Хансен Р.С. Фазированные антенные решетки (2012) (1151794), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Кроме того, смещение облучателя должно быть параллельно оси зеркала в сторону, противоположную вершине отражателя. По мере сканирования луча диаграмма .Глава !4. Зеркальные антенны с решетками 60 14.1. Решетки, размещенные в 4окальной плоскости Глава 14. Зеркальные антенны с решетками 14.2.
Электромагнитная оптика ближнего поля полосных систем, в частности, таких как решетки в фокальной плоскости больших параболических антенн для радиоастрономии, используется фиксированное расположение облучающих элементов и весовые коэффициенты, что снижает значение Я/Х ~321. 14.1.3. Ограничения по коррекции комы Существует несколько серьезных трудностей, связанных с применением решеток в фокальной плоскости для коррекции комы. Во-первых, по мере измене- Глава 14. Зеркальные антенны с решетками Параболический отражатель Фазированная тенная решетка Вспомогательный параболический отражатель 14.2. Электромагнитная олтика ближнего ноля Затенение, вызванное вспомогательным зеркалом и решеткой, повышает боковые лепестки и снижает усиление.
Были проведены расчеты системы с использованием однопараметрического кругового апертурного распределения ~81, которое для значений боковых лепестков в 25 дБ очень хорошо подходит для большинства отражательных антенн. На рис. 14.8 показана зависимость УБЛ от д/В для нескольких уровней боковых лепестков. Для 25 дБ соотношение диаметра вспомогательного и основного зеркал, равное 0,25, обеспечивает уровень бокового лепестка — 16 дБ. Данные по изменениям усиления отсутствуют. Реализация убывания амплитуды на решетке приведет к убыванию амп- Глава 14.
Зеркальные антенны с решетками поля. Злементы решетки, как правило, диполи и печатные излучатели„не являются точечными излучателями. Вероятно, что возможен шаг до Х. В любой зеркальной системе по мере сканирования лучом диаграмма облучателя возбуждает не весь рефлектор (энергия переливается за край). Зто виньетирование уменьшает усиление. По мере того как область облучения, созданная облучателем, распространяется мимо параболического рефлектора, эффективная площадь рефлектора представляет собой два круговых сегмента (см. рис. 14.9).
С помощью формулы площади сектора ~11 зависимость эффек- тивности от сканирования выражается приблизительно следующим образом 14,2. Электромагнитная оптика ближнего поля где И' — это диаметр решетки 1101. Например, если И'/Х = 100, расстояние должно быть не более 10 И~ Иногда утверждают, что система ближнего поля Кассегре на имеет фиксированную зону обзора, поскольку при учете фазовых искажений число положений луча при ска- Глава 14.
Зеркальные антенны с решетками сканирования напрямую ~ЗЦ. Ошибка длины пути может быть минимизирована посредством коллимации луча в двух направлениях вместо одного ~24~. Это аналогично эффекту в линзах, например, линзе Ротмана с двумя фокусами.
Биколлимация может значительно сократить ошибку длины пути. Более сложный подход к оптимизации включает регулирование фокусного расстояния и трансформирование формы поверхностей ~19~. 14.2.1. 1. Системные требования и ограничения 1лаеа 14. Зеркальные антпенны с решетками вспомогательного зеркала или линзы, необходим компромисс между весом, потерями в линзе, сложностью конструкции и т.д.
Дальнейший шаг — использование сфокусированной решетки. Решетка фокусируется на фокусе системы (см. рис. 14,14). Опять-таки, направление Параболический отражатель Литература Б2® луча содержится в фазовом фронте. В ~9~ приведены характеристики сфокусированных решеток. Поскольку фокус зафиксирован, каждому элементу решетки требуется только фиксированная временная задержка. Использование линий задержки обеспечивает широкополосную фокусировку. Различные ослабления во всевозможных линиях задержки легко компенсируются путем добавления резисторов в более короткие линии. Линии задержки обычно располагаются после предусилителей с тем, чтобы линия задержки оказывала лишь незначительное воздействие на коэффициент шума.
Достоинство схе измеРения и дОлуски Существуют превосходные книги по измерениям, список которых приведен Глава 15. Измерения и доиуски 15. 1. Измерение диаграмм наиравленности антенн с низким уровнем боковых леиестков Глава 15. Измерения и долуски пестка. Прогрессирующее увеличение уровня боковых лепестков и слияние первого с главным продолжается с уменьшением значения Я. На рис.
15.3 показан случай, где первый боковой лепесток уже поглощен главным лучом, а второй боковой лепесток и ноль увеличены. На универсальном графике 1281, рис. 15.4, приводится зависимость увеличения перво~о бокового лепестка и значения «плеча» от нормированного расстояния для (УЬЛ) ' от 13 (равномерное распределение) до 50 дБ. Обратим внимание на то, что разностные диаграммы направленности требуют несколько большего расстояния измерения, чем соответствующие суммарные диаграммы направлен- Глава 15.
Измерения и допуски Элементы полрешетки Неиеправныи элемент Контуры значении (д Б) 15.3. Волноводные имитаторы Угол плоской волны с осью волно- вода соответствует углу сканирования Оо. Когда ни один из индексов мод не равен нулю, от широких стенок отражается дополнительная пара плоских волн ~12~. Для менее часто используемого треугольного волноводного имитатора имеется три набора плоских волн.
До- Глава 15. Измерения и допуски 15.3. Волноводные имитаторы а углы сканирования составляют Тогда и 2 и 2 — = — ипОсоз~р — = — ипО ып~р и Ь Х (15.3) Размеры волновода-имитатора выбираются как целые числа, кратные ин- Х япΠ—— А,. Пй 1апср == —— то Глава 15. Измерения и допуски 15.3. Волиооодиые имитаторы 537) водном моделировании сканирования в диагональной плоскости для Е-поляризации используется пара мод — ТЕ и ТМ с идентичными ненулевыми индексами.
Подробный обзор разработки и практического применения волноводных имитаторов дан в ~501, а также в работах ~24, 19, 10~. «Однопортовые» имитаторы имеют только один целый порт элемента наряду с частичными портами. Таким образом, требуется нагрузка лишь одного порта. Эти простые имитаторы хорошо подходят для Н-плоскости, большого угла отклонения луча, работы в главной плоскости, где не появляются дифля~~утионн~т~ пеп~ гтъ.,и 1И, Глава 15. Измерения и доиуеки ветствующие рис.
15.13,а и Ь. Аккуратно воспроизведены запитка излучателей и сопротивления нагрузок. Такие имитаторы обеспечивают углы 11,92 и 43,53 . Эти исследования нашли свое продолжение в работах 11, 2~. Были проведено волноводное моделирование с модой ТЕ,О АР, состоящей из микрополосковых излучателей, запитываемых при помощи зонда, и микрополосковых излучателей с дополнительными элементами. Использован одиночный центральный излучатель с четырьмя такими же, но обрезанными на четверть по углам (см. рис. 15.14).
Сетка решетки была симметричной гексагональной, а шаг решетки обеспечивал угол установки луча 22,48"-. 15.4. Допуски в антенных решетках Решетки принимаются достаточно большими, так что используется центральная предельная теорема. Это предполагает применение для линейной решетки Ж > 10 и желательно Ж >20. Анализируются линейные АР; распространение полученных результатов на плоские двумерные решетки приводится позднее. 15.4.1. Снижение направленности и увеличение среднего уровня боковых лепестков Глава 15.
Измерения и допуски -10 -20 15.4. Допуски е аитеииых решетках 15.4.2. Ошибка установки луча Допуская то, что ошибки размещения и ориентации элемента в АР частично суммируются в ошибки фазы и амплитуды, дисперсия угла установки луча для линейной АР найдена в 143, 11, 49~: Х 2 а2 А21" Нл2 (15.13) Глава 15. Измерения и допуски меньше заданного УБЛ, выражается интегралом функции ФПВ от нуля до заданного уровня боковых лепестков: Посредством изменения переменной (15.17) можно записать с помощью специальной функции О 138]: Р = 1 — О(А.
В). Глава 75. Измерения и доиуски 3. Асогас1, Я. Н,, «Оп-11пе Вйе со Асспга1е1у Мопйог Веагп Рояи1оп, Беат Язаре апд Ьу~1егп Рег1оггпапсе оГ Е1ес1гоп1са11у Бсаппед РЬжсд Аггау Апгсппая», Ргоссейпдь АМТА ~угпрояшп, Р1п1ас1е1р1па, РА, 1990, рр. 9-25 — 9-28. 4. Ашпапп, Н. М.
апс1 Ъй!Мегй, Г. О., «Меаг-Е1с1с1 Текйщ о1 а 1оъ-Яде1оЬе Рйа~ес1 Аггау Ап1еппа», Ргосеейпу АМТА Яугпрояшп, КеаШе, ЖА, 1987, рр. 3 — 7. 5. Ва11оиг, М. А., «Рйакес1 Аггау Япш1агоги 1п %а~едиЫе Гог а Тг1апди!аг Аггапдегпеп1 оГ Е1егпепЬ», Тгапь. 1ЕЕЕ, Уо1. АР-13, Мау 1965, рр.
475 — 476. 6. Ва11оиг, М. А.„«АсЫе 1гпрес1апсе о1' а РЬаьед-Аггау Апгеппа Е1егпеп1 Япш1а1ес$ Ьу а Япд1с Е!егпепг 1п а Жа~еушйе», Тгапк. 1ЕЕЕ, Уо1. АР-15, Маг. 1967, рр. 313 — 314. 7. Веппегг„%. К., «МеФодк о1' Яо1ч1па Хозе РгоЬ1егпь», Ргос. 1КЕ, Уо1. 44, Мау 1956. рр. 609--638. ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ! ! Активное сопротивление сканирования 246, 273 Активный импеданс 18 Антенна Грегори ближнего поля 522 с решеткой возбуждения 523 Виньетирование 520 Внешний волновой фильтр 299 Волновод с открытым концом 168 Волновод, встроенный в подложку 168 Иредметныи указатель Диаграмма направленности Дольфа— Чебышева 71, 77, 350, 438 Диаграмма направленности Хемминга 92 Диаграмма сканирования элемента 18, 248, 273, 450 Диаграмма сканирования элемента при рассеянии 18 Диаграмма направленности Хансена Классические антенны с минимальным рассеянием 257 Кольцевая антенная решетка 419 Кома 511 Компенсация эффектов сканирования 289 внешние фильтры 299 многомодовый 295 перегородки 292 Предметный указатель Линейная антенная решетка 23 боковые лепестки 27, 79, 84, 85 диаграммы направленности 23, 67, 72, 79, 86, 100, 102, 105 дифракционные лепестки 28 лепестки квантования 46, 49 направленность 55, 76, 80, 89, 338, 341 полоса пропускания 31, 42, 192, 343 антенная решетка, состоящая из изотропных элементов 55 Бейлисс 104 Вильнев 98 диаграмма направленности Бейлиса для круглой апертуры 140 линейная антенна решетка 55, 337 одно параметрическая диаграмма направленности Хансена 129 Предл~етный указатель акусто-оптическая переключаемая 232 двоичная переключаемая линия задержки 230 дисперсионное оптоволокно 234 оптическое преобразование Фурье 237 Оптоволокно, см.
Оптические (фотонные) системы питания лепестки квантования 48 направленность 61, 63, 142 проектирование 215 синтез диаграммы направленности 128, 134, 139, 146 сравнение с секторной антенной решеткой 454 управление лучом 42, 541 ширина луча 34, 131, 134 Предметный указатель направленно- направленноБейлисса 103, направленно- с крутизной Разностная диаграмма сти Золотарева 107 Разностная диаграмма сти с распределением 138, 529 Разностная диаграмма сти 98, 101, 107, 138 Разностная диаграмма кольцевой боковой лепесток 145 лучи специальной формы 112 низкий уровень боковых лепестков 91 однопараметрическая диаграмма направленности Хансена 129 однопараметрическое распределе- ние Тейлора 79 принципы Тейлора 70 Предметный указатель Согласующие лимиты Фано 181 Согласование 17, 154, 175, 176, 180, 214, 215, 254, 172, 283, 285, 294, 296, 299, 334, 359, 491, 492 Сопротивление щелей 161, 165 Сопряжение по фазе 503 инверсия 503, 506 Спектральная область 270, 312 Широкоугольное согласование импедансов 299 Щель (щелевой) 159, 270, 430, 444 Щель в боковой стенке волноотвода 166 Щель в полосковой линии 167 Щель шунтирующего типа 160 МОНОГРАФИИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АВТОРОВ, ПОСВЯЩЕННЫЕ В СУЩЕСТВЕННОЙ СТЕПЕНИ АНТЕНН Ы М РЕШ ЕТКАМ !.
Бендик О.!. Ли~с~они с нсиелзни ~селим иви;лсниеи .и лл — М: Соле росио, 19о5. Производство книг на заказ Издательство «Тсхносфера» тел.:(495) 234-01-10 е-нзаН: Кп1рСадесйпозрЬега.ги Активная ФАР ~ дижимнл Рззчещжтсй Ь Откйбнйемнх Н~кхйх самолета для герсдентиано~т. мяогаФуи~цианвльйсГ0 ИСТ~64$ПВГ~Я .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
