□ □ □ ф 6-

Y ••• Y Y

www w-/

□ □ □ n n n n Ch

Рис. 9.5. Схемы построения фазированной антенной решетки с фидерным возбуждением:

с - параллельное возбуждение каналов; б - двоично-этажная схема (елочка), в - этажная схема ( не двоичная); г - последовательная схема с фазовращателя?ги в общем фидере; д - последовательная схема возбуждения с фазовращателями в канале каждого излучающего элемента; е - смешанное фидерное возбуждение; ж - смешанное фидерное возбуждение: / - излучающий элемент; 2 - фазовращатель; 5 - фидерная канализирующая система

ются большая гибкость и создание требуемых амплитудных распределенпй и меньшие продольные размеры. Однако при фидерном возбуждении решетка становится конструктивно более сложной, увеличивается ее масса.

Управление фазовым распределением ФАР осуществляется с помощью фазовращателей и системы управления лучом (СУЛ), подающей на них команды управления. Фазовращатели, число которых в ФАР составляет от единиц до сотен и даже до десятков тысяч, являются одними из основных элементов ФАР, определяющих стоимость и характеристики направленности ФАР.

В большинстве случаев в ФАР используются фазовращатели с дискретной установкой фазового сдвига. Она обладает следующими преимуществами перед установкой непрерывных значений фазы: большая стабильность уста-

Рис. 9.6. Провалы в диаграмме направленности излучающего элемента в решетке из-за взаимодействия:

/ - диаграмма направленности одиночного излучающего элемента: 2 - диаграмма направленности излучающего элемента в решетке; 3 - провалы в диаграмме направленности излучающего элемента в решетке

новлениой фазы, простота управления, большая совместимость с цифровым управлением.

Наибольшее применение в антенных решетках нашли ферритовые и р-1-п диодные фазовращатели (см. гл. 2).

В антенных решетках существуют взаимные связи между элементами по электромагнитному полю. Поэтому характеристики одиночного элемента, находящегося в свободном пространстве, отличаются от характеристик элемента ъ составе решетки, где он находится рядом с другими элементами. Из-за взаимного влияния изменяется диаграмма элемента, возникают искажения поля-ризапионных характеристик, изменяется сопротивление излучения, являющееся функцией угла сканирования, что ведет к рассогласованию между антенной решеткой и пространством, элементами и линиями передачи, подводящими к ним электромагнитную энергию. Эти эффекты приводят к снижению коэффициента усиления решетки, увеличению фона бокового излучения. Вследствие взаимного влияния между элементами в диаграмме направленности элемента в составе ФАР могут появляться глубокие провалы (рис. 9.6), тогда как диаграмма одиночного элемента может иметь гладкую форму. В результате в направлениях этих провалов почти вся поступающая для излучения (или принимаемая) мощность будет отражаться от элемента обратно к линиям передачи (или в свободное пространство) и антенная решетка будет рассогласована с пространством. Такой режим рассогласования, часто называемый режимом (эффектом) «ослепления», приводит к сужению сектора сканирования решетки.

Наличие случайных ошибок на раскрыве ФАР искажает форму диаграммы направленности решетки, увеличивает уровень максимального бокового излучения и его фона, уменьшает коэффициент усиления, ухудшает точность установки луча.

При дискретном фазировании появляются погрешности в устанавливаемом фазовом распределении из-за отличия между устанавливаемыми дискретными значениями фазы и требуемыми значениями этой фазы. Из-за дискретности фазового распределения луч ФАР может иметь также лишь дискретные направления, что приводит к скачкообразному передвижению луча в секторе сканирования.

Отклонение частоты электромагнитного колебания от частоты, на которую настроена ФАР, также искажает фазовое распределение по ФАР и, как следствие, ухудшает ее характеристику направленности.

Фазируемые антенные решетки могут использоваться как элементы, входящие в другие антенные системы, которые -называют гибридными, а также, как управляемые облучатели или отражатели зеркальных"-и линзовых скани-

Z !,

Рис. 9.7. Фазированные антенные решетки в качестве облучателей зеркальных

и линзовых антенн:

/ - первичный облучатель; 2 - прохо ная фазированная антенная .решетка; 3 - зеркало; 4 - линза; -5 - отражательная фазированная антенная решетка

Рис. 9.8. Купольная антенна:

/ - излучающие элементы линзы; 2 - фиксированные фазовращатели; 3 - фазированная антенная решетка; 4 - лииза. состоящая из излучающих элементов / и фиксированных фазовращателей 2

рующих антенных систем (рис. 9.7). Построение вышеназванных систем по таким схемам позволяет реализовать электронное сканирование в сравнительно простых и дешевых системах. Вместо механически перемещающегося облучателя здесь применена сканирующая ФАР.

Для расширения сектора сканирования плоской ФАР может быть использована одна из таких перспективных антенных систем, так называемая купольная антенна. Она представляет собой плоскую решетку, сканирующую b сравнительно узком секторе углов ±(25 ...45°), облучающую с внутренней стороны куполообразную линзу (рис. 9.8) с переменным коэффициентом преломления, как бы усиливающую угол отклонения луча плоской ФАР и в результате сканирующую Б более широком пространственном секторе (до ±90° и более). Линза может быть реализована в виде выпуклой антенной решетки (содержащей в себе коллекторную и излучающую решетки) с. фиксированны-

S-75 ПЗ