Антенні грати

АНТЕННЫЕ ГРАТИ З ЕЛЕКТРИЧНИМ СКАНУВАННЯМ І АНТЕННІ ГРАТИ З ОБРОБКОЮ СИГНАЛА.

Вступні замечания.

Великий практичний цікаві антени з керованим становищем головного лепестка ДН. Управління (сканування) можна здійснити, наприклад, усуваючи з посади опромінювач лінзи чи дзеркала з фокусу перпендикулярно оптичної осі. У цьому відбувається нахил фронту хвилі, і пелюстка відхиляється убік відставання фази поля була в раскрыве антенны.

Хоча такий електромеханічний спосіб сканування широко застосовується, його можливості обмежені відносно невеликий кутовий швидкістю переміщення лепестка через механічної інерційності рухомий частини антени (сканера).

Пізніше на кілька порядків велику швидкість переміщення можна з допомогою антен з електричним скануванням. Таких антен немає рухливих частин, а зміна фазового розподілу є у раскрыве антени здійснюється суто електрично: шляхом зміни струмів чи напруг на управляючих устройствах.

Досвід показав, що електричне сканування зручно здійснювати з допомогою многоэлементных антен (решіток). Антенні грати (АР) з електрично керованим променем отримали найменування антенних решіток з електричним сканированием.

АР, які мають фазове розподіл регулюється з допомогою фазовращателей, включених в лінії харчування випромінювачів, називаються гратами з фазовим скануванням чи фазированными антенными гратами (ФАР).

АР, які мають фаза поля (струму) кожного випромінювача може вживати лише кілька дискретних значень, називаються гратами з комутаційним сканированием.

АР, які мають фазове розподіл регулюється шляхом зміни робочої частоти, називаються гратами з частотним сканированием.

Многолучевой АР називають таку грати, має кілька входів, причому фазове розподіл змінюється при переключенні передавача (чи приймача) з однієї входу на другой.

Знаходять застосування також АР з обробкою сигналу. Задані електричні параметри таким антен (ширина ДН, ставлення сигнал/помеха, рівень бічних пелюсток) досягаються шляхом відповідної (наприклад, логічного, кореляційної) обробки сигналів, які від елементів антеною решетки.

Сканування то, можливо одномірною (становище головного лепестка змінюється лише з однієї кутової координаті) і двовимірним (становище головного лепестка змінюється по обом кутовим координатам).

Основні особливості сканирования.

При хитанні лепестка спостерігаються загальні всім способів сканування особливості, що розглядаються ниже.

1. Одномірне сканування можна здійснити з допомогою як поверхневих, і лінійних АР (рис. 12.1). Якщо сканування використовується прямолінійна эквидистантная АР (рис. 20.1), то орієнтація головного лепестка ДН визначається за такою формулою (13.14), яку запишемо в виде.

[pic] (20.1).

Коефіцієнт уповільнення (=(/kd (13.9), отже, і орієнтацію головного лепестка можна за незмінною робочої довжині хвиль генератора (регулювати, змінюючи, наприклад, з допомогою фазовращателей зрушення фаз (між сусідніми випромінювачами. Це відповідає випадку фазового сканирования.

З формули (20.1) видно, що орієнтацію головного лепестка можна регулювати, змінюючи робочу довжину хвилі (частоту) генератора. Це відповідає випадку частотного качання. Слід зазначити, що з т=0 (промінь нульового порядку) частотне хитання можна проводити лише, якщо Є; залежить від частоти, т. е. для харчування АР застосувати лінію з дисперсией.

Щоб головний пелюстка деякого порядку т сканував в межах всієї галузі дійсних кутів (—90°((гл (90°), необхідно змінювати частоту чи уповільнення у межах. Якщо змінювати частоту чи уповільнення у ширших межах, то пелюстка порядку т іде у область «мнимых"-углов, та заодно у сфері дійсних кутів може з’явитися сусідній головний пелюстка (порядку т+1 чи т-1).

Сектором сканування називають частину Одеської області дійсних кутів, в межах якої сканує головний лепесток.

Позначаючи через (з кордон симетричного сектора сканування (рис. 20.1), можна умова одиничності головного лепестка (13.17) записати в виде.

[pic] (20.2).

Якщо сектор сканування несиметричний щодо нормальний до антени, то під (з слід розуміти велику з абсолютного значенням величину.

2. Двомірне сканування можна здійснити з допомогою поверхневих антенних решіток (рис. 12.1, р, буд, е, ж). Якщо сканування використовується площинна эквидистантная решітка (рис. 14.10, а), то орієнтація головного лепестка визначається формулами (14.60).

Перехід від кутових координат Фxгл, Фyгл до сферичним координатам (гол, (гол (рис. 14.10, а) можна виконати з допомогою соотношений.

[pic] (20.3).

[pic] (20.4).

Кожній орієнтації головного лепестка, т. е. кожної парі значень кутів (гол, (гол відповідає пара значень коефіцієнтів уповільнення (x, (y. Отже, двомірне сканування головного лепестка по заданому закону можна здійснити, змінюючи з відповідного закону коефіцієнти замедления.

3. Спотворення головного лепестка. При синфазном порушенні прямолінійною грати головний пелюстка орієнтований нормально до раскрыву, а ширина головного лепестка визначається по формулам (13.30). Як засвідчили в 13.3, п. 3, при відмінюванні головного лепестка від нормальний він розширюється по закону 1/sin (гл. Це розширення обмежує величину сектора сканування лепестка прямолінійною грати. Там, коли потрібно здійснювати неспотворене сканування у широкому секторі кутів ((60° і більше), застосовують непрямолинейные, наприклад, дугові чи кільцеві грати, або кілька прямолінійних решіток, кожна з яких працює у своєму секторі сканирования.

При відхиленні лепестка від нормальний порушується також наявність його симетрія щодо напрями (гол, причому ((0.5>((0.5 (рис. 20.1).

У розділі 13 засвідчили, що множник прямолінійною грати изотропных джерел у режимі похилого випромінювання має вигляд воронки (рис. 13.7). Зазвичай випромінювачі є спрямованими. Через спрямованості кожного випромінювача у площині, перпендикулярній осі грати, просторова ДН грати має вигляд променя, перетин якого (при (= (гол) розміщено на частини поверхового конуса. Таке спотворення називається конусностью лепестка.

Оскільки ДН антенної решітки впливають спрямовані властивості одиночного випромінювача, входить у грати, то залежність від форми ДН випромінювача при скануванні можуть спостерігатися додаткові спотворення головного лепестка, наприклад усунення (гл.

4. Найкоротший дозволене число випромінювачів АР. Нехай сектор сканування лепестка розташований симетрично щодо нормальний до АР і становить ((з. При скануванні ширина лепестка має перевищувати задану величину. Найбільшу ширину лепестка (межах сектора сканування) визначимо для равноамплитудной синфазной АР, підставляючи в (13.30) замість L величину Lэ з (13.34).

[pic] (20.5).

З формул (20.2) і (20.5) одержимо наступне соотношение:

[pic] (20.6).

Отже, що вужча пелюстка і більше сектор сканування, тим великим має бути число випромінювачів АР.

Формули (20.2) і (20.6) справедливі для випадку, коли випромінювачі АР є изотропными. Якщо випромінювачі мають спрямованістю, можна збільшити відстань d між сусідніми випромінювачами, отже, зменшити загальна кількість випромінювачів N. Це тим, хоча ставлення d/(не задовольняє умові (20.2), проте найближчий головний пелюстка вищого порядку, перемістився в галузі мнимих кутів до області дійсних кутів (§ 13.2, п. 2), буде ослаблено через спрямованих властивостей одиночного випромінювача [12].

5. Найбільша допустима частота сканування. Електричне сканування може виконуватися лише з великий кутовий швидкістю. Аналіз показує, що заодно можуть відбуватися спотворення ДН через нестаціонарних процесів в раскрыве антени. Справді, якщо період сканування порівняти з часом поширення хвилі від однієї кінця раскрыва до іншого, то, при скануванні розподіл фаз в раскрыве не буде «встигати» встановлюватися по лінійному закону. Відхилення фазового розподілу від лінійного закону призводить до викривлення ДН. Отже, миттєва ДН (залежність напруженості поля була в рівновіддалених від антени точках в момент часу при скануванні) надто відрізнятиметься від статичної ДН (за відсутності сканування). sitednl.narod.ru/1.zip — база стільникових по Петербургу.

Програма для розрізування і зшивання файлів, шифрування, і навіть видалення файлів із захистом від відновлення спеціальними утилітами. acsoftware.narod.ru/download/demo/acdemo.zip.

Якщо фазові спотворення стають такі великі, що фаза по раскрыву змінює знак, то ДН містить понад одного головного лепестка. Частота сканування, коли він ДН розпадається сталася на кілька головних пелюсток, називається критической.

Щоб ДН не спотворювали істотно, частота сканування мусить бути значно менше критичної. У цьому відхилення фазового розподілу від лінійного буде набагато меншою максимально припустимого значення ((макс.

Допустиму частоту сканування у секторі 2(с, симетричному щодо нормальний до антени, можна визначити по формуле.

[pic] (20.7) де (— робоча частота генератора; (— робоча довжина волны.

Антенні грати з фазовим сканированием.

Розрізняють фазированные антенні грати (ФАР) з фидерным харчуванням та з просторовим (оптичним) харчуванням, ні з плавним зміною фази і з дискретним (комутаційним) зміною фазы.

1. Фидерное харчування може здійснюватися по послідовної (рис. 20.2, а) чи паралельної (ветвящейся) (рис. 20.2, б) схемами. Застосовуються також змішані схемы.

Найменший зрушення фаз між струмами у сусідніх излучателях відповідає головному пелюстку нульового порядку й то, можливо визначено за такою формулою (20.1), яку запишемо в виде.

[pic] (20.8).

Нехай сканування відбувається у межах всієї галузі дійсних кутів -(/2 ((гол ((/2. Тоді (з =((/2, а умова одиничності головного лепестка (20.2) набуде вигляду d ((/2. Задля більшої сканування величина (повинна змінюватися не більше -(((((.

При послідовної схемою харчування дедалі більше вздовж АР запізніле розуміння фаз струмів випромінювачів забезпечується тому, що сигнал до кожного випромінювачу надходить після проходження крізь ці попередні фазовращетели. У цьому фазовий зрушення у кожному фазовращателе відповідно до (20.8) може бути однаковими змінюватися не більше ±(, т. е. інтервал зміни фаз повинен складати 2(.

При паралельної схемою харчування дедалі більше вздовж антенної решітки запізніле розуміння фаз струмів випромінювачів забезпечується тому, що у кожному наступному (починаючи з середини) фазовращателе фазовий зрушення змінюється у великих (на ±() межах, аніж у попередньому фазовращателе. Отже, в крайніх фазовращателях фаза повинна змінюватися не більше ±0,5(N-1) (, т. е. в 0.5(N-1) разів більше, аніж за послідовної схеме.

ДН антени не зміниться, тоді як будь-якому випромінювачі фазу струму змінити на ціла кількість раз по 2(. Тому й нині при паралельної схемою харчування межі зміни фаз у кожному фазовращателе можуть становити ((, якщо застосувати фазовращатели зі скиданням фази на ціла кількість раз по 2л.

Недолік паралельної схеми — неидентичность фазовращателей і пов’язана з нею складність системи управління. Недоліки послідовної схеми — знижена електрична міцність, оскільки все потужність повинна проходити через перший фазовращатель, і мала надійність, оскільки вихід із ладу одного фазовращателя може порушити роботу всієї антенны.

При великому числі випромінювачів фидерные схеми харчування відрізняються складністю і громіздкістю в основному знаходять застосування на дециметрових і більше довгих хвилях. У сантиметровом діапазоні хвиль віддають перевагу просторової схемою питания.

2. Просторове харчування у тому, що енергія АР йде від облучателя, наприклад рупора. Розрізняють ФАР прохідного (линзового) і отражательного (рефлекторного) типу. У першому випадку (рис. 20 3, а) застосовуються дві АР: збирала й випромінює (розглядається режим передачі). Випромінювачі обох решіток попарно з'єднані лініями передачі через прохідній фазовращатель. Дві грати та фазовращатель утворюють аналог лінзи з примусовим ходом променів. Похилий промінь від облучателя до лінзи проходить більший шлях, ніж центральний промінь, і тому відстає за фазою на величину.

[pic] (20.9) де x і y — прямокутні координати випромінювача (початок координат Про — в середині лінзи; вісь Зу спрямовано читача); f — фокусне відстань лінзи (від облучателя до точки Про); k=2(/(. Для компенсації цієї несинфазности, т. е. на формування плоского фронту хвилі, потрібно передбачити відповідні запізнювання за фазою в фазовращателях або застосувати спеціальні лінії затримки. З іншого боку, на сканування променя фазовращатели має забезпечити зрушення фаз між сусідніми елементами випромінюючої АР відповідно до формулою (20.8).

У лінзі отражательного типу (рис. 20.3, б) сигнал через фазовращатели проходить двічі завдяки відображенню від короткозамкнутых кінців, а функції приймання й випромінювання хвиль виконуються одному й тому ж решеткой.

3. Плавне зміна зсуву фаз між сусідніми випромінювачами можна здійснити з допомогою плавних (аналогових) механічних чи електричних фазовращателей. Перші забезпечують високу точність установки фази, але можна застосовувати лише за порівняно невеличкий швидкості сканування. При великий швидкості сканування застосовують плавні електричні фазовращатели, наприклад, ферритовые. Недоліками ФАР з плавним електричним зміною фази є великих втрат у ферритовых фазовращателях, складність управляючих схем, труднощі забезпечення високої ідентичності, й стабільності роботи ферритовых фазовращателей, особливо в зміні температуры.

4. Дискретне зміна зсуву фаз між сусідніми випромінювачами можна здійснити з допомогою комутаційних фазовращателей. Найпростіший комутаційний фазовращатель на М позицій складається з М постійних фазовращателей і M комутаторів, при поочередном включенні яких фаза напруги не вдома фазовращателя змінюється стрибками через дискреты, рівні ((и=2(/M. Наприклад, при М=4 фаза може приймати значення 0, (/2, (, З (/2.

Запропоновано ряд варіантів комутаційних антен [38, 39]. Для пояснення принципу комутаційного сканування звернімося рис. 20.4, у якому зображено схема одного варіанта комутаційної антени з фидерным питанием.

По лінії харчування (волноводу) поширюється біжучий хвиля з уповільненням (=(/(, де (- довжина хвилі в волноводе. Кожна випромінювач прямолінійною грати сигнал надходить через жодну з чотирьох гілок комутаційного фазовращателя. Розподіл фаз по антени залежить від того, які з комутаторів перебувають у включеному состоянии.

На рис. 20.5, але в осі абсцис зображено решітка з N випромінювачів, а на осі ординат фазове розподіл. Лінійний набіг фази харчування дорівнює (л (х)=(kx, а можливі значення фаз випромінювачів розташовуються на прямих, паралельних (л (х) й утворюють сітку допустимих фазових рівнів (((і, 2((и, 3((и …). Відстань між сусідніми рівнями одно дискрету фази ((и.

За формулою (20.8) пряма (0(x)=kx sin (гл відповідає необхідному фазовому розподілу, що забезпечує відхилення лепестка від нормальний на кут (гол. Для найкращого наближення до необхідному розподілу фаз кожен фазовращатель може бути включений те щоб фазовая помилка ((не перевищувала 0,5((и. Розподіл фаз по антени при ідеалізованому (з помилкою 0,5((и) безупинному розташуванні випромінювачів описується у своїй східчастої кривою (рис. 20.5, а), а розподіл фазових помилок є пилообразную функцію (рис. 20.5, б).

Наявність фазових помилок призводить до викривлення ДН антени, зменшенню її КНД та зростання рівня бічних пелюсток. Слід зазначити, що з комутаційному скануванні головний пелюстка переміщається стрибками. Розмір стрибка і фазові помилки тим менше, що менше дискрет фази ((і. Проте, зменшення дискрета фази веде зростання кількості фазовращателей і ускладнює антенну.

У варіанті антени, зображеною на рис. 20.4, число фазовращателей в ланцюга одного випромінювача одно числу фазових станів цього випромінювача, в тому випадку чотирьом. Загальна кількість фазовращателей в N разів більше. Його можна значно зменшити, застосовуючи каскадне включення фазовращателей.

Двухразрядный каскадний фазовращатель схематично зображений на рис. 20.6. Кожен каскад може у двох станах, у своїй один каскад може забезпечувати зрушення фаз 0 і (/2, а інший — 0 і (. Неважко бачити, що, керуючи каскадами з допомогою двоичного коду, можна було одержати фазові зрушення 0, (/2, (, З (/2. При трьох каскадах дискрет фази дорівнює (/4, а число фазових зрушень 8 тощо. д.

Двоичное управління здійснюють з допомогою комутаторів на pin-диодах чи ферритовых комутаторів з м’якою внутрішньою магнітної памятью.

Перевагою комутаційної антени проти ФАР, у яких застосовуються фазовращатели з плавним зміною фази, є просте котра управляє пристрій, яке за необхідності щодо легко пов’язане з цифровий обчислювальної машиною. З іншого боку, комутаційна антена відрізняється більшої стабільністю електричних параметров.

Антенні грати з частотним сканированием.

Розрізняють два типу АР з частотним скануванням: з послідовним і паралельним харчуванням. Насправді переважно застосовується перший тип. Пояснимо принцип дії такий антени з допомогою рис. 20.7, у якому зображений змейковый хвилевід, який досі живить грати излучателей.

Орієнтація головного лепестка визначається за формулою (20.1), а коефіцієнт уповільнення то, можливо вирахувано за такою формулою (13.24).

Следовательно,.

[pic] (20.10).

Важливим параметром антени з частотним скануванням є углочастотная чутливість, рівна величині повороту лепестка (в градусах чи радіанах), що припадає на відносне (наприклад, однією відсоток) зміна частоти (довжини хвилі). Дифференцируя (20.1), можна получить.

[pic] (20.11).

Величина fd (/df характеризує дисперсию в волноводе. Отже, углочастотная чутливість зростає зі збільшенням уповільнення і дисперсії та, крім того, залежить від напрямку головного лепестка.

Розрахунки вчених показують, що час використання прямолінійного відрізка прямокутного хвилеводу максимальний сектор сканування лепестка при відсутності пелюсток вищих порядків у межах кутів від -90 до +14°. У цьому середня углочастотная чутливість становить лише 1°, 61 на 1% зміни частоты.

Щоб можна було здійснювати сканування не більше великого сектори й у своїй мало змінювати частоту генератора, потрібно використовувати антени з великим уповільненням. Це досягають, збільшуючи ставлення l/d (наприклад, застосовуючи змейковые волноводы чи спіральні волноводы) або зменшуючи ((поміщаючи всередину хвилеводу замедляющую, наприклад, ребристу структуру).

Аналіз свідчить, що з збільшенні (падає до. п. буд. антени через зростання втрат надходжень у лінії харчування АР. Це обмежує довжину антени, а отже, і мінімально досяжну ширину головного лепестка.

Многолучевые антенні решетки.

Принцип дії многолучевой антени можна пояснити з допомогою рис. 20.8. Нею зображено АР, що складається з N випромінювачів. Сигнал від генератора подається будь-якою з М входів і розподіляється між випромінювачами з допомогою пасивного многополюсника. Він є схему, що забезпечує лінійне зміна фази вздовж АР, причому величина зсуву фаз (між сусідніми випромінювачами, отже, орієнтація головного лепестка визначаються номером входу, який надходить сигнал.

Отже, діаграма спрямованості антени залежить від типу схеми, що отримала тому найменування диаграммоообразующей чи матричної схеми. Запропоновано багато різновидів таких схем [38]. Розглянемо дві з них.

На рис. 20.9, а зображено антена послідовного харчування у якій лінії передачі, під'єднані до входам антени, і лінії передачі, приєднані до излучателям, пов’язані у місцях перетину з допомогою спрямованих ответвителей. Напрями відгалуження енергії показані стрелками.

До кожного випромінювачу проти попереднім випромінювачем сигнал проходить додатковий шлях, равный.

[pic] (20.12) де (— кут між лінією передачі й віссю антенної решітки (рис. 20.9).

Тоді відповідно до формулі (20.10) орієнтація головного лепестка то, можливо визначено з допомогою выражения.

[pic] (20.13).

Отже, кожному значенням ((кожному входу антени) відповідає свій головний пелюстка (рис. 20.9, б). Перемикаючи (механічно чи електрично) входи антени, можна здійснити стрибкоподібне сканування променя. При подачі харчування одночасно сталася на кілька входів можна сформувати віяло лучей.

На рис. 20.10, а зображений варіант антени паралельного харчування. Диаграммообразующая схема містить відтинки хвилеводу, довжина яких від входу до виходу однакова, два постійних фазовращателя і чотири дільника потужності, у яких двох виходах сигнали однакові по величині, але зсунуто за фазою на (/2.

Як таких делителей потужності можна використовувати щелевые мости. Можна вважати, що з проходженні сигналу через дільник у прямому напрямі фаза не змінюється, а диагональном напрямі вона відстає на (/2.

При подачі сигналу про всяк вхід антени розподіл фаз на АР є лінійним, але зрушення фаз (між сусідніми випромінювачами залежить від номери входу. Наприклад, під час подачі сигналу на вхід 1 розподіл фаз на АР відповідає рис. 20.10, а, т. е. зрушення фаз (=(/4. Якщо d=(/2, то пелюстка (нульового порядку) відповідно до формулам (20.1) і (13.9) відхилений від нормальний до антени на кут (гл=arcsin 0,25 (рис. 20.10, б). При подачі сигналу на вхід 4, симетричний входу 7, промінь відхилиться на кут (гл=-arcsin 0,25.

Неважко показати, що з подачі сигналу на входи 2 чи 3 зрушення фаз між сусідніми випромінювачами становить відповідно (3(/4, а пелюстка відхилений від нормальний на кут (гл=(arcsin 0,75.

При зростанні числа випромінювачів різко зростає необхідну кількість делителей і фазовращателей, що недоліком многолучевых антен такого типа.

Антенні грати з обробкою сигнала.

1. Методи обробки сигналу. В усіх життєвих розглянутих вище типах АР сигнали, прийняті окремими випромінювачами, складалися не вдома антени (розглядається режим прийому). Це найпростіший вид обробки сигналів. АР з такий обробкою сигналів називаються аддитивными. Запропоновано низку інших методів обробки сигналів" у результаті вдається створити антени, мають відомі переваги тоді як аддитивными антеннами.

З положень цих антен розглянемо кореляційні, самофокусирующиеся ретрансляційні антени і антени з логічним синтезом.

2. Кореляційні (мультиплікативні) антени. Розглянемо найпростішу АР, що складається з цих двох ненаправленных випромінювачів (див. рис. 20.11). Нехай на грати з точки (падає пласка хвиля. Напруги не вдома випромінювачів можна записати в виде.

[pic] (20.14).

[pic] (20.15) где.

[pic] (20.16).

Зробимо над сигналами послідовно операції множення і усереднення, тоді результуючий сигнал матиме вид.

[pic].

Операції множення і усереднення двох функцій визначають кореляційну функцію, звідки слід назва антени. Функция.

[pic] (20.18) є ДН двоелементною кореляційної антени. Порівнюючи формули (20.18) і (12.23), укладаємо, що кореляційна двухэлементная антена має таку ж ДН, як і звичайна (аддитивная) двухэлементная синфазная антена з вдвічі великим відстанню між елементами. Отже, кореляційна обробка сигналу призвела до звуження ДН.

Аналогічні результати можна з багатоелементними АР. Запропоновано ряд методів розбивки АР на секції з наступним перемножением і усреднением сигналов.

Зауважимо, що вираз (20.18) визначає величину постійного напруги. Щоб отримаєте не вдома антени змінне напруга частоти (, за канал одного випромінювача включити перемінний фазовращатель і здійснювати фазову модуляцію сигналу із частотою (.

Якщо випромінювачі 1 і 2 є спрямованими, то результуючий сигнал буде пропорційний твору ДН випромінювачів. Це відкриває додаткових можливостей на формування остронаправленной диаграммы.

3. Антенна система з логічним синтезом ДН складається з кількох, найчастіше двох антен. Логічне синтезування полягає у порівнянні амплітуд сигналів від окремих антен й використанні логічних пристроїв типу «ДА—НЕТ» для відмикання чи замикання приймача, або під'єднання його до одної з антенн.

Як приклад на рис. 20.12, а зображені ДН двох антен: остронаправленной f1(() і ненаправленной f1((). Бічні пелюстки остронаправленной антени буде цілком придушені (рис. 20.12,6), якщо вхід приймача відкритий при |f1(()|>|f2(()| і закритий при |f2(()|>|f1(()|.

Іншим прикладом може бути багатоелементна антенна система, застосовується на літальних апаратах [35, 36]. Для боротьби з экранирующим дією корпусу апарату кожен елемент має спрямовану діаграму і приймає сигнали, які надходять не більше лише певного тілесного кута. Логічне пристрій під'єднує до приймача ту антену, не вдома якої амплітуда сигналу найбільша. Отже, синтезована ДН є квазиизотропной.

4. Самофокусирующиеся антени є такі АР, у яких забезпечується синфазное складання сигналів, прийнятих окремими елементами, при довільній формі фронту набігаючої хвилі і довільному розташуванні елементів АР в пространстве.

Розглянемо найпростішу двухэлементную приймальню АР (рис. 20.13). Сигнал від елемента 1 надходить на акумулятор і фазовий детектор безпосередньо, як від елемента 2 — через керований фазовращатель. Нехай фаза сигналу елемента 2 відрізняється від фази сигналу елемента 1. Тоді на виході фазового детектора з’явиться напруга; зробленої на керований фазовращатель. Обидва ці устрою утворюють контур автоматичного настроювання фази. Коли результаті цього контуру фази обох сигналів стануть однаковими, напруга не вдома фазового детектора дорівнюватиме нулю, і подальша настроювання фази прекратится.

Джерелом сигналу із опорною фазою може бути одна з елементів АР, акумулятор або спеціальний высокостабильный гетеродин. Замість фазовращателя в контурі настройки фази можна використовувати гетеродин, керований напругою від фазового детектора. Сигнали гетеродина і елемента АР надходять на змішувач, і з нього — на фазовий детектор, який також подається опорний сигнал. Розроблені та інші виходи самофокусирующихся антен [4].

Самофокусировка дозволяє послабити вимоги до точності виготовлення антен, зменшує вплив випадкових змін фаз сигналів й у деяких випадках, наприклад на літальних апаратах, полегшує розміщення елементів АР. ———————————- Рис. 20.1. Орієнтація і форма головного лепестка ДН при сканировании.

[pic].

Рис. 20.2. Схеми фидерного харчування ФАР: а — послідовна; б — параллельная.

Рис. 20.3. Схеми просторового харчування ФАР: прохідного (чи отражательного (б) типов".

Рис. 20.4. До поясненню принципу комутаційного сканирования.

[pic].

Рис. 20.5. Розподіл фази (у і фазових помилок (б) по комутаційної антенне.

[pic].

Вход.

0,(.

0,(/2.

Выход Рис. 20.6. Двухразрядный фазовращатель.

Рис. 20.7. Варіант антени з частотним сканированием.

Рис. 20.8. До поясненню принципу дії многолучевой антенны.

Рис. 20.9. Многолучевая АР послідовного харчування (чи формовані нею головні пелюстки (б).

[pic].

Рис. 20.10. Многолучевая АР паралельного харчування (а); формовані нею головні пелюстки (б).

Рис. 20.11. До поясненню принципу дії кореляційної антенны.

[pic].

Рис. 20.12. До поясненню придушення бічних пелюсток методом логічного синтеза.

[pic].

Рис. 20.13. До поясненню методу самофокусировки АР.

[pic].

Рис. 20.14. До поясненню принципу дії ретрансляційної АР.

[pic].

[pic].

Рис. 20.15. Антенна решітка Ван-Атта.

[pic].