью антенны при приеме ................. 45
1.5.7. Передача энергии между двумя антеннами........... 47
1.5.8. Приближенный расчет усиления направленных антенн..... 48
2. Электромагнитные волны в линиях..................... 50
2.1. Общая теория электромагнитных волн в линиях —
2.1.1. Вводные замечания. Понятие о линии............. —
2.1.2. Исходные уравнения ..................... 51
2.1.3. Ё-, Н- и L-волны ...................... 53
2.2. Т е о р и я однородной линии с проводящими граничными поверхностями ................. 55
/ 2.2.1. Краевые задачи для продольных составляющих и общие свойства
волн............................. —
2.2.2. Свойства и параметры Е- и Н-волн............... 57
2.2.3. Мощность, передаваемая вдоль линии.............. 60
33 Заказ № 1596 513
2.2.4. Фазовая и групповая скорости, скорость распространения сигнала
и энергии.......................... 61
2.2.5. Линия с потерями. Диэлектрические и магнитные потери..... 63
2.2.6. Скин-эффект и поверхностное сопротивление.......... 65
2.2.7. Затухание, обусловленное конечной проводимостью стенок. Полное затухание ....................... 67
2.2.8. Токи в стенках........................ 70
2.3. Волноводные линии..................... 71
2.3.1. Волноводная линия с прямоугольным поперечным сечением .... —
2.3.2. Волноводная линия с круглым поперечным сечением....... 76
2.3.3. Другие формы поперечного сечения............... 81
2.4. Рациональное описание процессов распространения в линиях, нагрузочных элементах и звеньях 86
2.4.1. Напряжение, ток и сопротивление в случае двухпроводной линии —
2.4.2. Волновое представление процессов в линии. Нагрузочные элементы 88
2.4.3. Описание процессов в звеньях................. 91
3. Теория антенных систем из дискретных излучающих элементов........ 95
3.1. Основные определения и принципы расчета. . . . —
3.1.1. Система из точечных излучателей ............... —
3.1.2. Решетчатые системы ..................... 97
3.1.3. Линейные системы. Понятие о диаграмме излучения....... 98
3.1.4. Присоединенный полином................... 99
3.2. Линейныесистемы ..................... 100
3.2.1. Поперечный и продольный излучатели. Понятия, характеризующие диаграмму излучения..................... —
3.2.2. Усиление поперечных излучателей............... 103
3.2.3. Амплитудное распределение Дольфа—Чебышева ........ 107
3.2.4. Распределение излучения Дольфа—Чебышева при неограниченно возрастающем числе излучателей и постоянном размере системы 113
3.2.5. Оптимальная диаграмма излучения при двустороннем распространении энергии ...................... 114
3.2.6. Биномиальное и угловое распределения. Метод умножения диаграмм 116
3.2.7. Линейные антенные системы с неодинаковым расстоянием между излучателями......................... 119
3.2.8. Замена дискретного распределения непрерывным для упрощения анализа диаграмм ...................... 121
3.3. Влияние случайных погрешностей на излучение 122
3.3.1. Вводные замечания. Основы математической статистики..... —
3.3.2. Влияние на процесс излучения случайных механических и электрических погрешностей ................... 123
4. Теоретические основы и методы расчета поверхностных антенн........ 130
4.1. Д и ф р а к ц и о н н а я задача .................. —
4.1.1. Постановка задачи теории дифракции ............. —
4.1.2. Приближенный метод теории дифракции Кирхгофа....... 131
4.1.3. Интегральное представление поля с помощью источников на незамкнутой поверхности.................... 133
4.2. Приближенные методы расчета поверхностных антенн .............................. 137
4.2.1. Общие замечания относительно применяемых приближенных методов ............................ —
4.2.2. Метод, использующий распределение тока........... 139
4.2.3. Апертурный метод ...................... 140
4.2.4. Метод геометрической оптики................. 147
4.2.5. Принцип стационарной фазы ................. 150
4.3. Поле в апертуре и поле излучения ......... 153
4.3.1. Усиление поверхностной антенны ............... —
4.3.2. Формулировка взаимосвязи между полем в апертуре и полем излучения в качестве скалярной и линейной задачи......... 156
4.3.3. Поле излучения для важнейших функций распределения. Синфазно возбуждаемая прямоугольная апертура ............ 159
4.3.4. Синфазно возбуждаемая круговая апертура........... 165
4.3.5. Влияние фазовых искажений в апертуре на излучение...... 167
4.3.6. Влияние случайных погрешностей на излучение......... 174
4.3.7. Общий синтез диаграммы направленности и сверхнаправленность 184
4.3.8. Оптимальные распределения.................. 190
4.3.9. Итоговый обзор соотношений, связывающих возбуждение и излучение, для поверхностных и линейных источников........ 195
Антенны СВЧ, используемые в технике
5. Рупорные антенны ............................ 198
5.1. Излучение открытых волноводов........... —
5.1.1. Вывод формул распределения излучения в поперечном сечении волновода .......................... —
5.1.2. Излучение открытого круглого волновода ........... 201
5.1.3. Излучение открытого прямоугольного волновода........ 203
5.1.4. Волноводный излучатель, нагруженный на феррит........ 205
5.2. Излучение простого рупорного излучателя. . . 209
5.2.1. Различные типы рупорных излучателей............. —
5.2.2. Распределение поля в секториальном рупоре.......... 210
5.2.3. Поле излучения секториального, пирамидального и конического рупоров ........................... 214
5.2.4. Параболический рупор .................... 222
5.2.5. Влияние диэлектрических и металлических конструкций вблизи раскрыва на излучение.................... 227
5.3. Согласование простого рупорного излучателя 228
5.3.1. Общее выражение для коэффициента отражения рупорных излучателей ........................... —
5.3.2. Коэффициент отражения секториального и других простых типов рупоров ........................... 231
5.4. Рупорный излучатель с особыми поляризационными свойствами ....................... 236
5.4.1. Секториальные и пирамидальные рупоры для эллиптической поляризации ........................... —
5.4.2. Параболические рупоры для эллиптической поляризации..... 241
5.4.3. Преобразователь поляризации и механизм подавления помех
в радиолокационных антеннах................. 243
5.5. Рупорные антенны с круговой характеристикой 250
5.5.1. Распределение поля в биконической линии .......... —
5.5.2. Излучение ненаправленных рупорных антенн и конструкции, применяемые на практике .................... 257
6. Линзовые антенны ............................ 258
6.1. Механизм излучения линзовых антенн....... —
6.1.1. Общие свойства линзовых антенн и их применение........ —
6.1.2. Свойства линзовых антенн с точки зрения геометрической оптики 260
6.1.3. Излучение линзовых антенн.................. 266
6.2. Однородные диэлектрические линзы
6.2.1. Зонированные линзы ..................... •—
6.2.2. Согласование и потери .................... 268
6.2.3. Зависимость от частоты и допуски .............. 271
6.3. Металлические ускоряющие линзы и линзы с
принудительным преломлением............ 273
6.3.1. Параллельные металлические пластины в качестве искусственного диэлектрика. Формы линз................... —
6.3.2. Согласование и потери в металлопластинчатых линзах...... 276
6.3.3. Зависимость от частоты и допуски .............. 278
33* 515
6.3.4. Волноводы в качестве искусственных диэлектриков ....... 281
6.3.5. Линзы с геометрическим выравниванием............ 282
6.4. Металлические замедляющие линзы и искусственные замедляющие среды ............. 283
6.4.1. Обзор искусственных замедляющих сред............ —
6.4.2. Расчет коэффициента преломления искусственных замедляющих
сред............................. 285
6.5. Апланатические линзы. Качание диаграммы направленности в широких пределах ......... 289
6.5.1. Задачи, решаемые с помощью апланатических линз........ —
6.5.2. Простой диэлектрический широкоугольный апланат....... 291
6.5.3. Бинормальная диэлектрическая линза............. 293
6.5.4. Металлопластинчатая линза с двухточечной коррекцией и принудительным преломлением ................... 295
6.6. Неоднородные линзы................... 299
6.6.1. Основные соображения. Принципы расчета........... —
6.6.2. Типы конструкций линзы Люнеберга, используемые на практике 301
7. Зеркальные антенны ........................... 304
7.1. Механизм излучения зеркальных антенн..... —
7.1.1. Различные типы зеркальных антенн.............. —
7.1.2. Геометрические свойства зеркал, имеющих вид параболоида вращения и параболического цилиндра.............. 305
7.1.3. Расчет характеристики излучения, поляризационной характеристики и усиления антенны, имеющей вид параболоида вращения, методом, использующим распределение тока .......... 306
7.1.4. Приближенный расчет излучения параболоида вращения и результаты экспериментов...................... 316
7.1.5. Антенна в виде параболического цилиндра........... 323
7.1.6. Антенна с уголковым отражателем............... 326
7.1.7. Плоский отражатель ..................... 329
7.2. Конструкции остронаправленных зеркальных
антенн .......................... 330
7.2.1. Облучатели зеркальных антенн и согласование......... —
7.2.2. Излучение зеркальной антенны в реальных условиях. Причины погрешностей .......................... 336
7.2.3. Конструкции поверхности зеркала............... 341
7.3. Создание диаграмм излучения специального вида с помощью зеркальных антенн......... 344
7.3.1. Постановка задачи и применение диаграмм излучения специального
вида............................. —
7.3.2. Создание заданной диаграммы излучения с помощью изменения формы зеркала в случае линейного облучателя.......... 346
7.3.3. Создание заданной диаграммы излучения с помощью подбора формы зеркала в случае точечного облучателя ............. 349
7.3.4. Создание заданной диаграммы излучения параболических зеркал путем выбора облучателя специального вида.......... 356
7.3.5. Другие методы создания диаграммы излучения специального вида с помощью зеркальных антенн и сравнение их с известными методами ............................. 358
7.4. Электрическое качание диаграммы направленности зеркальных антенн................ 363
7.4.1. Качание диаграммы направленности параболического зеркала посредством смещения облучателя............... —
7.4.2. Качание диаграммы направленности в случае сферического зеркала 365
7.4.3. Зеркальные антенны с вспомогательным рефлектором для качания
в широких пределах и подобные им конструкции........ 371
8. Поперечные излучатели из дискретных элементов.............. 373
8.1. Общие понятия о питании и расчете излучения —
8.1.1. Вводные соображения. Обзор систем питания и излучающих элементов ............................ —
8.1.2. Линия, нагруженная излучателями.............. 375
8.1.3. Синтез диаграммы в случае питания бегущими волнами..... 381
8.1.4. Влияние погрешностей и частотная зависимость при питании бегущими волнами ........................ 390
8.2. Волноводно-щелевые антенны ............ 392
8.2.1. Щель как магнитный диполь. Принцип двойственности...... —
8.2.2. Импедансные характеристики и излучение щелей в волноводах 397
8.2.3. Щелевая антенна для радиолокационных станций кругового обзора 402
8.2.4. Другие конструкции волноводно-щелевых антенн........ 406
8.3. Антенны СВЧ в полосковом исполнении....... 411
8.3.1. Основы техники полосковых линий .............. —
8.3.2. Дипольные системы с дискретным питанием........... 416
8.3.3. Полосковые системы с резонансным возбуждением........ 417
8.3.4. Излучающие системы бегущих волн............... 418
8.3.5. Щелевые антенны, питаемые полосковой линией......... 419
9. Продольные излучатели.......................... 420
9.1. Механизм излучения и общие свойства продольных излучателей, в частности — антенн поверхности ыхволн ......................... —•
9.1.1. Неоднородные волны..................... —
9.1.2. Механизм излучения антенн поверхностных волн и основы расчета излучения .......................... 422
9.1.3. Понятие о продольном излучателе. Классификация и общие свойства продольных излучателей................. 426
9.1.4. Системы с поперечным излучением, составленные из продольных излучателей ......................... 428
9.2. Диэлектрические антенны поверхностных волн 429
9.2.1. Поверхностные волны на диэлектрическом стержне.......
Цена: 1000руб.
