Управление фазовыми сдвигами.
По
способу изменения фазовых сдвигов различают ФАР с электромеханическим сканированием
осуществляемым, напр., посредством изменения геометрич. формы возбуждающего
радиоволновода (рис. 2,а); частотным сканированием, основанным на использовании
зависимости фазовых сдвигов от частоты, напр. за счёт длины фидера между
соседними излучателями (рис. 2,б) или дисперсии
волн в радиоволноводе;
с электрическим сканированием, реализуемым при помощи фазосдвигающих
цепей или фазовращателей, управляемых электрич сигналами (рис.
2,в) . с плавным (непрерывным) или ступенчатым (дискретным) изменением
фазовых сдвигов Наибольшими возможностями обладают ФАР с электрич. сканированием
Они обеспечивают создание разнообразных фазовых сдвигов по всему раскрыву
и значит. скорость изменения этих сдвигов при сравнительно небольших потерях
мощности. На СВЧ в совр. ФАР широко используют ферритовые и полупроводниковые
фазовращатели (с быстродействием порядка
мксек и потерями мощности
20%).
Управление
работой фазовращателей осуществляется при помощи быстродействующей электронной
системы, к-рая в простейших случаях управляет группами элементов (напр.,
строками и столбцами в плоских ФАР с прямоугольным расположением излучателей)
а в наиболее сложных - каждым фазовращателем в отдельности. Качание луча
в пространстве может производиться как по заранее заданному закону, так
и по программе, вырабатываемой в ходе работы всего радиоустройства, в к-рое
входит ФАР.
Особенности построения
ФАР. Возбуждение излучателей ФАР (рис 3) производится либо при помощи
фидерных линий, либо посредством свободно распространяющихся волн (в т.
н квазиоптических ФАР). Фидерные тракты возбуждения наряду с фазовра-щателями
иногда содержат сложные электрич. устройства (т. н. диаграммооб-разующие
схемы), обеспечивающие возбуждение всех излучателей от неск входов, что
позволяет создать в пространстве соответствующие этим входам одновременно
сканирующие лучи (в многолучевых ФАР). Квазиоптич ФАР в основном бывают
двух типов: проходные (линзовые), в к-рых фазовращатели и осн. излучатели
возбуждаются (при помощи вспомогат. излучателей) волнами, распространяющимися
от общего облучателя, и отражательные- основной и вспомогат. излучатели
совмещены, а на выходах фазовращателей установлены отражатели Многолучевые
квазиоптич. ФАР содержат неск. облучателей, каждому из к-рых соответствует
свой луч в пространстве Иногда в ФАР для формирования ДН применяют фокусирующие
устройства (зеркала, линзы). Рассмотренные выше ФАР иногда называются пассивными.
Рис. 3. Типовые схемы возбуждения
В результате непосредственного
4) развитие теории синтеза
М. Б. Заксон.
фазированных антенных решёток (ФАР) с последовательным возбуждением (а),
параллельным возбуждением (б), многолучевой ФАР (в), квазиоптиче-ских ФАР
- проходного (г) и отражательного (д) типов: В - возбуждающий фидер; И
- излучатели; ПН - поглощающая нагрузка; Л - диаграмма направленности (луч);
В
или модулю подключён управляемый по фазе (иногда и по амплитуде) передатчик
или приёмник (рис. 4). Управление фазой в активных ФАР может производиться
в трактах промежуточной частоты либо в цепях возбуждения когерентных передатчиков,
гетеродинов приёмников и т. п. Таким образом, в активных ФАР фазовращатели
могут работать в диапазонах волн, отличных от частотного диапазона антенны;
потери в фазо-вращателях в ряде случаев непосредственно не влияют на уровень
осн. сигнала. Передающие активные ФАР позволяют осуществить сложение в
пространстве мощностей когерентных электромагнитных волн, генерируемых
отд. передатчиками. В приёмных активных ФАР совместная обработка сигналов,
принятых отд. элементами, позволяет получать более полную информацию об
источниках излучения.
взаимодействия излучателей между собой характеристики ФАР (согласование
излучателей
с возбуждающими фидерами, КНД и др.) при качании луча изменяются. Для борьбы
с вредными последствиями взаимного влияния излучателей в ФАР иногда применяют
спец. методы компенсации взаимной связи между элементами .
Перспективы развития ФАР.
К
наиболее важным направлениям дальнейшего развития теории и техники ФАР
относятся: 1) широкое внедрение в радио-технич. устройства ФАР с большим
числом элементов, разработка элементов новых типов, в частности для активных
ФАР; 2) развитие методов построения ФАР с большими размерами раскрывов,
в т. ч. неэквидистантных ФАР с остронаправленными антеннами, расположенными
в пределах целого полушария Земли (глобальный радиотелескоп); 3)
дальнейшая разработка методов и технич. средств ослабления вредных влияний
взаимной связи между элементами ФАР;
и методов машинного проектирования ФАР; 5) разработка теории и внедрение
в практику новых методов обработки информации, принятой элементами ФАР,
и использования этой информации для управления ФАР, в частности для автоматич.
фази-рования элементов (самофазирующиеся ФАР) и изменения формы ДН, напр.
понижения уровня боковых лепестков в направлениях на источники помех (адаптивные
ФАР); 6) разработка методов управления независимым движением отд. лучей
в многолучевых ФАР. Лит.: Вендик О. Г., Антенны с немеханическим
движением луча, М., 1965; Сканирующие антенные системы СВЧ, пер. с англ.,
т. 1 - 3, М., 1966 - 71.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я