Антенные решетки с фидерным возбуждением подразделяют на АР с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением.
Последовательная схема является наиболее простой и компактной. Необходимое амплитудное распределение обеспечивается выбором величины связи направленных ответвителей с общим фидером. Все фазовращатели при включении их в общий фидерный тракт (рис.3.45,а) управляются по одинаковому закону, однако при этом к ним предъявляются повышенные требования по электрической прочности, потерям и стабильности фазы.
Достоинство такой схемы заключается в том, что для изменения фазового сдвига (управления лучом) требуется лишь один управляющий сигнал, подаваемый одновременно на все ФВ. Однако потери ФВ здесь суммируются, что может потребовать включения специальных компенсирующих усилителей.
Эти требования ослабляются при включении фазовращателей в тракты излучателей (рис.3.45,б), но при этом усложняется управление фазовым распределением. На рис.3.45,в показана схема последовательного возбуждения с питанием в центре решетки и раздельными каналами формирования суммарной и разностной ДН.
Для увеличения широкополосности схем деления мощности электрические длины трактов от входа антенны до излучателей должны быть одинаковыми, в противном случае возникают фазовые искажения в раскрыве антенны.
Рис.3.46
Отмеченное требование проще выполнить при параллельной схеме деления мощности (рис.3.46,а). В ней отсутствует эффект накопления фазовых нестабильностей и возможно использование маломощных фазовращателей. Достоинства параллельной схемы: более высокий КПД и более высокий уровень допустимого излучения, т.к. при N фазовращателях через каждый из них проходит только N-я часть общей мощности излучения; большая точность сканирования за счет того, что ошибки любого ФВ сказываются на работе одного элемента решетки, тогда как в последовательной схеме - и на работе всех последующих.
Недостатки схемы связаны со сложностью согласования при делении мощности на большое число каналов и более сложное управление фазовым распределением.
На рис.3.46,б приведена параллельная схема деления мощности для формирования двух независимо управляемых лучей ФАР. Смешанное возбуждение антенной решетки осуществляется сочетанием параллельного и последовательного возбуждений.
Антенные решетки с пространственным возбуждением подразделяются на отражательные (рис.3.47,а) и проходные (рис.3.47,б). Обе схемы позволяют так же, как в зеркальных и линзовых антеннах, получить требуемое амплитудное распределение соответствующим выбором ДН облучателя, допускают применение моноимпульсных облучателей. Однако в проходном варианте отсутствует эффект затенения раскрыва. Отражательный вариант конструктивно более удобен.
а) б)
В активных ФАР (АФАР) наряду с фазовращателями в тракт каждого излучателя включается активный элемент, работающий в качестве усилителя мощности и преобразователя частоты. В качестве таких элементов используются как вакуумные, так и твердотельные приборы СВЧ (триоды, тетроды, ЛБВ, транзисторы, диоды Ганна и др.). Зачастую излучатель, активные элементы, фазовращатель, фидерные линии, соединяющие элементы СВЧ и т.д. конструктивно объеденены в одно устройство, называемое модулем АФАР.
Основными требованиями к активным элементам модулей являются: обеспечение коэффициента усиления по мощности более 10 дБ; обеспечение относительно высоких значений КПД (не менее 20-40%);
обеспечение широкой полосы пропускания (более 5%); обеспечение низкого коэффициента шума, а также конструктивные и экономические требования.
В последние годы в активных модулях АФАР все более широкое применение находят полупроводниковые приборы СВЧ. Использование полосковой и микрополосковой техники позволяет в значительной мере снизить стоимость, повысить надежность, уменьшить массу и габариты этих устройств.
Система управления лучом (СУЛ) ФАР представляет собой совокупность совместно действующих устройств, обеспечивающих электрическое управление лучом ФАР.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.