Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 27. 31 juli 1956 - Mikrovågsantenner med optiska analogier, av Göran Svennérus
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 juni 1956
623
Fig. 7. Metalliska
fördröjningsmedia; a
di-elektrikum uppbyggt
av små runda
metallskivor, b dielektrikum
uppbyggt av parallella
metallband.
aperturstorleken. Man anser det inte troligt, att
dielektriska linser med aperturdiametrar över
ea y2 m kan komma till någon större
användning. Detta innebär, att den dielektriska linsens
användningsområde förskjuts mot högre
frekvenser, ned mot X = 1 cm, där en sådan
aper-turstorlek (eller mindre) kan vara tillräcklig för
att åstadkomma önskad riktverkan.
För längre våglängder kommer den dielektriska
linsen speciellt till användning i sådana
cylindriska system som t.ex. en faskorrigerad
en-plans tratt. Linsen, som här utgör det
faskorri-gerande elementet, är placerad i mynningen av
den platta tratten och dess ena dimension är
sålunda begränsad till den matande vågledarens
grovlek.
Metalliska fördröjningsdielektrika
Den brytande verkan hos ett vanligt
dielektrikum kan reproduceras vid mikrovågsfrekvenser
med ett artificiellt dielektrikum, tillverkat som
en modell av molekylstrukturen i stor skala. Ett
yttre fält polariserar molekylerna i ett vanligt
dielektrikum så att den elektromagnetiska
strålningen fördröjes i sin utbredning, dvs.
fashastigheten blir mindre än i luft. Eftersom ledande
element också polariseras i ett elektromagnetiskt
fält, kan de användas som byggstenar i det
artificiella dielektriket och sålunda ersätta
molekylerna. De metalliska elementen ger liksom
molekylerna en fördröjning av utbredningen,
vilket gett upphov till benämningen metalliska
fördröjningsdielektrika.
Artificiella linsmedia kan uppbyggas på olika
sätt, fig. 7, t.ex. av små runda, metalliska skivor,
kvadratiskt anordnade i parallella plan, fig. 7 a.
Fortplantningsriktningen är vinkelrät mot
skivornas plan och sammanfaller sålunda med
z-axeln i figuren. Mediets verkan är oberoende av
den infallande vågens polarisation på grund av
den symmetriska utformningen. I många fall
är det tillräckligt, att linsen endast fokuserar
strålning med viss bestämd polarisation. Mediet
kan då utföras enklare, fig. 7 b. Här består
elementen av parallella metallband till sin
utsträckning vinkelräta mot E-fältet. Detta
banddielek-trikum är kanske det vanligaste metalliska
fördröjningsmediet för linsantenner.
Elementen kan ges åtskilliga andra former.
Gemensamt för alla dessa artificiella dielektrika är
emellertid det regelbundna anordnandet i plan
vinkelräta mot linsaxeln. Planen är i allmänhet
belägna på lika avstånd från varandra och
åtskilda av något dielektriskt material. Elementens
utsträckning i fortplantningsriktningen bör vara
så liten som möjligt. I annat fall reduceras
effektiva brytningsindex. En av de första artificiella
linser, som konstruerades, var uppbyggd av
sfäriska kulor. Med en sådan anordning kunde man
dock inte nå högre brytningsindex än ca 1,3.
Brytningsindex kan beräknas på flera olika sätt. Ett sätt
utnyttjar analogin mellan den plana vågens utbredning
och fortplantningen längs en transmissionsledning.
Vid infall mot ett skikt av t.ex. metallband reflekteras en
plan våg med samma reflexionskoefficient, som erhålles i
en transmissionsledning, när denna shuntas med en
reaktans. Ett artificiellt dielektrikum kan i enlighet härmed
representeras av en transmissionsledning med
karakteristiska admittanser Y0, vågadmittansen i distansdielektriket,
och successivt shuntad med susceptanser B, fig. 8.
Avståndet mellan susceptanserna är lika med avståndet a
mellan successiva elementplan i det artificiella mediet.
Susceptansens storlek är bestämd av elementens
utformning och dimensioner.
Med tillämpning av filterteori kan fasvridningen utefter
ledningen beräknas och därmed mediets brytningsindex n.
För metalliska fördröjningsdielektrika är B kapacitiv
(ß> o), vilket alltid ger n större än 1. Man finner, att
brytningsindex blir frekvensoberoende, så länge
avståndet mellan elementplanen är litet i förhållande till våg-’
längden. För att erhålla goda bredbandsegenskaper utan
att tillgripa alltför opraktiskt små dimensioner väljer
man a = 0,110, där A0 är dimensioneringsvåglängden.
Vid konstruktion au metalliska
fördröjningsdielektrika består den huvudsakliga svårigheten
i att finna en lämplig metod att hålla elementen
i sina rätta lägen. Närmast till hands ligger att
placera dem i något plastmaterial. Detta bör vara
så lätt som möjligt och ha ett brytningsindex
nära 1 och en låg förlustfaktor. Ett material, som
uppfyller alla dessa krav, är expanderad
poly-styren (styrafoam). Detta material tål inte några
större mekaniska påfrestningar.
Elementen kan vara tillklippta av metallfolie
eller sprutade på tunna skikt (papper) eller i
vissa fall direkt på skivor av det bärande dielek-
Fig. 8. Ledningsekvivalent för metalliskt
fördröjningsmedium; Y0 karakteristiska admittansen, B shuntande
su-sceptansen.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
