Отражательная фазированная антенная решетка

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 в сравнительно узком секторе углов ±(25...45°), облучающую с внутренней стороны куполообразную линзу (рисунок 7.23) с переменным коэффициентом пре­ломления, как бы усиливающую угол отклонения луча плоской ФАР и в ре­зультате сканирующую в более широком пространственном секторе (до ±90° и более).

Рисунок 7.23 - Купольная антенна: 1 – излучающие элементы линзы; 2 –

фиксированные фазовращатели; 3 – фазированная

антенная решетка; 4 – линза, состоящая из излучающих

эле­ментов 1 и фиксированных фазовращателей 2

Линза может быть реализована в виде выпуклой антенной решетки (содержащей в себе коллекторную и излучающую решетки) с фиксированными фазовращателями, обеспечивающими усиление отклонения луча изменения фазовых задержек от фазовращателя к фазовращателю. Линза формирует фазовый фронт (в общем случае не плоский) плоской ФАР в плоскости фазовый фронт, распространяющийся в заданном направлении.

Осевая симметрия купольной линзы обеспечивает двумерное сканирование. Однако управление купольной антенны сложнее, чем у обычной ФАР, из – за необходимости создавать существенно неплоские фазовые распределения по раскрыву плоской облучающей ФАР.

В ФАР сканирование осуществляется изменением фаз фазовращателей, что позволяет обеспечить последователь­ный обзор пространства в секторе сканирования. В тех случаях, когда требу­ется сократить время обзора какого –либо сектора углов, можно применять параллельный обзор пространства, создавая веер одновременно существующих лучей, заполняющих этот сектор. Такой обзор пространства реализуется в многолучевых антенных решетках, создающих одновременно множество независимых (ортогональных) разнонаправленных лучей (рисунок 7.24).

Рисунок 7.24 – Веер лучей многолучевой решетки

Многолучевые решетки имеют несколько независимых входов, каждому из которых соответствует своя диаграмма направленности. Коммутируя эти входы, можно осуществлять амплитудное сканирование. При подаче (приеме) колебаний на все входы одновременно решетка будет иметь многолучевую диаграмму.

Парциальные распределения фазы, каждому из которых соответствует свой луч, формируются на одном и том же раскрыве решетки. Многолучевые решетки строятся с помощью специальных многополюсников, называемых диаграмообразующей схемой (ДОС). При возбуждении каждого из них реализуется конкретное фазовое распределение, которому соответствует положение луча в пространстве. На рисунке 7.25, а приведена параллельная ДОС для четырехэлементной решетки, называемая матрицей Батлера, формирующая четыре луча, состоящая из трехдецибельных мостов и фазовращателей.

Рисунок 7.25 – Диаграммообразующие схемы многолучевых антенных

решеток: а – параллельная (матрица Батлера); б –

последовательная (матрица Бласса); 1– излучающие

элементы; 2 – направленные ответвится: 3 – фазовые

задержки: 4 –поглощающие вагрузки; 5 – трехдецибельный

Дата добавления: 2017-02-01