Изобретение относится к области антенной техники, а именно к способу качания диаграммы направленности антенны.
Известен способ качания диаграммы направленности антенны изменением диэлектрической постоянной среды.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что изменение диэлектрической постоянной среды, заполняющей радиоволновод, осуществляют изменениями степени ионизации или плотности электронного пространственного заряда, создаваемого в этой среде.
Сущность способа состоит в том, что качание диаграммы направленности антенны происходит за счет изменения диэлектрической постоянной среды, заполняющей волновод и представляющей собой электронный пространственный заряд или ионную плазму. Благодаря изменению диэлектрической постоянной среды изменяется длина волны внутри щелевой антенны.
Зависимость между необходимым значением диэлектрической постоянной среды Е и желаемым углом поворота Дф максимума основного лепестка антенны, выполненной в виде ряда полуволновых щелей в стенке волновода, определяется выражением
sin Дер
(1)
// X 2 -(-.}
где К - критическая длина волны, пропускаемая волноводом;
Ло - длина волны в свободном пространстве.
Зависимость между значением Е и требующейся для этого степенью ионизации внутри волновода определяется выражением:
д тэ( + д°)
// X Л 1- - V -о /
sin Acf
(2)
sin ,
/-(t
где Л - плотность электронов в одном кубическом сантиметре; гпэ-масса электрона;
со - угловая частота;
а -коэффициент, характеризующий потери скорости электрона из-за столкновения с молекулами среды и зависящий от диаметра молекул и плотности газа;
При уменьшении плотности газа в волноводе можно получить значения а ., тогда необходимая степень ионизации определяется из выражения:
ffZgH
-X
/-(
4я:е2
sin А
Sin А
ТТ
-и
Из выражений (2) и (3) можно получить необходимую степень ионизации для заданного значения угла Дф и размеров волновода.
Максимальный коэффициент поглощения К электромагнитной волны в ионизированной среде с учетом выражения (1) определяется из выражения:
sin
1 -
lA-fV V
81пД, (4)
К
sin Д
2Со
(
где Со - скорость света в свободном простран1Стве.
В случае работы с электронным пространственным зарядом, т. е. при практически достижимом вакууме, а 0 и, следовательно, . Необходимо иметь в виду, что это справедливо при скоростях движения электронов во внутриволноводном пространстве значительно меньше скорости света. Кроме того, определяемый выше коэффициент поглощения К относится лишь к поглощению, связанному с присутствием ионизированной среды, и должен суммироваться с поглощением, имеющим место в щелевой антенне при вакууме, т. е. при
.
На фиг. 1 приведена конструкция антенны с изменением диэлектрической постоянной среды при изменении плотности электронного пространственного заряда; на фиг. 2 - то же, при изменении- степени ионизации.
Антенна представляет собой металлический волновод / и вырезанными излучающими щелями 2, вакуумный и имеющий внутри три электрода термоэмиссионный катод 3, обеспечивающий необходимую максимальную плотность электронов в пучке, .сетку 4, на которую
подается изменяющееся с частотой «ачания отрицательное напряжение, регулирующее плотность электронного пучка от нуля до необходимого значения, анод 5, обеспечивающий
прохождение электронного пучка через волновод.
Для обеспечения равномерности пучка вдоль волновода, а также отсутствия оседания электронов на стенках волновода необходимо фокусировка луча. Так как волновод латунный, то возможно создание магнитной фокусировки с помощью соленоида, намотанного на волновод, витки которого проходят в пазах между щелями.
Вблизи сетки 4 в волноводе делается отросток для подключения тракта высокой частоты. Вблизи анода 5 на некотором участке внутренняя поверхность волновода покрывается слоем аквадака для поглощения электромагнитной
волны, что необходимо для создания общей волны в щелевой антенне.
Щели и входное отверстие для высокой частоты должны быть закрыты тролетулом или эскапоном для обеспечения герметизации.
В антенне, работающей при использовании газовой ионизации сканирование производится изменением тока в ионной плазме. В этом случае фокусировка не требуется и конструкция антенны упрощается. Плотность газа в волноводе 6 должна быть рассчитана исходя из допустимого коэффициента поглощения электромагнитной волны. На фиг. 2 приведен один из возможных вариантов изменения тока в ионной плазме с помощью электронной лампы 7,
работающей на нелинейном участке характеристики.
В зависимости от напряжения сканирования на ее сетке изменяется сопротивление лампы, включенное последовательно в цепь питания
антенной трубки.
Предмет изобретения
Способ качания диаграммы направленности антенны, выполненной в виде ряда щелей в стенке радиоволновода, путем изменения диэлектрической постоянной среды, заполняющей радиоволновод, отличающийся тем, что изменение диэлектрической постоянной среды, заполняющей радиоволновод, осуществляют изменением степени ионизации или изменением плотности электронного пространственного заряда, создаваемого в этой среде.
3 /
и П
II
чМФЬ
.фуг..
HI I 11
