ловом секторе, связано- е использованием вытянутых волновых сфероидальных функций для реализации оптимального АФР [20] Т. Тейлор [23] предложил хорошую аппроксимацию этих функций для непрерывных антенн, которая успешно используется и д-ля АР больших размеров Модифицированное распределение Тейлора имеет спадающий к краям решетки характер, что обеспечивает затухание дальних боковых лепестков множителя решетки по закону sm ли/и Ближние боковые лепестки подавляются до заданного уровня за счет расширения основного луча и некоторого сгущения первых нулей множителя решетки h{u)

Дискретный вариант модифицированного тейлоровскою АФР известен как окно Кайзера [2] Компоненты вектора АФР определяются формулой

где /о( •) ~модифицированная функция Бесселя нулевого порядка, с -Параметр, определяющий смещение первых нулей h{u) Параметр е определяется из соотношения [23]

1/6 4,603 sh (лс)/лс, (174)

где b - отношение главного максимума к амплитуде первого бокового лепестка

Для учета омических потерь и возможного рассогласования с нагрузкой вводится коэффициент усиления антенны Ка, который связан с КНД соотношением

K,Gn(l~\y\% (175)

где y - коэффициент отражения на входе, ti- коэффициент полезного действия антенны

Т1 = Рх/Рп = РЦР + Рг). (1 76)

Рвх -входная мощность; Р -мощность оми1;.еских потерь

Шумовые характеристики антенной решетки. Эффективность обработки сигналов в АР зависит от соотношения мощностей полезных и мешающих сигналов Среди постоянно присутствующих мешающих сигналов выделяют внутренние и внешние шумы Вследствие стационарности и -Широкополосности Л1умов их адекватной математической моделью является модель белого шума, спектральная интенсивность которого характеризуется гипотетической шумовой температурой Таким образом, реальная мощность шумов, подводимая ко входу приемника от антенны, определяется выражением

Рша Та Д/уо >

где И - постоянная Больцмана, - шумовая температура антенны. Д/уо - полоса пропускания устройств обработки

3* 35

Поскольку собственные шумы приемника также пересчиты-ваются на вход, то полная мощность эквивалентных шумов на входе приемника равна

Ршз -\- Рщ пр 5* Д/уо [Та "Ь пр) =

= хЛ/уо[Га+ Го(Сш- 1)], (177)

где Гостандартная температура окружающего пространства, Лш - коэффициент шума приемника

Шумовая температура антенны Га складывается из, влияния флюктуационных шумов в цепях СВЧ до усиления (Гщ), фонового излучения окружающей среды (Гф) и возможных активных источников мещающих излучений (Гм)

Га (а, 3)=Гш + Гф + Г„ = Го(1-т1) +т1Гя(а, р), (1 78)

где т1 -к. п д антенны, Гя(а, р) -яркостная температура, характеризующая распределение интенсивности внешних излучений по угловым координатам а и Р

Из (1 78) следует, что в общем случае шумовая температура антенны зависит от направления приема [24] Если фоновое излучение полагать изотропным, а распределение конечного числа мешающих источников по угловым координатам - дискретным то получим

Гя (а, р) = Гяф + Е Ттд (« - «m) б (р и, (1 79)

где б( )-дельта-функция Дирака, Гяф, Гят - яркостная температура фонового излучения и т-го дискретного источника соответственно

Для определения принятой мощности внешних излучении Рш в проинтегрируем (1 79) по сфере, окружающей антенну, с учетом (1 64)

Рщ в-%7я(а, P)ft(a, Р)№-

=nAfyon Гяф-f 2] Гя„Л(а„, Рш)П . (1 80)

\ m-=i /

Подставляя (178) и (180) в (177), найдем полную мощность шумов на входе приемника

Рщ = X Д/уо

Го(1 -Tl)-f лГяф 1

(1 81)

Из анализа выражения (1 81) следует, что при фиксированной полосе пропускания устройств обработки снижение шумовых характеристик антенны возможно за счет повышения кпд, уменьшения коэффициента шума приемника и подавления дискретных источников путем формирования амплитудной ДН с провалами в направлениях а™, Pm

13 3 Фазовая диаграмма направленности и связанные с ней параметры антенной решетки

В выражении (1 60) функция ф(а, Р) в показателе экспоненты определена как фазовая ДН антенной решетки Она характеризует зависимость фазового сдвига принятого (излученного) сигнала от угловых координат при фикоррованном расстоянии от начала координат, помещенного в раскрыве антенны

Если существует такая точка антенны, относительно которой фазовая ДН ф(а, Р).. является постоянной величиной, меняющейся скачком на л при переходе ДН через нуль, то эта точка казывается фазовым центром антенны Таким образом, относительно фазового центра поверхности равных фаз суть сферы В случае, когда выбранное начало координат не совпадает с фазовым центром, но фазовый центр существует, фазовая ДН имеет вид

ф(е, ф) = (2я/Я) (доЗшОсоЗф-f-оЗшОзшф+ 0cosO), (182)

где Хо, уо, го -координаты фазового центра относительно начала отсчета, 9, ф - углы в сферической системе координат, связанные с направляющими косинусами соотношениями sin 9~cosа-1-cosр, tgф==со5p/cosа

Для антенн, имеющих фазовый центр, существует связь между амплитудной и фазовой ДН [22] Так, например, для линейной АР справедливы следующие утверждения

- если антенна имеет фазовый центр, то он обязательно расположен в середине раскрыва,

- амплитудное возбуждение АР - четная функция номера элемента относительно фазового центра,

- фазовое возбуждение АР - нечетная функция номера элемента

Таким образом, для АР, имеющих фазовый центр, компоненты вектора АФР обладают определенными свойствами симметрии относительно центра решетки Эти априорные сведения о структуре вектора АФР являются весьма существенными в условиях адаптивного формирования его компонент

Указанные свойства симметрии амплитудного и фазового возбуждения АР не накладывают ограничений на форму ДН при условии, что она принадлежит к классу реализуемых диаграмм Любую ДН можно получить путем линейной комбинации двух