Антенные решётки

Скачать в pdf «Антенные решётки»


На любой частоте излучение решетки максимально в направлении 9(ш), в котором пространственная разность хода p0Jcos 9 от пары соседних элементов равна фазовой задержке возбуждения на длине главного тракта l с учетом дополнительного фазового сдвига Ф0 в устройствах связи и за вычетом дополнительного фазового сдвига, кратного 2п. Это выражается равенством


p0dcos[9(®)] = р(ш)/ + Ф02пМ,М = 0, ±1, ±2 … .    (1)


С увеличением частоты фазовый сдвиг Р(ю)1 увеличивается быстрее, чем p0(®)d, и это в соответствии с формулой (1) должно приводить к росту cos[0(®)], т.е. к отклонению луча в сторону от входа антенны.


Скорость изменения положения главного максимума в пространстве при изменении частоты называют углочастотной чувствительностью антенны. Чтобы вычислить ее, продифференцируем выражение (1) по частоте. Принимая во внимание:


1)    р0 = ш/с, где с — скорость света в пространстве;


2)    р = ш/иф , где Оф — фазовая скорость волны в главном тракте;


3) др(ш)/8(ш) = (8ш/8р)-1 = уогр , где огр — групповая скорость распространения волны в главном тракте;


и выполняя несложные тождественные преобразования, получаем углочастотную чувствительность:


89/(8(ш)/ш) = ш/(89/8ш) = 0,573/sin 9 = (cos 9 — (l/d)(е/огр)).


В этой формуле коэффициент 0,573 введен для перехода от размерности радиан на относительное изменение частоты к более удобным единицам — градус на процент изменения частоты. Углочастотная чувствительность максимальна, когда направление максимального излучения совпадает с нормалью к оси решетки:


ш



50




max



0,573



l c


d Огр ‘


Современные генераторы СВЧ без особых затруднений допускают перестройку частоты в пределах 10%. Чтобы при таком изменении частоты перемещать луч в широком секторе углов, углочастотная чувствительность должна быть равна 5.10 град /% и выше. Повысить углочастотную чувствительность можно двумя способами: 1) применяя обычный тракт без сильной частотной дисперсии и используя большое отношение l/d, скажем, больше пяти; 2) выбирая l/d ~ 1 и используя в главном тракте какую-либо замедляющую систему с большим коэффициентом замедления групповой скорости распространения, например с/и^ > 5. Можно показать, что это имеет место при повышенной дисперсии (сильная зависимость фазовой скорости от частоты в главном тракте) или же при заполнении главного тракта диэлектриком с высокой проницаемостью. Оказывается, что любой способ повышения углочастотной чувствительности приводит к увеличению омических потерь мощности в главном тракте, а второй способ (т.е. увеличение с/игр) сопровождается также снижением электрической прочности антенны. Поэтому при выборе типа и размеров главного тракта частотно-сканирующей антенны приходится принимать компромиссное решение, ведущее к удовлетворительным результатам в смысле как допустимых размеров главного тракта, так и КПД антенны и пропускаемой мощности.

Скачать в pdf «Антенные решётки»