Фазированные антенные решетки. Требования к шагу решетки. Излучающие элементы ФАР. Взаимное влияние элементов ФАР, страница 6

Требуемые значения фазы возбуждения отдельных элементов определяются заданной ориентацией максимума ДН в пространстве и геометрией решетки. Для линейной решетки сдвиг фаз между токами в соседних излучателях находится с использованием соотношения (9.1); соответственно требуемая фаза 11-го излучателя (фазовое запаздывание)

                                                                                     (9.9)

Для плоской решетки с прямоугольной сеткой (см. рис. З. 19) сначала находятся фазовые сдвиги вдоль осей х и у с использованием (3.69) затем требуемая полная фаза возбуждения элементов

                                                                         (9.10)

где п и п — порядковые номера излучателей по осям х и у. При более сложном законе размещения излучателей в раскрыве плоской ФАР (например, в узлах гексогональной сетки или в разреженных решетках) требуемое значение фазы излучателя, расположенного в точках с координатами (хп, уп), определяется непосредственно из условия компенсации разности фаз за счет разности хода (123) по формуле

 = К(хп sin cosqw + уп sin sinqk). (9.11) Величина Утре6 в конкретной схеме зависит от двух факторов: начального фазового сдвига и фазового сдвига, вносимого фазовращателем. Следовательно, для ориентации максимума ДН в требуемом направлении фазовращатели в тракте каждого излучателя должны обеспечить фазовый сдвиг

Уф — Утреб — 1lfнач'   (9.12) где утре6 определяется соотношениями (9.9), (9.10) или (9.11), а начальный фазовый сдвиг ЧЈнач зависит от конкретной схемы питания, причем из значения можно вычесть целос число 211. В этом случае достаточно, чтобы фазовращатели обеспечивали фазовый сдвиг 0

2п, что упрощает конструкцию фазовращателей (однако вносит зависимость величины фазового сдвига от частоты колебаний).

При непрерывном способе фазирования (аналоговый способ) изменение фазы в каждом фазовращателе осуществляется плавно, что обеспечивает точную реализацию необходимого значения Уф . Недостатками этого способа являются сложность управляющих схем, вырабатывающих плавно изменяющиеся сигналы; высокие требования к идентичности и стабильности работы фазовращателей.

При дискретном способе фазирования изменение фазы осуществляется скачком на величину д (дискрет фазы). Реализуется способ обычно с помощью операций включения или выключения (коммутации) в устройствах, управляющих работой фазовращателей, вследствие чего подобный способ получил название коммутационного или дискретно-коммутационного. При этом уменьшается влияние нестабильности характеристики фазовращателя (зависимости величины фазы от управляющего напряжения) на ДН, так как фазовый сдвиг определяется не величиной управляющего напряжения (тока), а его наличием или отсутствием, причем к амплитуде данного напряжения не предъявляется жестких требований. По этой причине дискретно-коммутационный способ фазирования получил в настоящее время более широкое практическое применение.

Величина дискрета д выбирается обычно равной 2п/М, причем М = У, где р 2, З, 4. В этом случае для реализации любого фазового состояния (с дискретом д) в интервале 0 S 211 требуется р каскадов проходного фазовращателя (для фидерных схем питания и проходных схем оптического типа), причем каждый каскад с номером 171071 1, 2, . р) находится в одном из двух состояний, характеризуемых вносимым фазовым сдвигом 0 или 7t/2^T-^l (рис. 9.9).

                                                            (0,1)                        (0,1)                             (0,1)