Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 59
Текст из файла (страница 59)
пульсных мощностях до 10 нВт показали, что ограничения по спинозой волне отсутствуют. Измерения прн уровне мощности выше 1О КВт не производились, однако предполагается, что фазовращатель может применяться прн более высокой мощности, поскольку он работает выше точки резонанса.
Мпрпдленпе дгвднагп спгнплп Нплрпдленис Флпднвгв спгнплп Фазовращатели, основанные на аффекте Фарадея. Принцип действия фззовращателя, рассчитанного на Нг — Нсмпдгп л]тг высокочастотные сигналы как с ли- л нейной, тан и с нруговой полярнза. цией (рис. 38), основан на использовании фазосдвигающего устройства Фарадея [43].
Фазосдвигающее устройство (рнс. 38, а) имеет ферритовую четвертьволновую пластинку и может применяться в отражательных решетках ]44]. Фазовый сдвиг соз- даетсн незаонснмо от типа поляри- денппггнпгпсдднгпаавгпдтарвдсмдп еирадел зации, без изменения направления круговой поляризации. Однако плоскость поляризации линейно-поляризованного сигнала поворачивается на 90'. Устройство, показанное на рис, 38, б, использует две секции Гл. 6.
Фазоаращатели фазироваммых антенных решеток с разными магнитными полями. Этщ фазовращатель аечувствителеи к поляризации проходящего сигнала [45). Фазовый сдвиг создается здесь при прохождении сигнала в обоих направлениях и независимо от поляризации сигиала, При прохождении сигнала через фазовращатель иаправлеиие круговой поляризации и угол поворота плоскости линейной поляризации ие меняются. з Рис.
ЗЗ. Нечувствительный к иоляризанни Фазовращатель Фарадея для отрамательмой решетки диаиазома кн 1441. Нечувствительный к поляри ации фазовращатель для отражательной автеииой решетки. На рис. 39 показан фазавращатель диапазона Км (!5,35— 17,26 ГГц), спроектироваииый в соответствии со схемой рис. 38, а. Параметры этого фазовращателя приведены в табл. 8. Ои включает ферритовый сердечиик, расположенный по оси секции круглого волиовода. Вокруг волиово- Таблица 8 Параметры Нечувствительного к поляризации фазовращателя Фарадея в диапазоие Км для отражательной решетки Значение иараметрз 0;ЗЗ 50 21 240 Частота, ГГц Фазовый сдвиг, град Регулирование фазового сдвига Импульсная мощность, Вт Средняя мощность, Вт Система охлаждеиия Мощность сигиалов переключеиия (максимальиое значение), Вт Время переключевия, мкс Масса (без системы управления), г (15 3 — 17 2) 4- 5% 360 Плавное 250 3 Отсутствует б.б.
Схемы аргменноп задерлгки г ферритоаьгми регуллгорагга рнс. 40. завпсвмость фазового спавга от тока в обмотке прм вертпкальной линейной полпрваамнп снгналаг пунатаром наказана характернстнка линей- мого управлпющего усвлнтелн, а сплошвымн лнннпмн максимальные зваченп» фазового спвнга в завпснмостн от тока об. мотки с учетом петли гнстерезнса 1441. Ууд да находится соленоид с 1800 витка- "- Ейд ми, а вся конструкция заключена в магнитный экран, который исключает взаимосвязь между соседними фазовращателями и обеспечивает Э убд замкнутость магнитного потока. За- л дача снижения гистерезисных потерь решается путем использования ферритового материала с весьма узкой петлей гистерезиса.
Максимальная ширина петли гистерезисп получается при токах обмотки порядка 60 мА, при этом ошибка установки фазы менее 20'. Характеристика зависимости фазового сдвига от тока при вертикальной поляризации сигнала изображена в виде сплошных кривых на рис. 40. Пунктирной кривой показана характеристика линейного управляющего усилителя, Отклонение сплошных кривых от пунктирной представляет собой фазовую ошибку. Давные, приведенные на рис. 40, являются типовыми для любых видов поляризации, включая линейную горизонтальную и круговую по часовой и против часовой стрелки.
Без учета ошнбон на гнстерезис макснмальное отклонение для любых видов поляризации составляет около 80'. д ЬУ дд 1Ю Так адамка, ггА 5.5. Схемы временной задержки с ферритовыми регуляторами Для исключения искажений импульсов при управлении работой ФАР с большой мгновенной шириной полосы частот необходимо использовать фазирующие схемы, обеспечивающие истинную временную задержку. Эти схемы работают обычно при сравнительно низких уровнях мощности и имеют несколько линий задержки, которые могут подключаться к линиям питания элементов решетки или отключаться от ннх.
Длина линий задержки может дискретно изменяться с помощью подключения секций временной задержки. Типовая секпия временной задержки показана на рис. 4!. Эта секция содержит два однополюсных двухпозиционных переключателя, соответствующие положения которых позволяют выбирать для прохождения сигнала один из двух возможных путей длиной 1, или 1,. Длина пути 1, используется для получения опорного значения запер>кки во времени, а длина 1, обеспечивает получение дополнительного значения временной задержки на определенную величину по отношению к 1,. При коммутации между двумя положениями переключателя разность задержек сигналов определяется величиаой 1, — 1з. Элементы Аг и Аз представляют собой развязывающие устройства, испольвуеиые для снижения фазовой и амплитудной ошибок, обусловленных многократными отражениями или резонансными явлениями при прохождении обратной бегущей волны в замкнутой цепи.
Элемент А, представляет собой аттенюатор и используется для компенсации потерь в более длинной линии, обес- 241 Гл. 5. Физовращпгели фазированных антенных решеток печивая тем самым уравнивание затухания в линиях при двух сос|ояниях секции временной задержки. Выбор среды распространения сигналов при создании устройств временной задержки обусловлен такими факторзми, как дисперсионность, температурная стабильность, вносимые потери и размеры. Полосковая линия передачи дает преимущества в отношении размеров, но чувствительна в определенной степени к колебаниям температуры. Волновод обладает такими достоинствами, как малые вносимые потери и высокая температурная стабильносгь, но имеет высокую частотную дисперсионность, создает определенные трудности при конструировании системы.
Частотную дисперсию волновода можно, однако, скомпенсировать путем введения четырехполюсного волноводного циркулятора и секции задержки, включающей клиновидный волноводный омотмд ед 2ьтгп ю дх Рне. 41. Схема типовой ее*оно временной вахтам~то. выравниватель !46!. При выборе средств временной задержки достаточно удов. летворительный компромисс достигается при использовании полужесткого коаксиального кабеля. Кабели с жесткими внегпними и внутренними провод.
никами применялись для исключения фазовых ошибок, связанных с гибкостью линий передач. Подобные кабели изготовляются с частичным диэлек. трическим заполнением пространства между внутренним и внешним проводниками, что обеспечивает термокомпенсаци!о и сии>кение вносимых потерь. Выбор переключателя.
В схеме временной задержки можно применить либо полупроводниковый диодный, либо ферритовый переключатель. Основными критериями для выбора при этом являются вносимые потери, время переключения и температурная стабильность. Для снижения ошибок за счет искажения сигнала переключатель должен иметь низкий козффициект отражения, а его коэффициент передачи — постоянную амплитудную и линейную фазовую характеристпии. Одним из устройств, вполне удовлетворяющим этим требованиям, является однопереходной переключаемый трехполюсный циркулятор. Подобные устройства имеют вносимые потери менее 0,4 дБ и могут переключаться за время не более 10 мкс.
Влияние многократных отражений в них снижается из-за низкого Коо (обычно менее 1,15 для всех полюсов в полосе частот шириной 10%), а также однонаправленности передачи. На рис, 42 показан трехполюсный однопереходный переключаемый циркулятор диапазона 5[47!, разработанный для схем временной задержки. Пиркулятор рассчитан на рабочую частоту 2,7 ГГц и имеет развязку более 26 дБ в полосе 0,25 ГГц.
Максимальный Ке„в той же полосе частот составляет 1,!1, максимальные вносимые потери 0,4 дБ, время переключения менее 1О мкс, энергии переилючения 450 мкДж и температурная нестабильность фазы 0,1 град!' С. Имеет малое время переключения и низкую энергию переключения, если применить магнитную систему, которая может переводиться в одно из двух состояний. Магнитная система включает ограничитель потока 242 5 5. Схамьг аремеккой задержки с фсрритоаыми регуляторами и ферритовый сердечник управляющей схемы, который определяет низкую чувствительность к колебаниям температуры. Схема временной задержки с циркуляторными переключателями на полосвовых линиях передачи. На рис.
43 показана 5-секционная схема временной Рис. 47. трсхиолюсиый одиопсреходиый переключаемый ~!нркулитор диааазоиа 3 иа по. лоскозых ликиих передачи !47!. задержки, включающая 8-секционный двухстержневой аналоговый фазовращатель, используемый для управления фазой. Секции временной задержки обеспечивают задержку на 3, 8, 12, 24 и 48 длин волн на частоте 5,675 ГГц. Схема рассчитана на работу в диапазоне С при ширине полосы частот!Оогщ прн Рис ЗЗ З-секциоииа» схема аремсииой задержки диапазоиа С, зключаюшап З-секциоппый фазокрагцателз. импульсной мощности до !О кВт и средней мощности до !00 Вт, Типовая секции временной задержки показана на рис.
44. Перекззюченве обеспечивается с помощью двух пиркуляторов-переключателей с родмагничивапнем на полосковых линиях передачи. Каждый переключатель содержит алемеит развязки 243 Гл. В. Фавовраи4атели фаэированных антенных решеток "".4 Рис. 44. Типовая секция временной задержан 440 дВ й В,В ;В,б шм В,б 545 555 Чппыпгпе, ГГи рис. 44. Зависимость вносимых потерь от рабочей частоты дл» двух значений временной задержки. и П и" Ю -г 545 5,95 555 Чпепз поп, ГГч Рис. 46.
Зависимость фазы от рабочей частоты для двух значенид временной задержки. 244 5 б. Схемы временной задержки с ферриговыми регуляторами для исключения фазовых и амп.читудных ошибок за счет многократных огра нсений и влияния резонанса обратной волны в замкнутой цепи. Элементы развязки включают циркулятор с фиксированным переходом и с одним ~ олюсом, подкпоченным иа эквивалент нагрузки. Для обеспечения одновременно малых потерь и удовлетворительной температурной стабильности в ливии задержки используется специальный полужесткий коаксиальный кабель диаметром 6,35 мм. Линия, задающаи опорное состояние, изготовлена из кабеля КС-141 с потерями, что обеспечивает уравнивание вносимых потерь. Графики зависимости вносимых потерь от частоты для двух значений задержки ЗХ н 24Х приведены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
