|
| |
|
Слаботочка Книги --nil п p * о о в о с ceo ml m e -Ij t M - О s- -doH on Biren p. >, С! О О * I. <N ; о Л II : Ю о о. S >< с е- oj к о о S я II II g D. O. >. a. a. H я я Й = II II о . * s ,a S о e о a. <u P 3 1 0.0. 2 о s § п о я co QJ ,-. H m < я о. о к >. о S f-я я м S. g it 3 §5 <u g я Ivg- ж Re S (0 m S о я co Q, 0.>, о 2 5. P- f.. я >> u 3- Ч Однако существует и ряд нерещенных задач, среди которых следует отметить развитие теории синтеза МСАР, разработку многочастотных согласующих устройств, обеспечивающих согласование в щироком секторе сканирования и в широкой полосе частот, обобщение электродинамических моделей на более сложные структуры МСАР. Решение этих задач будет способствовать дальнейшему решению проблемы комплексирования, многофункциональности и ЭМС бортовых и наземных антенн различных радиосистем с потенциально высокими хграктеристиками. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛ. в 1. Isaac М., Osterman L. Multifunction microwave aperture concepts and poten-tiaI Proc. Nat. Aerospace Electron. Conf. - 1972. - N 4. - P. 197-204. 2. Ломан В. Ич Хилевич С. .В. Многоднапазонные антенны сантиметрового диапазона для линий связи через ИСЗ. - Зарубежная радноэлектроннка, 1978, № 3, с. 382. 3. Langhlin G. L., Byron Е. V., Cheston Т. С. А very wide band phased array antenna IEEE Trans.- 1972, AP-20, N 2. -P. 699-704. 4. Воскресенский Д. И., Пономарев Л. И., Филиппов В. С. Выпуклые сканирующие антенны. - М.: Сов. радио, 1978. - 301 с. 5. Воскресенский Д. И., Пономарев Л. И. Многочастотные сканирующие антенные рещетки Изв. вузов MB н ССО СССР. Сер. Радиоэлектроника. - 1981. -Т. 24, № 2.--С. 4-15. 6. Chang V. W. Н. Infinite Phased Dipole Array. - Proc. IEEE, 1968, v. 56, N 11.-P. 1892. 7. Пономарев Л. И., Гордиенко Л. В. Алгоритм анализа бесконечных много-частотных вибраторных антенных решеток. - В ки.: Автоматизированное проектирование н конструирование элементов раднотехинческих систем н микроэлектронных устройств. - М.: МАИ, 1984, с. 33-37. 8. Шестопалов В. П. Метод задачи Римана - Гильберта в теории дифракции н распространения электромагнитных волн. - Харьков, Изд.-во Харьковского ун.-та, 1971, с. 400. 9. Пономарев Л. И., Соловьев Е. В. Двухчастотная волноводно-вибраториая совмещенная ФАР Изв. вузов МБ и ССО СССР.- Сер. Радиоэлектроника. 1981.-Т. 24. - № 5. - С. 23-31. 10. Пономарев Л. И., Долгий А. В. Минимизация поля, рассеиваемого тонкими вибраторами Изв. вузов mb и ССО СССР. -Сер. Радиоэлектроника.- 1983. - Т. 26, № 8. - С. 48-53. И. Alailloux R. J., Steyskal Н. Analysis of a dual-frequency array technique IEEE Trans. - 1979. -AP-27, N 2. -P. 130-136. 12. Пономарев Л. И., Степаненко В. И. Результаты анализа н оптимизации двухчастотной совмещенной волноводной ФАР. - В кн.: Антенны/Под ред. А. А. Пнстолькорса. - М.: Радно и связь, 1986, вып. 34, с. 68-84. 13. Ильинский А. С, Пономарев Л. И., Гордиенко Л. В., Шаталов А. В. Анализ сканирующих многочастотных совмещенных вибраторных антенных ре-шеток Радиотехника н электроника АН СССР. - 1986. - Т. 30 - № 2.- С. 241-248. 14. Shelley Martin, Bond Kevin. Invisible antenna takes up less space - Microwaves and RF.- 1986. -Vol. 25, N 6. - P. 93-95. 15. Верига Б. A., Полухин Г. A., Ушаков Ю. С, Яцкевич В. А. Широкодиапазонные фазированные решетки из периодических вибраторных антенн.- В кн. Прикладная электродинамика. - М.: Высшая школа, 1980. вып. 4, с. 95-135. 16. Пономарев Л. И. Матричный анализ многочастотных совмещенных периодических антенных решеток Изв. вузов MB и ССО СССР. - Сер. Радиоэлектроника. - 1985. - Т. 28, № 2. - С. 79-86. 17. Пономарев Л. И., Гордиенко Л. В., Шаталов А. В. Влияние взаимного расположения излучателей в двухчастотной совмещенной вибраторной антенной решетке на ее характеристики. -- В кн. Автоматизированное проектирование устройств СВЧ. - М.: МИРЭА, 1986, с. 11&-129. ГЛАВА 7. МНОГОЛУЧЕВЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ В. М. МАКСИМОВ Одной из важных и актуальных проблем современной антенной техники является построение многофункциональных пассивных и активных антенных систем, обеспечивающих высокоэффективную работу различных радиотехнических комплексов. Возможный путь реализации таких антенных систем состоит в ислользо-вании многолучевых антенн (МА). Интерес к МА определяется их способностью формировать в пространстве веер ДН, каждой из которых соответствует определенный входной канал. Возможность применения МА в различных радиотехнических комплексах определила развитие их теории и техники [1, 2]. Наиболее простой путь построения многофункциональных антенных систем заключается в рациональном сочетании основных достоинств многолучевых и однолучевых устройств. Примером такого сочетания является использование многолучевых АР (MAP) в РЛС бокового обзора. В сочетании с ФАР MAP позволяют существенно расширить их возможности и улучшить характеристики направленности. В частности, использование MAP в качестве излучающих элементов ФАР приводит к возможности сканирования несколькими независимыми лучами [3] или к существенному расширению сектора однолучевого сканирования [4]. Применение диаграммообразующих схем (ДОС) пассивных МА позволяет также решать задачи создания активных MAP (АМАР) [5], осуществлять сложение мощности в общей нагрузке и синхронизацию большого числа генераторных элементов [6]. Объединение решетки излучателей и активных элементов с помощью ДОС придает им свойство переизлучения электромагнитных волн в направлении их прихода и обеспечить увеличение КУ антенны при работе на прием [7]. В данной главе кратко изложены возможные принципы построения пассивных и активных антенных систем с использованием МА или их ДОС. 7.1. КЛАССИФИКАЦИЯ МА И СПОСОБЫ ИХ ПОСТРОЕНИЯ Функциональная схема МА представлена на рис. 7.1. Она включает в себя излучающую часть /, которая может быть выпол- нена в виде АР или раскрыва апертурной антенны, ДОС 2 - основной элемент функциональной схемы, которая предназначена для формирования требуемых АФР поля в излучающей части
Рис. 7.1 МА, и входы антенны 3, представляющие собой поперечные сечения каких-либо линий передачи с единственным распространяющимся типом волны. На рис. 7.2 приведена возможная классификация МА. Критерии классификации условно можно разделить на две группы. В первую входят общие системные и антенные критерии, такие как функциональное назначение МА в системе, динамика и способы формирования лучей. Вопросы реализации функциональных возможностей МА и связанные с этим задачи рассматриваются в последующих разделах данной главы. Во вторую группу входят критерии, определяющие способы схемного построения МА. Можно выделить два крупных класса МА по способу реализации излучающей части: апертурные и решетки. Апертурные МА обычно реализуются на основе антенн оптического типа - линзовых (рис, 7.3,а, б) или зеркальных (рис. 7.3,в). Основным достоинством апертурных МА является простота конструкции. Однако такие антенны не позволяют получить высокий уровень пересечения соседних лучей с сохранением высокой степени развязки между входными каналами. Известно, что входы МА без потерь развязаны только в том случае, если формируемые ею ДН ортогональны, т. е. для нормированных диаграмм Fm{Q, ф) и Fn{Q, ф), соответствующих т-му и га-му входам МА, справедливо соотношение [18] л 2я т(6. 4>)Fn{Q, (f)sinQdQdif = о, при тфп] при т = п\ (7.1) где Dm - КНД МА в направлении максимума т-й ДН. Условие ортогональности лучей (7.1) определяет уровень их пересечения. Указанный недостаток апертурных МА обусловлен сложностью конструкторского выполнения системы облучателей, обеспечивающей ортогональность формируемых диаграмм. Кроме того, для таких антенн характерны незначительное количество формируемых лучей и низкий КИП. Последний недостаток обусловливает большие электрические размеры апертурных МА. Эти недостатки значительно ограничивают возможности использования МА оптического типа для построения многофункциональных антенных систем. Наиболее приемлемыми для этой цели являются MAP на основе матричных ДОС. В настоящее время известно большое количество практических схем МА такого типа. Наиболее распрост. раненными язляю.тся MAP на основе параллельной ДОС (матри ца Батлера) и последовательной ДОС (матрица Бласса). Критерии классификации Пассивные Активные Приемные МА Передающие МА Адаптивные МА Приемио-пере-дапщие МА Самостоятельное антенное устройство Элемент сложной антенны ( ФАР) Переизлучение волн Сложение MOUiHOcmu нескольких генераторов Синхронизация автогенераторов Динамика лучей Неподвижный веер лучей CKUHUPyWUi. веер лучей Независимое сканирование лучами , Широкоугольное окани/пвание одним лучом Способ формирования лучей фазовый Частотный Цифровой Способ реализации излучаю-ufeu части Апертурные МА МА решетки Гибридные МА Способ возбуждения излучающей части Параллель ный Последовательный Расположение излучателей в пространстве Линейные Криволи -нейные Плоские Выпуклые Кольцевые Дуговые Цилинври-чвские конические Сферические Реактивные ДОС Диссипативные ДОС Тип ДОС На несущей часто/пе На промежуточной частоте {Оптический Матричный На основе линзовых антенн
На основе матрицы Бласса На основе многовално-вых линий передачи На ДОС со сходящимися линиями задержки На ДОС в виде fC-матрицы На ДОС в виде смесительной матриць! Рис. 7.2  На рис, 7.4 представлены электрические схемы таких антенн. Отличительным признаком и достоинством MAP на основе параллельной ДОС (рис. 7.4,а) является возможность составления МА с различным числом излучателей и входных каналов из одинаковых восьмшолюсных делителей мощности и набора статических фазовращателей. Это обстоятельство предопределяет и ряд недостатков такой антенны, к числу которых относят отсутствие воз-iмoжнocти реализации на решетке амплитудных распределений специальной формы, использование только бинарного числа излу-   \/ V \/ V  v/i 9/2 (Р22 Oil 7- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [24] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 |
|||||||||||||||||||||||||||