фокусным (мелким), если Ро/2/<1, короткофокусным (глубоким), если Ro/2f>\, где / - фокусное расстояние, J?o - радиус раскрыва щараболоида.

Если важен КНД, а боковые лепестки и потери мощности имеют малое значение, то целесообразно использовать относительно плоский параболоид (длиннофокусное зеркало). Если важно уменьшить величину боковых лепестков и теряемую мощность, то целесообразно использовать более глубокий параболоид (короткофокусное зеркало). Диаграмма направленности облучателя не должна быть слишком широкой, так как при этом часть энергии будет излучаться за пределы зеркала. С этой целью у облучателя ставится рефлектор, исключающий излучение энергии в сторону, противоположную зеркалу.

Для параболической антенны КНД определяется формулой (9.1) с максимальным коэффициентом использования поверхности /Си=0,5-0,6.

Если при заданной форме зеркала расширять ДН облучателя, то облучение зеркала становится более равномерным, Ки растет, что ведет к увеличению КНД. Однако вместе с тем увеличивается доля энергии, проходящая мимо зеркала, что в свою очередь уменьшает Кк и КНД. В связи с этим существует условие оптимального облучения зеркала. Очевидно, что при заданной диаграмме направленности облучателя имеется оптимальная величина Ro/2f, определяющая максимальный результирующий /( и максимальный КНД.

Для параболического зеркала можно управлять диаграммой направленности с по.мощью смещения облучателя в направлении, перпендикулярном оси зеркала. В этом случае диаграмма направленности смещается в сторону, противоположную смещению облучателя. Практически обычно облучатель перемешается не перпендикулярно оси Z, а по дуге, радиус которой равен фокусному расстоянию. Использовать большие отклонения (углы поворота) нельзя из-за появления искажений ДН вследствие фазовой ошибки, вызывающей уменьшение основного и увеличение боковых лепестков. Обычно место установки облучателя определяется экспериментально. Неточности выполнения поверхности зеркала и установки облучателя в фокусе, затемнение раскрыва зеркала облучателем и элементами его крепления, деформации поверхности и другое вызывают искажение диаграммы направленности.

Зеркальные антенны широко применяются ео всех областях радиотехники из-за простоты конструкции, большого коэффициента усиления, широкой полосы пропускания и т. д. Конструкции зеркальных антенн создаются в диапазонах от десятков метров до миллиметров.

9.14. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТЕРЖНЕВЫЕ АНТЕННЫ

Диэлектрическая антенна рис. 9.27 представляет собой диэлектрический стержень / (отрезок диэлектрического волновода),

который излучает электромагнитные волны в направлении продольной оси Z. При конструировании антенны с помощью- перехода 2 в ней стремятся возбудить волну -низшего типа НЕц, структура поля которой шоКазана на рис. 5.-15. Эта .волна не имеет-критической частоты, т, е,- может распространяться вдоль диэлектрического стержня на всех частотах и три любом диаметре стержня.

Рис. 9.27. Диэлектря-ческа-я стержневая алтенна:

1 - конусообразный диэлектрнческнй стержень; 2 - переход

Величина фазовой скорости распространения волны в диэлектрическом -волноводе лежит между величиной фазовой скоро-сти Т-волны в воздухе, ок)ужающем волновод, и величиной фазовой скорости этой .же волны в диэлектрике, из которого сделан волновод. Уменьшая диаметр стержня, приближаем фазовую скорость волны диэлектрического волновода к скорости Т-волны в воздухе. Равенство этих скоростей обеспечивает отсутствие отражений (полное излучение энергии). Оно наступает при диаметре конца антенн, равном

Для получения хорошей формы ДН важно, -чтобы вдоль стержня не распространялись высшие типы йолн. Анализ показывает, что для этой щели максимальный диаметр стержня должен удовлетворять неравенству

Длина диэлектрической антенны обычно не гпревы.шает (6- -7)Я,о, при этом ширина главного лепестка ДН бывает 24-25°, а КНД около .15-20 дБ.

Диэлектрические антенны чаще всего применяются как облучатели линз и зеркал, а также как излучающие элементы антенных решеток.

Глава 10

Интегральные схемы СВЧ

10.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Современное развитие микроэлектроники характеризуется разработкой Интегральных схем (ИС), которые позволяют реализовать большинство аппаратурных функций. Основными задачами при разработке ИС СВЧ являются: уменьшение габаритов и массы, повышение надежности, уменьшение экономических затрат, улучшение ряда электрических характеристик СВЧ узлов.

Начальный период миниатюризащии СВЧ узлов был связан с уменьшением геометрических размеров существующих волноводных устройств, дискретных комионентов. Интенсивная разработка микроминиатюрных схем СВЧ стала возможной благодаря применению новых технологических достижений. Современная технология изготовления позволяет (получить .большую точность изготовления При очень малых размерах и, следовательно, способствует повышению уровня интеграции.

Не менее важной является задача повышения .надежности ИС СВЧ, которая достигается за .счет улучшения надежности всех компонентов системы, резервирования, уменьшения числа соединений, совершенствования технологии.

Уменьшение экономических затрат, особенно при серийном выпуске ИС ОВЧ, обусловлено высокой технологичностью и значительным сокращением регулировочных и ремонтно-профилактиче-ских работ. Наиболее заметно снижается стоимость сложных систем с большим числом идентичных схемных элементов (например, фазированных антенных решеток). Так, увеличение выпуска микроэлектронных .изделий на три порядка .снижает стоимость примерно на порядок.

При оценке электрических характеристик ИС СВЧ следует проявлять некоторую, осторожность. Наряду с увеличением быстродействия, широкополосности и стабильности, не следует забывать, что в ИС СВЧ используются сравнительно низкодобротные печатные .линии передачи, что приводит К увеличению поте,рь интегральных .схем по сравнению со схемами на Основе высокодобротных волноводных линий передачи.

Полосковые линии передачи составляют фундамент ИС СВЧ, Б связи с чем в дальнейшем рассмотрим их основные типы и характеристики.

10.2. ТИПЫ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Полосковая линия передачи представляет собой проводник ленточного, прямоугольного или круглого сечения, расположенный на некотором расстоянии от металлической плоскости либо лежа-