Эцзэц антенналары

3. GÜZGÜ ANTENALARI

3.1. Güzgü antenalarının təyini, təsnifatı və iş prinsipi.

İlkin şüalandırıcının - işıqlandırıcının yaratdığı istiqamətlənmə­miş və ya zəif isti­qamətlənmiş elektromaqnit dalğalarını fəzaya şüalandırılan iti istiqamətlənmiş dalğalara çevirmək üçün dalğaların güzgüdən (reflektordan) əks olunma effektindən istifadə olunan qurğulara güzgü antenaları (GA) deyilir.

GA optik dalğalardan başlayaraq qısa dalğalara qədər müxtəlif tezlik dia­pa­zon­larında hədəfin aşkarlanması və müşayiəti, süni peyklərin idarəsi, gəmi artilleriyasının atəşinin idarəsi, və s. üçün geniş tətbiq olunurlar.

GA-nın müxtəlif növlərindən istifadə olunur: güzgü-rupor, parabolik güzgü (fırlanma paraboloidi, kəsik paraboloid və parabolik silindir), sferik güzgü, müstəvi və bucaqvari güzgülər, xüsusi formalı güzgü, iki və çoxgüzgülü antenalar. Güzgü­nün forması antenanın istiqamətlənmə diaqramının (İD) görünüşü və eni ilə müəy­yən olunur. Taktiki mülahizələrə əsasən hədəfin müşayiəti və gəmi artilleriyası atəşinin idarəsi üçün istifadə olunan RLS-nın antenaları iynəvarı İD-na, naviqasiya RLS-nın antenaları veer formalı İD-na, hava hədəflərinin aşkarlanması üçün istifadə olunan RLS-nın antenaları kosekans İD-na malik olmalıdır.

Həm horizontal, həm də vertikal müstəvilərdə eni eyni olan iynəvarı İD fır­lan­ma paraboloidi formalı güzgü ilə yaradılır. Digər əsas müstəvidə ensiz ləçəyə malik veer İD kəsik paraboloid və ya parabolik silindir vasitəsi ilə sintez olunur. Vertikal müs­təvidə xüsusi formaya və horizontal müstəvidə dar ləçəyə malik kosekans İD iki­qat əyriliyə malik güzgülərlə və ya digər texniki vasitələrlə yaradılır.

Güzgü parabolik antena fırlanma paraboloidi formalı metallik səthdən və pa­r­a­boloidin fokusunda yerləşdirilən ilkin şüalandırıcıdan - işıqlandırıcıdan ibarət olur. Paraboloid parabolanın onun oxu ətrafında fırlanmasından alınan səthdir.

Parabolik silindrin əsası paraboladır.

GA –nı xarakterizə edən bir sıra anlayışlar daxil edək.

Antenanın açılışı və ya deşiyi dedikdə müstəvinin güzgünün kənarları ilə məh­dud­lanmış hissəsi başa düşülür. Paraboloidin açılışı dairə formalıdır.

Parabolik reflektorun fokus məsafəsi onun səthindən parabo­lanın fokusu ad­la­nan nöqtəsinə qədər olan ən qısa məsafədir.

Güzgünün oxu və fokus ilə güzgünün kənar nöqtəsini birləş­dirən xəttin əmələ gətirdiyi bucağa parabolik güzgünün açılış bucağı deyilir.

Əgər nöqtəsinə, paraboloidin səthindən həndəsi optika qanunları ilə əks olu­nan, dağılan şüalar dəstəsi şüalandıran nöqtəvi elektromaqnit dalğaları mənbəyi yer­ləş­­dirilərsə, onda əks olunan şüaların hamısı oxuna paralel olacaq (şək.3.1.1). Belə­lik­lə, parabolik səth sferik dalğanı müstəvi dalğaya transformasiya edir. oxuna per­pen­dikulyar olan istənilən müstəvi, o cümlədən açılış müstəvisi sinfaz oyadılan səth olur. Əslində bu fərziyyə tam təqribidir, belə ki sferik güzgünün daxili səthinə düşən sferik dalğa (radio) səpələnir.

Parabolik güzgünün işıqlandırıcısı güzgünün bütün daxili səthini işıqlandıran və, mümkün qədər, güzgüdən kənar keçən sahə yaratmayan kiçik və zəif istiqamətlən­miş antena olur. Beləliklə fırlanma paraboloidi formalı antena işıqlandırıcının geniş istiqamətlənmə diaqramını paraboloidin ensiz diaqramına çevirir.

Fırlanma paraboloidinin fəza İD (əsas ləçək) iynəyə oxşar formaya malik olduğu üçün bu antenaları iynəvarı İD-na malik antenalarda adlandırırlar.

Başlanğıcı paraboloidin təpəsinə düşən düzbucaqlı koordinat sistemində para­bo­lik səth aşağıdakı tənliklə ifadə olunur:

. (3.1.1)

Başlanğıcı fokusda olan sferik koordinat sistemində isə bu səth digər tənliklə ifadə olunur:

, (3.1.2)

burada - fokusdan paraboloidin daxili səthinin istənilən nöqtəsinə qədər olan məsa­fədir; - güzgünün oxu ilə verilmiş nöqtəyə istiqamətin ( radius-vektorun) arasın­da­kı bucaqdır (polyar bucaq).

Fırlanma paraboloidinin açılış müstəvisinin radiusu və onun açılış bucağı aşağıdakı münasibətlə bağlıdırlar:

. (3.1.3)

Güzgünün forması adətən nisbəti və açılış bucağının yarısı ilə xarakterizə olunur. Əgər və ya olarsa güzgü uzunfokuslu (dayaz) adlanır (şək.3.1.2). Əgər və ya olarsa güzgü qısafokuslu (dərin) adlanır (şək.3.1.3). Əgər fokus güzgünün açılış müstəvisi ilə oxun kəsişmə nöqtəsində yerləşirsə, onda və .

İşıqlandırıcının şüalandırdığı elektromaqnit dalğası metal güzgünün üzərinə düşdükdə sonuncunun üzərində səthi elektrik cərəyanları (təkrar cərəyanlar) yaranır. Bu cərəyanlar güzgünün yalnız işıqlandırıcıya tərəf yönələn səthində deyil, həmdə, elektromaqnit dalğalarının difraksiyası nəticəsində, onun xarici səthində yaranırlar. Güzgü antenasının ətraf fəzanın istənilən nöqtəsində yaratdığı elektromaqnit sahəsi səthi cərəyanların yaratdığı təkrar sahənin və işıqlandırıcının yaratdığı ilkin sahənin toplanmasının (interferensiyasının) nəticəsidir. Parabolik antenanın elektromaqnit sahəsinin dəqiq təyini sferik dalğanın fırlan­ma paraboloidindən difraksiyası məsələsinin həllinə gətirilir. Bu məsələ riyazi olaraq çox mürəkkəbdir və indiyə qədər ümumi şəkildə həll edilməmişdir.