14.3.4. Поверхностные излучатели

Диаграммы направленности продольного излучения, узкие в одной плоскости, можно получить с помощью решеток из таких элементов [621], как диэлектрические стержни [707], ребристые волноводы, спирали [224, 620] и логарифмическо-периодические структуры [562]. Аналогичные диаграммы направленности можно также получить с помощью таких поверхностных структур, как диэлектрические пластины [61, 368, 558, 625], которые можно сделать излучающими [128, 132] путем введения малых неоднородностей в виде выпуклостей, либо в виде изменений поперечного сечения [606].

В антенне с вытекающей волной была использована [200] индуктивная сетка, расположенная над проводящим листом. Излучатели с гофрированной поверхностью [131, 372, 557] могут иметь постепенно убывающую по длине глубину канавок, так что скорость распространения волны будет увеличиваться, а поле простираться все дальше от поверхности; по существу здесь происходит трансформация направляемой волны в волну, распространяющуюся в свободном пространстве.

Как следовало ожидать, диаграмма направленности направляющей поверхности [649] состоит из лепестков, чередующихся с нулями, которые могут заполняться при небольшом искривлении излучающей поверхности. Показано [133], что если гофрированную поверхность длиной шириной изогнуть с радиусом кривизны около то при работе на частоте уровень в области первого нуля возрастает на 16 дб; области последующих нулей заполняются в меньшей степени.

В другой антенне бегущей волны [146] цилиндрической формы элементы возбуждаются напряжением с равными амплитудами и с непрерывно нарастающей фазой. Если плоский диск с кольцевыми гофрами или диэлектрическим слоем возбуждать из центра, то получится антенна с «продольным» излучением, имеющая всенаправленную по азимуту диаграмму [218]. При сферическом изгибании антенны ее характеристики улучшаются [133]. Одна такая антенна [353] представляет сферическую выпуклую чашу радиуса 62,5 см, имеющую гофры, глубина которых постепенно уменьшалась от около возбуждающей апертуры до нуля на краю. Ширина диаграммы направленности по углу места равна приблизительно 50°, а входной КСВН был лучше 1,2 в диапазоне частот Работа с двумя поляризациями возможна при использовании диэлектрической пластины, покрывающей гофрированную поверхность, например, как показано на рис. 10.20.

Существенные успехи достигнуты в синтезировании диаграмм направленности с помощью модулированных замедляющих структур [468], в которых при распространении волны вдоль поверхности фаза и (или) амплитуда изменяются. Исследование показало, что с помощью модулированных медленных волн можно получить очень большое усиление при продольном излучении и формировать лучи, наклоненные под произвольным углом к поверхности. Были вычислены [337] диаграммы направленности для прямоугольного однородного по толщине бруска, расположенного на проводящем слое, у которого диэлектрическая и (или) магнитная проницаемости медленно изменяются по синусоидальному закону вдоль направления распространения. Показано, что более широкие возможности управления характеристиками диаграммы направленности можно получить методом модуляции комбинациями гармоник [616].