Волноводбегущая или стоячая волнаЩелис шагом λв/2Сложение полейсинфазное излучениеУзкий лучвысокое усиление
Щели в стенке волновода излучают синфазно и формируют узкий луч.

Принцип работы щелевой антенны

Щелевая антенна — узкая прорезь в металлической стенке, по которой текут высокочастотные токи. Щель прерывает линии тока, между её краями возникает напряжение, и щель излучает как вибратор, повёрнутый на 90°: у полуволнового вибратора электрическое поле направлено вдоль него, у щели — поперёк. Это следствие принципа двойственности: щель в проводящем экране и металлический вибратор той же формы имеют одинаковые диаграммы направленности с переставленными полями E и H.

Резонансная длина щели близка к половине длины волны. Щель в стенке волновода излучает, если она пересекает поверхностные токи: продольные щели в широкой стенке смещают от её оси, поперечные и наклонные прорезают так, чтобы они пересекали токи. Чем больше смещение или наклон, тем сильнее связь щели с волной в волноводе.

Одна щель излучает слабо и широко. Антенну делают из многих щелей в стенке волновода: их излучение складывается, и получается узкий луч с высоким коэффициентом усиления.

Волноводно-щелевая антенная решётка

Волноводно-щелевая антенна — ряд щелей вдоль волновода. Щели ставят с шагом около половины длины волны в волноводе и поочерёдно смещают по разные стороны оси: соседние щели при этом излучают в фазе. Плоская щелевая антенная решётка — несколько таких волноводов рядом, запитанных общим делителем: так формируют узкий луч и в азимуте, и по углу места.

СхемаКак работаетОсобенность
Резонансная (стоячая волна)волновод закорочен на конце, щели в пучностях стоячей волнылуч по нормали к решётке, полоса узкая
Нерезонансная (бегущая волна)волна идёт к согласованной нагрузке на конце, щели отбирают часть мощностиполоса шире, луч отклоняется от нормали с изменением частоты
Плоская решётканесколько волноводов со щелями и общий делительузкий луч в двух плоскостях, малая толщина

Чем щелевая антенна отличается от рупорной и параболической

  • Толщина — щелевая решётка плоская, без выступающего облучателя; рупор и зеркало занимают объём.
  • Прочность и мощность — цельнометаллическая конструкция без диэлектрика выдерживает большую мощность и внешние воздействия.
  • Полоса частот — уже, чем у рупора: решётка рассчитана под конкретный диапазон.
  • Диаграмма — распределение возбуждения щелей задаёт уровень боковых лепестков; его закладывают при расчёте смещений щелей.

Как выбрать волноводно-щелевую антенну

  • Диапазон частот — решётка узкополосная: диапазон модели должен перекрывать рабочие частоты с запасом.
  • Коэффициент усиления и ширина луча — определяются размером решётки; значения каждой модели — в таблице серии.
  • Поляризация — у продольных щелей линейная; для круговой поляризации применяют крестообразные щели или поляризатор.
  • Вход — волноводный фланец или коаксиальный соединитель; тип указан в таблице.

Где применяют

ОбластьЗачем щелевая антенна
Радиолокациянавигационные и обзорные радары: узкий луч, прочность, работа на вращающейся платформе
Спутниковая связьплоские антенны терминалов Ku-диапазона
Радиорелейные линии и бортовые системымалая толщина и масса при высоком усилении
Измерениянаправленные антенны стендов

Серия КАДАММ

Волноводно-щелевые антенны и антенные решётки KADAMM АЩ — 4 модели, 8,6 – 12,75 ГГц. Раздел — волноводно-щелевые антенны в разделе волноводные антенны.