Как и оптические приборы, антенны для радаров и связи могут использовать линзы. Простейший пример у многих висит за окном в виде спутниковой «тарелки». Форма линзы в антенне может быть очень сложной для решения своих задач. Но самое поразительное, что в этой области осталось пространство для элегантных изобретений.
Линзовая антенна water drop (ESA)
Европейское космическое агентство сообщило, что оно готовится использовать для связи и радаров в космических аппаратах новый дизайн линзовых антенн названных «водяной каплей» (water drop). Своё название эта линзовая антенна получила от схожести кривизны поверхности линзы со всплеском воды после падения капли на зеркальную поверхность жидкости: всплеск и разбегающиеся круги. Решение вышло не только элегантным, но и имеющим массу достоинств.
Утверждается, что форма линзы минимизирует потери энергии (рассеивание сигнала) с сохранением строгой направленности радиосигнала. Также линза производится без использования диэлектриков в конструкции, например, в виде пластика с металлизацией. Это упрощает производство и позволяет избавиться от такого нежелательного явления, как выделение диэлектриком газов в вакууме на орбите.
Линзовая антенна water drop с установленной защитной пластиной (ESA)
Не менее удивительно, что линзовая антенна «water drop» придумана двумя инженерами, которым стало скучно на конференции. Это инженер ESA Нельсон Фонсека (Nelson Fonseca) и инженер шведского Королевского технологического института (KTH Royal Institute of Technology) Оскар Кеведо-Теруэль (Oscar Quevedo-Teruel). В ходе мозгового штурма они таким образом модернизировали хорошо известную с 40-х годов прошлого века линзовую антенну Райнхарт-Люнеберга, чтобы уменьшить её размеры и вес не потеряв в рабочих параметрах (направленности, усиления и прочего).
Форма линзовой антенны Райнхарт-Люнеберга
По факту новая линзовая антенна стала в четыре раза меньше по профилю, чем взятая за образец первоначальная структура. При этом, чем меньше длина волны (выше частота), тем меньшего размера можно сделать линзовую антенну. Образец был создан для работы на частоте 30 ГГц. Подобное новшество будет с энтузиазмом воспринято для установки на небольшие спутники.
Далёкие от космоса компании также присматриваются к линзовой антенне — «водяной капле». Компания Ericsson предполагает использовать такие антенны для сетей сотовой связи 5-го поколения. Наконец, самоуправляемые автомобили также могут эффективно использовать подобные линзовые антенны в составе встроенных радарных систем.
