Зеркальная антенна - антенна, в которой
формирование диаграммы направленности осуществляется с помощью зеркально
отражающих поверхностей. Появление 3. а. восходит к классич.
экспериментам Г. Герца (Н. Hertz), применившего в 1888 параболич.
цилиндрич. зеркало для фокусировки радиоизлучения дециметрового
диапазона. Это устройство является прототипом совр. 3. а., состоящей из
системы зеркал (в простейшем варианте - из одиночного зеркала) и системы
облучателей (в простейшем случае - одиночного облучателя,
расположенного в фокусе). Приёмные и передающие 3. а. обычно не имеют
конструктивных отличий, более того, в радиолокац.
системах часто одну и ту же 3. а. используют в качестве передающей и
приёмной, поэтому термин "облучатель" условен, это может быть также и
входной узел приёмного тракта. Используют зеркала разл. формы:
параболич., эллиптич., гиперболич., сферич., плоские, встречаются
отражатели в виде параболич. цилиндра, параболич. тора и т. п. (рис. 1).
Рис. 1. Отражатели зеркальных антенн.
Наиб. распространены однозеркальные антенны, облучаемые из фокуса f
с помощью "первичного" облучателя, напр., диполя или рупора,
подключённого к линии передачи или волноводу (в приёмной 3. а.- к
детектору). В простейших многозеркальных антеннах применяют комбинации
из параболич. зеркала и конфокального с ним зеркально отражающего
гиперболоида или эллипсоида, фокусирующих излучение
на поверхности гл. параболоида (рис. 2), куда и помещают первичный
излучатель. Расчёт характеристик 3. а. обычно осуществляют в два этапа:
сначала в приближении геом. оптики качественно определяют конфигурации
осн. элементов 3. а. и их взаимное расположение; затем оценивают дифракц. эффекты, связанные с конечностью отношения длины волны излучения l к характерным размерам 3. a. L, а также с искажениями поля на резких краях зеркал, с неизотропностью диаграммы направленности первичного облучателя, её поляризац. особенностями и т. п. Обычно L>>l, что оправдывает применение разл. асимптотич. методов
теории дифракции. Неровности поверхности 3. а. не должны превышать
величины l/20; обычно для изготовления зеркал используют лёгкие
металлич. листы или сетки.
С помощью 3. а. формируют весьма узкие диаграммы направленности с
незначит. величиной боковых лепестков.
Рис. 2. Двухзеркальные антенны: вверху - антенна Кассегрена, внизу - антенна Грегори.
Это обстоятельство, а также простота осуществления механич. и электрич.
сканирования диаграммы направленности при слабой зависимости её
характеристик от частоты (что обеспечивает широкополосность 3. а.
обусловили применение 3. а. в радиолокации, в технике связи (в т. ч. и
космич.), в радиоастрономии. При этом существенна возможность
предельного понижения шумовой температуры. К таким "малошумящим" 3. а. относятся, в частности, антенна переменного профиля ,перископич. антенны, рупорно-параболические и др. 3. а. используют в качестве антенн радиотелескопов, а также в качестве осн. элементов в радиоинтерферометрах и системах апертурного синтеза.
Литература по зеркальным антеннам
Щелкунов С., Фриис Г., Антенны (Теория н практика), пер. с англ., М., 1955;
Фельд Я. Н., Бененсон Л. С., Антенны сантиметровых и дециметровых волн, ч. 1, М., 1955;
Вайнштейн Л. А., Электромагнитные волны, М., 1957;
Фрадин А. 3., Антенны сверхвысоких частот, М., 1957;
Марков Г. Т., Сазонов Д. М., Антенны, 2 изд., М., 1975;
3елкин Е. Г., Построение излучающей системы по заданной диаграмме направленности, М.- Л., 1963;
Сканирующие антенные системы СВЧ, пер. с англ., т. 1-3, М., 1966-71;
Шифрин Я. С., Вопросы статистической теории антенн, М., 1970;
Бахрах Л. Д., Кременецкий С. Д., Синтез излучающих систем, М., 1974;
Цейтлин Н. М., Антенная техника и радиоастрономия, М., 1976;
Айзенберг Г. 3., Ямпольский В. Г., Терешин О. Н., Антенны УКВ. ч. 1-2, М., 1977;
Вычислительные методы в электродинамике, пер. с англ., М., 1977;
Антенны. Современное состояние и проблемы, под ред. л. Д. Бахраха и Д. И. Воскресенского, М., 1979;
Бахрах Л. Д., Курочкин А. П., Голография в микроволновой технике, М., 1979;
Кинг Р., Смит Г., Антенны в материальных средах, пер. с англ., [т. 1-2], М., 1984.
Знаете ли Вы, что такое "усталость света"? Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г. На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях. Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
