При изложении данного материала будем в основном следовать рекомендациям, изложенным в работе [29].
-
Система возбуждения в виде антенны Уда—Яги с поверхностной волной должна проектироваться исходя из расчета оптимальной скорости, соответствующей длине антенны 2l (а не длине l). Для выбора параметров антенны можно воспользоваться рис. 6.60а.
-
Усиление антенны обратного излучения должно примерно на 6 дБ превышать усиление антенны Уда—Яги, возбуждающей анализируемую антенну. Отметим, что эта оценка относится к рефлектору не очень больших размеров. Для рефлектора больших размеров усиление несколько уменьшается (до 4,5 дБ), что, по-видимому, объясняется появлением на рефлекторе противофазно возбужденных областей, размещенных на краях рефлектора.
Несколько слов о выигрыше в 6 дБ при использовании отражающего рефлектора. Этот выигрыш обусловлен двумя факторами. Первый из них достаточно очевиден — удваивается длина антенны поверхностной волны, что соответствует прибавке на 3 дБ.
Вторая причина, вызывающая дополнительный прирост усиления еще на 3 дБ, менее изучена. Некоторые авторы считают, что в данной схеме происходит более естественное согласование замедленной волны, распространяющейся вдоль антенны, с обычной волной, распространяющейся в свободном пространстве. Имеются и другие точки зрения по этому вопросу.
Для того чтобы на интервале R—W, равном длине L, возникла стоячая волна, необходимо, чтобы выполнялось условие L = nλ/2, где n — 1, 2, 3, ...
-
Размеры рефлектора указаны на рис. 6.60б. Радиус рефлектора t должен соответствовать условию $$\begin{equation}\frac{t}{\lambda}=0,57\sqrt{\frac{l}{\lambda}}\end{equation}\tag{6.10}$$
Если рефлектор выполнить с большим радиусом, то разница длин WB и WA может достигать λ/2, что соответствует противофазному возбуждению поверхности рефлектора, приводящему к уменьшению усиления антенной системы в целом.
Идеальным решением было бы выполнение профиля поверхности рефлектора в виде параболы, определяемой уравнением $$\begin{equation}X+\sqrt{X^2+Y^2}=l+\sqrt{l^2+d^2}\end{equation}\tag{6.11}$$ где X и Y — координаты относительно точки W. На рис. 6.60б парабола показана пунктирной линией.
Если допустить, что максимальная разность WB—WA не превышает λ/3, то получим зависимость, показанную на рис. 6.60в. Отметим, что приведенные результаты нашли экспериментальное подтверждение.
Если l > 2λ, то можно пользоваться упрощенной формулой $$\begin{equation}\frac{t'}{\lambda}=1,1\sqrt{\frac{l}{\lambda}}\end{equation}\label{6.12}$$
И, наконец, если вместо плоского рефлектора с диаметром 2t' применить зонированный рефлектор, шаг ступеньки которого соответствует λ/4, то дополнительное усиление, обусловленное использованием схемы обратного излучения, возрастает до 8 дБ по сравнению с усилением одиночной антенны, используемой в качестве возбудителя антенны обратного излучения.