Щелевая антенна

Щелевая антенна, антенна, выполненная в виде металлического радиоволновода, жёсткой коаксиальной линии, объёмного резонатора или плоского металлического листа (экрана), в проводящей поверхности которых прорезаны отверстия (щели), служащие для излучения (или приёма) радиоволн. Излучение происходит в результате возбуждения щелей: в волноводах, резонаторах и коаксиальных линиях — внутренним электромагнитным полем, в плоских экранах — с помощью радиочастотного кабеля, подключенного непосредственно к краям щели. В общем случае расчёт поля Щ. а. представляет собой сложную дифракционную задачу, которую можно существенно упростить, вводя фиктивный «магнитный» ток, текущий вдоль щели, представив щелевой излучатель в виде магнитной антенны (см. Излучение и приём радиоволн). При этом, например, поле щели, прорезанной в плоском экране, совпадёт (при замене векторов Е и Н соответственно на Н и —Е) с полем ленточного вибратора, дополняющего экран до сплошного (метод расчёта Щ. а., получивший назв. принципа двойственности; впервые предложен А. А. Пистолькорсом в нач. 40-х гг. 20 в.).

  Щ. а. отличаются сравнительной простотой конструкции; в них могут отсутствовать выступающие части, что в ряде случаев является их существенным преимуществом (например, при установке на летательных аппаратах). Из Щ. а. метрового и дециметрового диапазонов наибольшее распространение получили слабонаправленные Щ. а., выполненные на основе объёмных резонаторов (резонаторные Щ. а.). По форме щелей такие антенны являются аналогами различных плоских проволочных антенн. Основная трудность при разработке резонаторных Щ. а.— согласование высокоомной щели (входное сопротивление до 10³ ом) с относительно низкоомным кабелем (волновое сопротивление 50—75 ом). В диапазоне сантиметровых волн применяются главным образом остронаправленные многощелевые волноводные антенны (см. рис. 18). Согласование такой антенны с волноводом обеспечивается использованием большого числа излучателей, а также подбором длин щелей и их расположением. Важное достоинство волноводно-щелевых антенн — возможность качания (сканирования) луча посредством изменения фазовой скорости волны в волноводе. Ещё в 40-е гг. 20 в. были разработаны Щ. а., в которых этот эффект достигался изменением расстояния между узкими стенками прямоугольного волновода или погружением внутрь волновода продольной пластины. В 50—60-е гг. были практически осуществлены методы электрического (частотного) сканирования, в том числе для волноводно-щелевых фазированных антенных решёток. Одно из перспективных направлений развития техники Щ. а. — разработка конструкций на основе печатных схем и полосковых линий.

  Лит.: Фельд Я. Н., Основы теории щелевых антенн, М., 1948; Жук М. С., Молочков Ю. Б., Проектирование антенно-фидерных устройств, М.— Л., 1966; Резников Г. Б., Антенны летательных аппаратов, М., 1967; Лавров А. С., Резников Г. Б., Антенно-фидерные устройства, М., 1974.

  Л. С. Бененсон.

Рис. 18. Волноводная щелевая антенна: 1 — щелевые вибраторы; 2 — радиоволновод. Стрелкой показано направление движения электромагнитной энергии в радиоволноводе.