Справочник по радиолокации. Книга 1 (1151798), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Механические аспектн при проектировании Б95:)' Ъ зеркала), требования к питанию и т.д. Инженер радиолокационных систем должен осознавать эти факторы и связанные с ними практические пределы конструкции кардан а. Факторы окружающей среды. Влияние факторов окружающей среды варьируется в широких пределах, обычно к ним относятся значительные тепловые воздействия, вибрации и загрязнения (например соль, песок, вода. радиация и т.д.). Тепловые эффекты, т.е. пространственные или временные колебания температуры, имеют большое значение для бортовых датчиков„которые часто претерпевают очень значительное изменение температуры (временные или пространственные измену.ни и т~',мпеплтчпь1 бопеш 100 'Г не пылкость) йибпа11ия яв: Благодарности Авторы выражают признательность и благодарность Гельмуту Шранку, Гэри Звансу и Даниэлю Дэвису (также соавтору этой главы) за главу 6 «Зеркальные антенны» во втором ~1990) издании этого справочника ~55~, Мы благодарны за их вклад и сохранение части второй главы, фигурировавшей во втором издании.
Материалы в разд. «Обтекатели» были адаптированы из главы 14 «Обтекатели» первого ~1970) издания этого справочника 156~, автором которого был Винсент Дикаудо. Глава 12. Зеркальные антенны 23. Е. 1. У61йпюп апд А. 3. Арр!еЬаигп, "Саььедга1п ьуяепь," 1КЕ Тгап~.. ~о1. АР-9, рр. 119 — 120, Запиагу 1961. 24. С. Я. Я1ейеп е1 а1., "Ой~ег с оа! гейесгог апгеппак !ог ~егу 1ои яде!оЬеь," М!сгова~е У., рр. 221 — -240, Мау 1986. 25. Ж. У.
Кмсй, "ТЬе сиггеп! яаге о! Фе гейесгог ап1еппа агг," 1ЕЕЕ Тгапь. Ап1еппаь Ргора~,, ~о1. АР-32, по. 34, рр. 319 — 320, Арг11 1984. 26. Т. Наецег апд .1..!. 1 ее, "Согпрапюм Ьегкееп а ьЬаред апс1 попФаред япа11 саюе~га!п апгеппа," 1ЕЕЕ Тгапь. Ап1еппак Ргорад., ~о1, 38, по. 12, ВесегпЬег 1990. 27. К. А. Реагюп, Е. Е1кЬ!гЬ|ш, апс! М. Ь.
Яппи, "Е1ес1гошс Ьеагп ьсапшпу ияпд ап аггау-Гед сйа1 ойьег гейесгог апгеппа," 1ЕЕЕ АР-Б 1пг. ~угпр. Вц ., рр. 263 —, 66 Хци~. ГЛАВА )3 ФАЗИРОВАННЫЕ АНТЕННЫЕ РЕШЕТКИ РЛС Джо Фрэнк и Джон Я. Ричардс лаборатория ирикладной физики 33. 1. Введение 60~~~)) Теория фазированных решеток интенсивно разрабатывалась в 1960-х годах. Развитие технологий привело в 1980-х годах к появлению ряда операционных систем, вышло множество публикаций на эту тему 14 — 15). С точки зрения улучшения технических характеристик сверхнизкий уровень боковых лепестков менее — 40 дБ был продемонстрирован впервые в 1970-х годах на воздушной системе дальнего обнаружения и наведения на цели (А%АСЬ вЂ” А1гЬогпе Жагп1пц апд Соп1го1 Куйся), разработанной Жеьйпдйоме Е1ес1пс Согрогайоп, что позволило сформировать жесткие допуски в конструкции и настройке фазы.
Появление разнообразного и совершенного компьютерного моделирования и сложной контрольно-измерительной аппаратуры„такой как анализаторы цепей, привело к улучшению Глава 13. Фазированные антенные решетки РЛС Общее число лучей М (шириной, равной ширине луча в осевом направлении), которые можно направить в сферическом пространстве, примерно равно коэффициенту усиления и при т~ =- 1 и, таким образом, связано с % простым соотношением Решетка с параллельным питанием элементов (см. разд. 13.8) и сканированием со сдвигом фазы по модулю 2л имеет ограниченную полосу пропускания, а для широкополосного исполнения требуется постоянная длина пути, а не постоянная фаза.
Предельная (максимальная) полоса пропускания задается выражением ширина полосы пропускания (%) = ширина диаграммы направленности ('). !3. 1. Введение наведения луча находится в пределах менее одной пятидесятой (сканированной) ширины луча, измеренного при сканировании под углом до 60' [20). Точность ограничена ошибками фазы и амплитуды. Поскольку фазовый сдвиг, а нс задержка используется при изменении частоты, нулевое направление сканирующего луча также изменяется, поэтому с увеличением частоты луч движется к осевому направлению. Профилироваииые лучи.
Диаграмма направленности решетки может быть профилирована путем изменения распределения поля излучения по площади апертуры. Хорошее приближение к диаграмме направленности может быть получено с помощью одного фазового распределения. В частности, луч может быть,плс1ииги-.н 13.1.
Введение б05)" плоской решетки соответствующей ей шириной луча является ширина диаграммы направленности элемента в решетке, а не ширина луча всей решетки. При круговой поляризации для сигнала, однократно отразившегося от цели (сферы или плоской пластины), потребуется антенна, настроенная на противоположную данной передаче круговую поляризацию. Если жс используется та же самая антенна, то цели с однократным отражением будут отклонены. Подобная система может, таким образом, дать величину подавления отражений от дождя [27~, в идеале представленную в виде 201ц(е2 + 1) /(е2 — 1) дЬ, О-2ат Фазовращатели а) Луч 1 Глава 13, Фазированные антенные решетки РЛС Элементы с регулируемой временной задержкой Глава 13.
Фазированные антенные решетки РЛС В случае получения двух лучей угол наклона фазы по апертуре имеет среднее отклонение и периодически изменяется от О до л. Исиользоваиие только вертикальной развертки. Конструкция ФАР значительно упрощается, если не требуется многофункциональность, в том числе управление огнем, когда в любой момент может быть необходимо наведение луча в другом направлении. Решетка сканирует только в вертикальной плоскости и механически поворачивается для азимутального покрытия. Количество точек насгройки фазы сводится при этом к числу горизонтальных рядов элементов. В случае обзорного радиолокатора корабля антенна должна быть расположена как можно выше, чтобы избежать затенения надстройкой, но пьедестал не должен быть стабилизиро- И . Теоретические основы работы 4азированных антенных решеток Б~1~1 .2.
Ъ~ Для близко расположенных элементов значение коэффициента огибающей близко к индикатрисе (амплитудной диаграмме) хорошо подобранного излучающего элемента ~/соьО для значений угла до 60 или 70'. При больших углах диаграмма направленности элемента имеет значения больше заданных сов О и является функцией от общего числа элементов 1401. Сканирующие линейные решетки. Диаграмма решетки может быль отклонена на угол Оо путем дискретного линейного изменения фазы сигнала ог элемента к элементу таким образом, чтобы разность фаз между соседними элементами составила 2л(ь/Х) япОо. В этом случае уравнение (13.2) можно преобразовать в выражение )лава 13.
Фазированпые антенные решетки РЛС Множитель элементов и коэффициент усиления плоских решеток. Максимальный коэффициент усиления апертуры площадью А, равномерно облучаемой лучом, перпендикулярным ее плоскости„равен 6„„, = 4лА / О. При неоднородном распределении излучения по апертуре и наличии потерь коэффициент усиления уменьшается. поскольку вводится коэффициент использования площади апертуры т~: А ~13. 13) Если апертура рассматривается как согласованный приемник, то количество энергии, поступающей из направления Оо, пропорционально площади ее проекции.. Коэйбииие11т.
усилен1ия...ппи сканиповании. следовательно,. б 13З. Плоские решетки и управление лучом 6! 3 К 13.3. Плоские решетки и управление лучом 6! Б Наиболее часто элементы решетки располагаются в узлах либо прямоугольной, либо треугольной сетки. Как показано на рис. 13.8, ти-й элемент находится в точке ~тЫ„ид,). Треугольную сетку можно рассматривать как прямоугольную сетку, в которой удален каждый второй элемент. Место элемента может быть определено при условии, что и + п — четное число. Расчет фаз возбуждения элементов значительно упрощается при использовании системы координат с направляющими косинусами. В этой системе линейно меняющиеся значения фазы, определяемые смещением луча ~сок а„,, соь а,,,)„ можно просуммировать в каждом элементе, так что фазирование каждого тп-го эпРменч я ОПАР ле пяРтГч,Вьтеся.
Фсе,ииРм ф 13.4. Согласование и взаимные связи в фазированных антенных решетках 6 1~7~ ) Здесь на один элемент приходится площадь а„д~ = (0,5361)2 = 0,287У. Для решетки со структурой в виде равносторонних треугольников это требование удовлетворяется при следующих значениях: — — — —..— = 1,866 или д,, =- 0,5361 д„— -- 0,3091.
Х Х Иу ~13а,. Поскольку элементы следуют через каждое второе значение тл, площадь, при- Глава 13. Фазированные антенные решетки РЯС боковые лепестки в диаграмме направленности. Кроме того, могут сложиться такие условия, при которых в антенне, хорошо согласованной для осевого направления, при определенном угле сканирования происходит отражение большей части мощности. Изменение полного сопротивления и диаграммы направленности элемента является проявлением взаимной связи между излучающими элементами, которые находятся в непосредственной близости друг к другу.
При проектировании будут полезными два эмпирических метода. 1. Волноводные модели обеспечивают определение полного сопротивления элемента в бесконечной решетке при использовании всего нескольких элементов. 13.4. Соеласование и взаимные связи в фазированных антенных решетках 619 ,02 Глава 13. Фазированные антенные решетки РЛС расчеты изменений полных сопротивлений элементов. Кроме того, измерения полных сопротивлений, выполненные на моделях, соответствуют полному сопротивлению элемента в бесконечной решетке. Несмотря на допущения, модель бесконечной решетки позволяет с хорошей точностью рассчитывать полное сопротивление всей решетки и его изменения.
Даже для решеток нсболыцих размеров (менее 100 элементов) получено вполне удовлетворительное совпадение с данными для бесконечной решетки 149]. Диаграмма направленности элемента решетки. На основе энергетических предположений коэффициент усиления идеально согласованной решетки с постоянным распределением амплитуды (т1 = 1) будет изменяться как площадь проекции апертуры по формуле (13.14): Ы4. Соезасование и взаимные связи в фазированных антенних реиетках 62 ~~~ Глава И Фазированные антенные решетки РЛС Изменение полного сопротивления свободного пространства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
