Фазированные антенные решетки. Требования к шагу решетки. Излучающие элементы ФАР. Взаимное влияние элементов ФАР, страница 5

честве делителей мощности могут быть использованы тройники, направленные ответвители, кольцевые делители на полосковых линиях и др. Подключение согласованных нагрузок к делителям, например, мостового типа позволяет устранять влияние отражений от излучателей на форму ДН. Для борьбы с отражениями применяют также циркуляторы или вентили, подключаемые ко входам излучателей.

Для плоских ФАР рассмотренные схемы фидерного типа используются как для возбуждения излучающих элементов одного ряда (этаэка), так и подводки энергии к отдельным этажам.

В случае большого числа излучателей, когда фидерная схема питания становится весьма сложной, используются схемы возбуждения оптического типа, которые бывают двух видов: проходного и отражательного. В прохоДной схеме (рис, 9.6, а) энергия от облучателя, расположенного на расстоянии от решетки [/ = (0,5... l)L, где L — максимальный поперечный размер ФАР], улавливается приемными элементами решетки, проходит через управляемые фазовращатели и переизлучается элементами, расположенными на другой стороне решетки, в требуемом направлении.

В схеме отражательного типа (рис. 9.6, б) функции приема и излучения выполняют одни и те же элементы, что приводит к уменьшению числа излучателей по сравнению со схемами проходного типа. Сигнал, излучаемый облучателем и принимаемый элементом решетки, проходит через управляемый фазовращатель, отражается от короткозамыкателя и, пройдя фазовращатель еще раз, излучается

9 6

элементом решетки. Для уменьшения затенения облучателем угол у (см. рис. 9.6, б) рассчитывается таким образом, чтобы лучи в положении максимального отклонения проходили мимо излучателя.

Амплитудное распределение в схемах оптического типа зависит от формы ДН облучателя и геометрии системы. При этом справедливы формулы расчета амплитудного распределения, применяемые в теории зеркальных антенн, в том числе принципы оптимизации облучателей и увеличения КИП. Отметим, что при обычной форме ДН облучателя распределение амплитуды в раскрыве решетки спадает к краям, что приводит к уменьшению КНД.

В оптических схемах начальное фазовое распределение имеет нелинейный характер, что затрудняет реализацию схемы управления фазовращателями. Выравнивание начальных фаз возбуждения отдельных элементов может быть осуществлено с помощью специальных

9.7

линий задержки или фиксированных фазовращателей (см. рис. 9.7). Общим недостатком оптических схем является «переливание» части энергии облучателя за пределы решетки, что приводит к снижению КИП и дополнительному возрастанию боковых лепестков.

При сканировании в ограниченном секторе, например в секторе, не превышающем более чем в 10 раз ширину ДН, целесообразно использовать так называемые гибридные антенны, представляющие собой сочетание неуправляемой антенны, например зеркального типа, и небольшой ФАР специальной формы, выполнякощей функцию облучателя этой системы (рис. 9.8). Направленность излучения определяется габаритами неуправляемой антенны, т. е. зеркала. Облучающая ФАР может быть построена по схеме фидерного или оптического типа, а неуправляемая антенна — по однозеркальной или двухзеркальной схеме. В процессе сканирования ФАР создает поле, соответствующее полю облучателя, смещенного из фокуса зеркала. Это приводит к повороту ДН зеркала в направлении, противоположном смещению (см. 8.26). Специальная форма ФАР и зеркал позволяет снижать возникающие фазовые ошибки Рис. 9.8 и тем самым расширять сектор сканирования.

9.2.5. Способы фазирования