Антенны, которые мы обсуждали до сих пор, использовали плоскую поверхность. Объективные антенны используют изогнутую поверхность как для передачи, так и для приема. Объективные антенны состоят из стекла, где соблюдаются сходящиеся и расходящиеся свойства объектива. Объективные антенны используются для высокочастотных применений.
Диапазон частот
Частотный диапазон использования линзовой антенны начинается с 1000 МГц, но его использование больше при 3000 МГц и выше .
Чтобы лучше понять антенну объектива, необходимо знать принцип работы объектива. Обычная стеклянная линза работает по принципу преломления.
Конструкция и работа линзовой антенны
Если предполагается, что источник света присутствует в фокусной точке линзы, которая находится на фокусном расстоянии от линзы, тогда лучи проходят через линзу в виде коллимированных или параллельных лучей на плоском волновом фронте.
Лучи, которые проходят через центр линзы, менее преломлены, чем лучи, которые проходят через края линзы. Все лучи направляются параллельно плоскому фронту волны. Это явление объектива называется расхождением .
Эта же процедура переворачивается, если луч света направляется справа налево от того же объектива. Затем луч преломляется и встречается в точке, называемой фокусной точкой, на фокусном расстоянии от линзы. Это явление называется конвергенцией .
То же самое можно лучше понять, наблюдая следующую диаграмму —
Диаграмма луча представляет собой фокусную точку и фокусное расстояние от источника до объектива. Полученные параллельные лучи также называют коллимированными лучами.
На приведенном выше рисунке источник в фокусе, на фокусном расстоянии от линзы, коллимируется во фронте плоской волны. Это явление можно обратить вспять, что означает, что свет, если он направляется с левой стороны, сходится на правой стороне линзы.
Именно из-за этой взаимности линза может использоваться в качестве антенны, поскольку одно и то же явление помогает использовать одну и ту же антенну как для передачи, так и для приема.
Изображение модели линзовой антенны показано на рисунке.
Для достижения фокусирующих свойств на более высоких частотах показатель преломления должен быть меньше единицы. Каким бы ни был показатель преломления, целью линзы является выпрямление формы волны. Основываясь на этом, разработаны линзы E-плоскости и H-плоскости, которые также задерживают или ускоряют фронт волны.
Типы линзовых антенн
Доступны следующие типы линзовых антенн —
-
Диэлектрическая линза или металлическая пластина в H-плоскости, или линза с задержкой (бегущие волны задерживаются носителем)
-
Металлическая пластина объектива
-
Неметаллический диэлектрический объектив
-
Металлический или искусственный диэлектрический тип линзы
Диэлектрическая линза или металлическая пластина в H-плоскости, или линза с задержкой (бегущие волны задерживаются носителем)
Металлическая пластина объектива
Неметаллический диэлектрический объектив
Металлический или искусственный диэлектрический тип линзы
преимущества
Ниже приведены преимущества объектива антенны —
-
В объективных антеннах, питающих и поддерживающих устройствах, не закрывайте апертуру.
-
Имеет большую допустимую конструкцию.
-
Можно обрабатывать большее количество волн, чем параболический отражатель.
-
Луч может быть перемещен под углом относительно оси.
В объективных антеннах, питающих и поддерживающих устройствах, не закрывайте апертуру.
Имеет большую допустимую конструкцию.
Можно обрабатывать большее количество волн, чем параболический отражатель.
Луч может быть перемещен под углом относительно оси.
Недостатки
Ниже приведены недостатки объектива антенны —
-
Линзы тяжелые и громоздкие, особенно на низких частотах
-
Сложность в дизайне
-
Дороже по сравнению с отражателями, для тех же спецификаций
Линзы тяжелые и громоздкие, особенно на низких частотах
Сложность в дизайне
Дороже по сравнению с отражателями, для тех же спецификаций
Приложения
Ниже приведены применения объектива антенны —
-
Используется как широкополосная антенна
-
Специально используется для микроволновых частот
Используется как широкополосная антенна
Специально используется для микроволновых частот
Сходящиеся свойства линзовых антенн могут использоваться для разработки антенн более высокого уровня, известных как параболические отражательные антенны, которые широко используются в спутниковой связи. Мы обсудим их в следующей главе.