Реферат: Печатные излучатели
Печатный излучатель представляет собой прямоугольную пластинку, возбуждаемую одним или несколькими штырями (рис. 7.1). Несмотря на простоту конструкции, это многофункциональный элемент, он может создавать поле излучения как с линейной, так и с круговой поляризацией, а также работать на одной или двух частотах с взаимно ортогональным расположением плоскостей поляризации излучаемых волн. Теория печатных излучателей может быть построена на базе различных физических моделей. Одна из таких моделей базируется на представлении печатного излучателя в виде разомкнутого отрезка несимметричной полосковой линии, возбуждаемого штырем через отверстие в экране.
 |
??? ???????????? ???????, ?????????? ?? ?????? ??????? ?????, ? ??????? ??????????? ??????????? ???? ?????-T-?????. ? ???????? ?????????? ??? ??????? ?????????? ????? ?????????? ???? ?? ???? ????????? ????????????? ?????????. ??????????????, ??? ??????? ?????????? ????? ???????? ????, ???????????? ???????? ??????? ??????????? ?????????? ? ???????, ? ????????? ?? ??????? ????? ???????????? ????. ?? ????????? ? ????????? ?????-T-?????, ?????????? ?? ????, ????????, ?????????? ????????? ??????, ????????, ??????? ??????????? ????????? ? ????????? ???????? ????? ?????? ? ???????. ????????????? ????, ? ????? ???? ????? ??? ?????????? ????? ????? ????????? ?????? ? ???????????? ?????? ???? ?????????? ?? ??????????????? ????????????? ? ?????????????? ?????????? ????? ?? ??????? ?????-T-??????. ?? ???????? ???? ?????????? ???????? ????????????? ?????????????? ???? ? ???? ?????????????? ????. ??? ???????????? ????? ??????? ?????????? ????? ?????????? ????????? ???????? ????, ?????????? ?? ??? ??????, ? ????, ???????????? ??????, ??? ????????????? ???????????? ?????? ??????. ????????????? ????????? ???? ? ????, ? ????? ???????? ????????? ? ??????????? ?????? ????? ??????????.
Пусть направление оси отрезка полосковой линии совпадает с осью y (см. рис. 7.1). Тогда резонанс квази-T-волны, распространяющейся в этом направлении, определяется размером b пластинки. Размер а определяет входное сопротивление при резонансе. Торцевые щели 1, 3 излучают волны с основной
поляризацией, а боковые щели 2, 4 — волны с кроссполяризацией поля. Резонансный размер пластинки практически кратен половине длины квази-T-волны:
(7.1)
где 
lТ - длина квази-T-волны.
Распределение напряженности электрического поля вдоль торцевых и боковых щелей в резонансном режиме (рис. 7.2, б ) соответствует низшей резонансной частоте, когда длина отрезка полосковой линии близка к половине длины квази-T-волны. Энергия, запасенная в поле квази-T-волны при резонансе, достаточно велика. Следствием этого являются высокая добротность и узкополосность рассматриваемых излучателей. Если резонансный размер излучателя кратен нечетному числу полуволн квази-T-волны
(7.2)
то колебания поля в торцевых щелях противофазны. Направление эквивалентного магнитного тока в торцевых и боковых щелях
(7.3)
где n - единичный вектор нормали к плоскости щелей, при m=0 показано на рис. 7.2, в . sitednl.narod.ru/1.zip - база сотовых по Петербургу
Согласно (7.3) эквивалентные магнитные токи торцевых щелей при выполнении условия (7.2) синфазны. Излучение синфазных щелей имеет максимум в направлении нормали к плоскости экрана. На практике используются излучатели с резонансным размером, определяемым (7.2) при m=0 . Такие излучатели имеют минимальные габаритные размеры пластинки. Колебания поля и тока в излучателе с указанной длиной в дальнейшем будем называть низшим типом колебаний .
Если длина отрезка полосковой линии кратна четному числу полуволн квази-T-волны, т. е.
(7.4)
то излучатель в направлении нормали к плоскости экрана практически не излучает.
Разработка эффективных печатных излучателей и ФАР, построенных на их основе, тесно связана с созданием математических моделей, содержащих полное электродинамическое описание конструктивных элементов излучателей. Подробные модели и реализующие их программы для ЭВМ существуют и используются в САПР при создании ФАР. Ниже приводится приближенная методика расчета печатных излучателей, позволяющая оценить их характеристики и выбрать исходные варианты для моделирования на ЭВМ. Кроме того, даются справочные сведения о характеристиках печатных излучателей в плоских ФАР, полученные численными методами с учетом взаимовлияния излучателей.
ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА
Прямоугольная пластинка (рис. 7.3), расположенная над экраном, представлена отрезком
 |
????????????? ????????????? ?????, ??????????? ?? ???????????? ???????? ?????. ??? ???????????? ???????? ???????????? ?????????? ? ????????? ?????????? ??????, ????????????? ????????????? ???? ? ???????? ?????? ???????? ?????????? (??. ???. 7.2, а ). ??????????? - ????? ? ????????? ????? - ?? ????????????? ????? (??. ???. 7.3) ???????????? ???????? ?????????, ????????? ?? ??????????????? ?????????? ??????????? ?????????????, ????? ? ??????????? ?????????? ?????????? ???????????? ? ?????????? ??????????????, ??????????????? ???????? ?? ????? ???????? ? ?????????? ????? ????????? ?????.
Если толщина экрана существенно меньше длины волны и штырь является продолжением центрального проводника коаксиального волновода, то коэффициент трансформации идеального трансформатора можно положить равным единице, а реактивность параллельно включенного элемента - нулю.
Входное сопротивление излучателя
(7.5)
где
(7.6)
- входное сопротивление отрезка эквивалентной двухпроводной линии длиной 
нагруженной на сопротивление торцевой щели ZЩ1 ;
(7.7)
- входное сопротивление отрезка эквивалентной двухпроводной линии длиной 
нагруженной на ZЩ2 ; ZШТ — индуктивное сопротивление штыря.
В (7.5) — (7.7) W — волновое сопротивление полосковой линии; b — коэффициент фазы квази-T-волны, yШТ — смещение штыря вдоль оси у относительно средней точки.
Входное сопротивление (7.5) в рабочей полосе частот ведет себя как сопротивление параллельного контура, однако на частоте, соответствующей максимуму активной составляющей входного сопротивления, реактивная составляющая не обращается в нуль и равна индуктивному сопротивлению штыря ZШТ .
Из-за наличия емкостной реактивной составляющей сопротивления щелей резонансный размер пластинки несколько меньше значения (7.2).
Укорочение одиночного излучателя, а также излучателя в решетке с учетом их взаимовлияния не превышает 20%. Проводимость излучения торцевых щелей [7.1]
(7.8)
где величины
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--