Аналогично (1 47) можно показать, что весовой вектор плоской решетки W определяется круговой сверткой векторов Vvx и Wy, задающих АФР по осям х и

w~ = ® =

={w„ О, О, . Wxi, О, О, , \ wL ,, О, О, V .)diagWc,

(155)

где diag Wc - блочно-диагональная матрица из блоков МхМ циркулянтных матриц Wc, определенных соотношением (148)

WyM-2

L Wyi uuy2 uuyo

С учетом (155) множитель решетки можно записать в виде

А (а, р) = [ W;V (а)] [w;V (р)] = (W. ® W,)~V (а, р) (1 56)

Так как диаграмма направленности модуля значительно шире множителя решетки, ее также можно приближенно представить в факторизованной форме в диапазоне углов межмодульного сканирования В этом случае диаграмма направленности плоской АР представима в виде

g (а, р) = tu (а) L (Р) IW. V (а)] [W„ V (р)] (1 57)

Переходя от направляющих косинусов к обобщенным угло-вым координатам м = ь-- cosa, z = -т-cosp, получим

giu, z) = U{u)tiz)[yi/;V{u)][w;V{z)] = g{u)g(z) (158)

Из (1 57) следует, что управление пространственными характеристиками плоской АР реализуется весовыми векторами и Wy, задающими АФР по соответствующим осям решетки

Факторизация диаграммы направленности плоской АР существенно упрощает задачи управления лучом и формирования требуемых весовых векторов и W, определяющих алго-

ритмы пространственной обработки

§ 1 3 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ АР

Возможности пространственной селекции принимаемых сигналов и степень помехозащищенности РЛС от внешних источников помех во многом определяются диаграммой направлен-

ности АР В § 12 было показано, что для произвольной ре-вдетки ДН определяется произведением множителя элементарного излучателя и множителя решетки В общем случае множитель элементарного излучателя представляет собой комплексную векторную функцию, зависящую как от соотношения поляризационных параметров излучателя и падающей волнЫ так и от угловых координат источника излучения

f (а, р) - р (а, р) I / (а, } ехр arctg " =

= p (a, p) II (a, p) I exp [/ф (a, p)], (1 59)

где p (a, P) -единичный вектор поляризации, характеризующий поляризационную избирательность излучателя; /(а, Р,), ф(а, Р) - амплитудная и фазовая ДН излучателя

Для большинства типов АР множитель излучателя определяет лишь поляризационные характеристики антенны в целом, а основные пространственные характеристики - коэффициент Направленного действия, ширина луча, уровень боковых лепестков и т д - определяются множителем решетки, поэтому в дальнейшем под диаграммой направленности АР будем подразумевать пространственные свойства множителя решетки (1 56)

h (а, р) = (8) W,)*V (а, р) = Л (а, р) ехр [/> (а, р)], (I 60)

[Л (а, p)\[iRe hf+{1т hf]\ Ф{а, р) = arctg - амплитудная и фазовая ДН

1.3 I Амплитудные диаграммы направленности АР

Амплитудная ДН описывает зависимость модуля множителя решетки от угловых координат аир Для двумерных антенн пользуются главными сечениями ДН при а = О и р = О Амплитудная ДН обычно нормируется таким образом, что max [h{a, Р)1= 1

В режиме излучения амплитудная ДН характеризует зависимость напряженности поля излучаемой волны в дальней зоне от угловых координат В силу теоремы взаимности эта же зависимость будет определять пространственную избирательность-и в режиме приема Для одномерной линейной АР нормированная амплитудная ДН определяется соотношением

lA(«)HTwSrSrr=l(«)l. (161)

I W 11 V (а)

где W - весовой вектор, определяющий АФР; /?(а)-функция корреляции

Из (1 61) следует, что амплитудная ДН представляет собой нормированную функцию взаимной пространственной корреляции между векторами АФР и волнового фронта V(a), или функцию неопределенности по угловой координате Поэтому имеется глубокая аналогия между /арактерие!Тиками точности измере-иий и разрешения временных и пространственных сигналов [17] Однако нужно отметить и некоторые специфические особенности Множитель эквидистантной АР является периодической функцией угловой координаты с периодом, зависящим от шага решетки d. Из (1 23) следует, что

/г (ы) = й (ы ± йй = 0, 1, 2,

2я 2я

где и=-7-cos а = -rsin о -обобщенная угловая коорди-л л

ната, в=:я - а - угол, отсчитываемый от нормали к плоскости раскрыва

Области видимых углов -я/2 6 я/2 соответствуем интервал изменения обобщенной координаты.

-2я/>.<и<2я/. (162)

Если период Н{и) меньше области видимых углов, то наряду с основным лучом в область видимости попадают дифракционные максимумы, что весьма нежелательно, так как приводит к ухудшению помехозащищенности РЛС и неоднозначности измерений угловых координат

Для устранения этого эффекта необходимо, чтобы в заданном секторе обзора {±Мтах} выполнялись неравенства

24/d - Мп,ах < 2я/>., -2n/d + и < 2п1Х

Условием отсутствия дифракционных максимумов в области видимости является выполнение неравенства

Ишах<2я[1/,-1/?1] или >.<П + 51Пе„акГ, (163)

где Эдаах максимальный угол отклонения луча от нормали L к раскрыву АР

Из (1 63) следует, что шаг эквидистантной решетки из слабонаправленных излучателей всегда должен быть меньше длины I волны Выполнение этого условия для крупноапертурных АР

У связано с существенными экономическими затратами и услож-

нением конструкции вследствие необходимости установки боль-

шого числа элементарных излучателей, в особенности для адаптивных РЛС Разработка неэквидистантных АР позволяет реализовать достаточно глубокое подавление дифракционных максимумов, попадающих в область видимых углов {21,22] Однако система управления пространственным положением основного луча в неэквидистантной АР оказывается весьма сложной, так как для отклонения луча й заданное направление требуется