Рупорная антенна. 
Методы и средства измерений в телекоммуникационных системах

Рупорными называют антенны, излучатели которых напоминают акустические рупоры — металлические трубы, плавно расширяющиеся от одного конца к другому. Поперечное сечение узкого конца рупорной антенны соответствует волноводу для электромагнитной волны определенного типа, а расширяющаяся часть предназначена для согласования волновода со свободным пространством.

Измерительные антенны чаще всего строятся на основе волновода прямоугольного сечения с волной типа Я₁₀, для которой излучатель выполняется в виде пирамидального рупора. Мощность, излучаемая рупором, равна произведению вектора Пойтинга П на эффективную поверхность 5,_)(М>

Из рупора в пространство излучается волна, фронт которой заметно отличается от фронта плоской волны. Поэтому ⁵,_ФФ * 5_Р. приближенно 5_фф * 0,8 5_Г.

Учитывая связь напряженности электромагнитного поля с вектором Пойтинга, для поля в пространстве перед рупором можно записать.

где 120я — сопротивление свободного пространства.

Мощность, излучаемая рупорной антенной, можно записать.

Тогда формула для расчета напряженности электрического поля на входе рупорной антенны.

В качестве примера рассмотрим конструкцию антенны П6- 23А, предназначенной для измерения в диапазоне 1—12 ГГц. Эта рупорная ненастраиваемая антенна линейной поляризации объединяет в себе рупорный излучатель и плавный переход от коаксиальной линии сечением 7/3 к рупорному излучателю (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Конструкция широкополосной рупорной антенны.

В плавном переходе коаксиальная линия преобразуется в линию с квадратным внешним проводником (сечение Б—Б), далее в коньковый волновод (сечение В—В), затем в Н-образный волновод (сечение Г—Г) с постепенным увеличением размеров (сечение Д—Д) и наконец в рупор. Благодаря плавной трансформации сечений структура поля волны коаксиальной линии постепенно преобразуется в структуру поля рупора. Использование в процессе преобразования Н-образного волновода обеспечило широкую полосу рабочих частот при хорошем согласовании (КСВН < 1,5).

В рупоре установлена линза из пенистого полистирола для коррекции фазовых искажений во всем диапазоне частот.

Биконическая антенна

Биконическая антенна для диапазона 20—200 МГц является наиболее распространенной из используемых в указанном диапазоне. Биконическая антенна выполнена из элементов, которые расходятся в виде конуса с небольшим диаметром вблизи горловины и относительно большим диаметром на конце. Антенна является всенаправленной в Я-плоскости и двунаправленной в Е-плоскости. Для измерения поля вертикальной поляризации элементы антенны должны быть повернуты на 90° так, чтобы нижние элементы находились на высоте не менее 0,5 м от земли. При меньшем расстоянии один конец будет иметь емкостную нагрузку, что приведет к изменению антенного фактора.