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
625
Fig. 11. Vägskillnadslinser av, a snedställda metallskivor,
b korrugerade metallskivor (serpentinlins).
Fig. 12. Avsökningsantenn
enligt Schmidt-systemet,
där den sfäriska
aberrationen korrigeras med en
tunn lins i
reflektoröppningen.
2 q = 6 mm (q = 0,03 A). Brytningsindex blir
starkt frekvensberoende.
En väsentlig nackdel med denna linstyp är, att
konturen måste ändra sig språngvis från ett
gal-lerplan till ett annat. Eftersom avståndet
mellan planen är en väsentlig del av våglängden, kan
avsevärda fasfel härigenom uppstå i aperturen.
Vägskillnadslinser
Alla hittills behandlade linsmedia har haft ett
brytningsindex skilt från 1, dvs. vågens
fashastighet har varit en annan i mediet än utanför.
Det är emellertid möjligt att för mikrovågor
åstadkomma fokuserande linser utan att ändra
fashastigheten i linsmediet. Man tvingar i stället
olika delar av den infallande vågen från mataren
att gå olika vägar, vars längder avpassas så, att
en plan fasfront erhålles över linsaperturen.
Sådana linser benämnes vägskillnadslinser, fig. 11.
Vågen leds i en bestämd bana mellan parallella
ledande ytor. Om E-fältet står vinkelrätt mot
dessa, sker fortplantningen med samma
fashastighet som i luft. Avståndet mellan de ledande
ytorna bör vara mindre än en halv våglängd.
Riktantenner för vidvinkelavsökning
Ett av de allra största användningsområdena
för de riktantenner som här diskuterats, är
radartekniken. Där är man intresserad av att
snabbt kunna svepa med antennstrålen över ett
stort vinkelområde.
Strålningsloben kan vridas antingen genom att
hela antennsystemet vrids eller genom att enbart
mataren flyttas. En vridning av hela systemet
kan ofta inte utföras tillräckligt snabbt.
Fördelen med att endast behöva flytta den lilla
mataren är uppenbar. Dock medför ett sådant
avsökningsförfarande förändringar av antennens
strålningsegenskaper till följd av uppkomman-
de amplitud- och fasfel över aperturen
motsvarande inom optiken förekommande aberrationer.
Ref lektor antenner
Paraboliska reflektorer är inte särskilt lämpade för
vidvinkelavsökning. En förflyttning av mataren ur fokus
vinkelrätt mot parabolens axel ger visserligen en motsvarande
vridning av riktningen för starkaste strålning men
samtidigt försämras strålningsdiagrammet hastigt med ökande
avsökningsvinkel.
Sfäriska reflektorer (Schmidt-systemet) synes lämpa sig
väl som avsökningsantenner. En sådan reflektor besitter
den symmetri, som är nödvändig för att
strålningsdiagram-inets form ej skall påverkas av matarens läge. På grund
av den sfäriska aberrationen kan dock inte
tillfredsställande strålningsegenskaper erhållas för något matarläge.
Den sfäriska reflektorns svagheter kan avhjälpas med en
anordning, som direkt har hämtats från optiken.
Schmidt-teleskopets princip har, applicerad inom antenntekniken,
resulterat i en mycket god avsökningsantenn, fig. 12. Den
sfäriska aberrationen korrigeras här med en tunn lins i
reflektoröppningen.
Cylindriska Schmidt-system har konstruerats för
mikrovågor med möjlighet till en total avsökning av en vinkel
lika med 20 strålbredder (halveffekt) utan nämnvärda
diagramförändringar. En väsentlig nackdel är, att systemet
måste ges en utsträckning som är ca dubbelt så stor som
den som krävs för den önskade lobbredden, då endast en
del av reflektorn utnyttjas åt gången. Detta är det pris
man får betala för de goda avsökningsmöjligheterna.
Linsantenner
Linsantenner är överhuvudtaget bättre lämpade för
avsökning än reflektorantenner. Det sammanhänger med att
man vid dimensioneringen av en lins har möjlighet att
uppfylla flera villkor än bara det, att fasfronten över aperturen
skall vara plan för ett visst matarläge. Linsen kan sägas
vara entydigt bestämd av tre parametrar: innerytan,
tjockleken och brytningsindex. Man kan sålunda uppställa tre
villkor för att linsens utförande helt skall fastläggas.
Metallskivlinser och ågglådelinser är tacksamma objekt för
studium av en linsantenns avsökningsegenskaper.
Beräkningarna blir här avsevärt förenklade genom att
strål-gången genom linsen är given. Följande exempel, fig. 13,
kan få illustrera, hur man kan dimensionera en lins för
att få goda avsökningsförhållanden.
Två av de tre villkor man har rätt att uppställa för att
fastlägga linsens utformning kan lämpligen vara, att
linsen skall ha två fokalpunkter Ft och F2 symmetriskt
belägna i förhållande till linsaxeln. När mataren befinner sig vid
I’\ eller F2, är sålunda den utgående vågens fasfront plan.
En närmare undersökning visar, att dessa två villkor
fastlägger utformningen av linsens innerkontur. Den får
forman av en ellips med brännpunkterna i F, och F„. Det
tredje villkoret kan sedan vara t.ex. konstant brytningsindex,
fig. 13 a, eller plan vtteryta, fig. 13 b, i vilket fall
brytningsindex blir varierande inom linsen, vilket i fig. 13
åskådliggjorts med varierande plattavstånd. För en lins
Fig. 13. Metallskivlinser för avsökning; Ft och Ft
fokalpunkter, ot strålvinkeln efter linsgenomgången, a lins med
konstant brytningsindex, b lins med plan ytteryta och
inom linsen varierande brytningsindex.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
