Рис. 9.14. Множитель линейной решетки со сдвигом фаз питающих то ов \\i<ikd

Рис. 9.15. Множитель лимейной решетки со сдвигом фаз питающих токов \\i = kd

Поверхностная антенная решетка создается с целью получения управляемой игольчатой диаграммы нанраеленности. Рассмотрим эквидистантную- прямоугольную антенную решетку (рис. 9.16), состояш,ую из т рядов, параллельных оси у, и п столбцов параллельных оси х. Предположим, что все излучатели возбуждаются токами одинаковой амплитуды /, а фазы токов изменяются по рядам и столбцам по линейному закону; т и п-число излучателей в столбцах и .рядах; dx и dy - расстояния между соседними излучателями по осям хну; углы Вж и B,; отсчиты-ваются в плоскости xOz и yOz соответственно. Заменим каждую строку или каждый столбец одним эквивалентным излучателем и перейдем от двумерной поверхностной решетки к эквидистантной линейной решетке идентичных излучателей, расположенных вдоль оси у или вдоль оси X. Очевидно, что ДН каждого эквивалентного излучателя определяется уравнением (9.25), а .множитель линейной решетки, состоящей из эквивалентных вибраторов,- уравнением (9.26). Следовательно, диаграмма направленности поверхностной решетки определяется уравнением

Фпш{., е,)=Фле е,)

sin [0,5m (Ыж sin 6ж - il3x)]

(9.27)

sin[0,5(Ad3cSine5c -ipjc)] sin [0,5 n (kdy sin Qy - %)] sin [0,5 (Ыу sin - фу)]

Используя это уравнение, можно установить:

1. Ширина ДН по нулевой мощности при фиксированном расстоянии между излучателями определяется числом вибраторов в соответствующем сечении:

- в плоскости xOz\ ~ в плоскости yOz.

2%nb°kJ{md)

2eo 115°VW .

(9.28)

(9.29)

2. КНД пропорционален числу вибраторов. Действительно, используя (9.1), можно показать, что

КНД 12,6 mndxdy/k\.

(9.30)

3. Углы наклона главного лепестка ДН Qmx и Qmy относительно осей определяются фазовыми сдвигами токов ilx и ipy-.

- в плоскости xOz;

- в плоскости yOz.

= arcsin {Kq \pJ2ndx)

Qy = arcsin {Xq ipy/2nd у)

(9.31) (9.32)

Рис. 9.16. Поверхностная антенная ре- Рис. 9.17. Антенная решетка с час-шетка тохным сканированием

Таким образом, поверхностная аненная решетка позволяет управлять диаграммой направленности изменением фазовых сдвигов между токами, питающими (вибраторы. Это достигается либо изменением рабочей частоты, либо с помощью электрически управляемых фазовращателей. Б соответствии с этим различают два метода электрического сканирования: частотный (рис. 9.17) и фазовый (рис. 9.18). В первом случае фаза меняется за счет изменения электрической длины отрезков линии передачи, а во втором-за счет .регулируемого фазового сдвига в фазовращателях. Антенные решетки с электрическим управлением положением главного лепестка называются фазированными антенны-ми решетками (ФАР).

Однонаправленное излучение поверхностных решеток получается с помощью металлических экранов или системы рефлекторов (см. рис. 9.19,а), которые обычно располагаются на расстоянии /ip=Xo/4 от поверхности решетки. Конструктивно экраны- чаще выполняются в виде металлической сетки с размером ячеек не больше Хо/8- Увеличение размера ячеек увеличивает излучение через экран. При расчете антенны с рефлекторами в уравнение

(9.-27) вместо Ф1 (9ж, 63,) необходимо подставить выражение для системы из двух вибраторов Ф2(6х, 6;) (9.23). Диаграмма направленности однонаиравленной решетки показана на рис. 9.19,6.

f 9

Рыс. 9.18. Антенная решетка с фазовым сканированием: а - последовательное; б - иараллельвое; в - смешанное

Рис. 9.19. Однонаправленная решетка: а- конструицня; б - диаграмма напра1Вленности