Щелевая антенна

Щелевая антенна – это антенна, у которой отверстия на проводящей поверхности излучают или принимают радиоволны. Щелевая антенна может выполняться как объемный резонатор, жесткая коаксиальная линия, или же плоский металлический экран. В проводящей поверхности антенны прорезаются отверстия, которые при возбуждении начинают излучать радиоволны.

В резонаторах, коаксиальных линиях и волноводах щели возбуждаются внутренним электромагнитным полем. В плоских экранах отверстия возбуждает радиочастотный кабель, который подключается к краям этих отверстий.

В начале 1940-х гг. А. А. Пистолькорс предложил производить расчет щелевых ламп по принципу двойственности. Если расчет поля щелевой антенны производится при сопоставлении с магнитной антенной, то задача заметно облегчается. Щелевая антенна рассчитывается с введением фиктивного магнитного тока, который протекает вдоль отверстий. При изменении векторов щелевое поле будет совпадать с полем ленточного вибратора, который дополняет экран и делает его сплошным.

Конструкция щелевых антенн довольно проста. При установке антенн на летательные аппараты и другие движущиеся объекты положительным моментом выступает тот факт, что в антеннах отсутствуют какие-либо выступающие элементы конструкции.

Среди щелевых антенн, работающих в дециметровом и метровом диапазонах, самыми распространенными считаются слабонаправленные антенны. Подобные щелевые антенны изготовляются на основе объемных резонаторов. Формы отверстий антенн аналогичны формам щелей плоских проволочных антенн. Волноводные щелевые антенны состоят из радиоволновода и щелевого вибратора. Главная задача, стоящая перед конструкторами резонаторных щелевых антенн, – правильно согласовать кабель, имеющий низкое сопротивление, и отверстие с высоким входным сопротивлением.

Остронаправленные многощелевые волноводные антенны используются в сантиметровом волновом диапазоне. Многочисленные излучатели с определенными длинами отверстий и конкретным их расположением обеспечивают взаимное согласование волновода с антенной. При изменении фазовой скорости волны в волноводе происходит качание луча. Подобное сканирование луча в волноводно-щелевых антеннах является основным достоинством этих антенн. В 1940-х гг. был установлен эффект качания луча при погружении внутрь волновода продольной пластины или при изменении расстояния между стенками волновода прямоугольной формы. В 1950—1960-е гг. разрабатывались методы частотного сканирования для волноводно-щелевых фазированных антенных решеток, которые успешно осуществлялись не только теоретически, но и практически.

Самым перспективным направлением разработки щелевых антенн считается развитие конструкций антенн, основанных на полосковых линиях и печатных схемах.