Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 2 - 1977 г. (1151801), страница 66
Текст из файла (страница 66)
АнтеннЫе решетки Г частотным сканированием разлепив) и формирования высокочастотных колебаний (передатчик и ге~еродин) в зависимости от требуемого положении ДН и, во-вторых, к широкополосным передатчику н приемнику. 6.2'. Теория управления угловым положением ДН Угловое положение ДН антенны с частотным сканированием зависит от различных факторов.
Рассмотрим эти факторы, считая, что прнменпютсп линии задержки на волноводных и коаксиальных линиях передачи Основное соотношение, характеризующее сканирование луча, было приведено выше (см. (2)). Дли волновода прямоугольного сечении справедливо выражение (3) (! — (Л/2а)а)' ш (4/з аз — сз)'гз (б) где а — размер широкой стенки золионода; с — скорость распространения электромагнитных колебаний в свободном пространстве; / — частота, равная с/Л.
Подставляя выражение (3) в уравнение (2), получаем 5 ас з)п 0= — (4/з аз — сэ) / — — ° (4) 2а/г( Это уравнение, связывающее угловое полажение луча и частоту, представлено графически на рис. б и 7 дла различных значений и. Расчеты были выпал. иены дла волновода, имеющего а = 0,762 Лэ, где ˄— длина волны, которой соответствует положение луча по нормали к плоскости апертуры и которая оазыэаетсн осевой длиной волны. Разнос г( между излучающими элементами равен О,бйе длн графиков на рис. б и 0,7 Ле дли графиков на рис.
7. При разносе в половину длины волны максимальный угол отклонении луча приближаетсв к 90'. При разносе 0,7 Л„максимальный угол отклонения, при котором начинают появляться дифракционные лепестни, сравнительно невелик. Реальные пределы длк угла отклонения луча, прн котором уже появляются вторичные главные лепестни, длп этих двух значений разноса показаны на графиках.
Длн линии задержки на коаксиальном кабеле основное уравнение (2) остается справедливым. Длина волны в ноакснальном кабеле, если не учи- 1/ тывать коэффициент потерь, определяется выражением Лэ = Л/а /', где е — относительная диэлектрическая проницаемость. Тогда Иа рис. 8 и 9 это выражение представлено графически и показывает зависис лгость углового положения луча от частоты длп различных значений и при значении а, равном диэлентрической проницаемости воздуха. Частотная чувствительность углового положения луча при использовании волноводпой линии задержки определяется путем дифференцировании уравнения (4): г(О ! ) 25а(4/х аз — сх) '~~ 5 (4/хат — сх) / ас ! ) Рвд1 г(/, соз 0 2а/э г( + /э г(~ ) Гц) Точность, с которой должна выбиратьск частота излучения длн удовлетворении тРебованиям по точности установки ДН, приведена в табл.
!. В ней даны типовые значении АО/г(/ длп различных величин а и неноторых величин часто- 278 П.г. Теория управления угловым положением дН 'Рис. 6. Завнснность углового положенье луча от *наченнв норннрованного нзненеанн частоты лл» антенны с золневодной линией задержнп (и 0,6 еи и=П,767 А:,(г — отрицательные значепи» дй положнтельные значепн» Пг. и г г I. Петина ---г(уеП Птпрпчнвгх енппныи Ю>П нпп тннпП Нунвнпнпе чаетпты Прггг~ Рве. 7.
Завнснность угловато положенвн луча от аначснпн порнарованного пзненевнв частоты длп антенны с аолноводной линней задержан (и П,7 ап и 0,762 Дзы отрицательные значеннн Ьг; положнтелгжые значеннн 07. 279 ы $0П Ф цж гп тз Ьж ПП В Ь гп ппп п(п пгй пзг пеп Изменение чпетпты И/77 аппп пгп дго ппг ппп Гл. 6 Антенньге решетки с частотным сканированием ым 0Р 2р РРа ((Уа ((се Сглс ((Р(У Июенвнае тасс(ответ ЯРр Рис, 0. Зависимость углового положении луча от значения нормированного изменения »астогы длн антенны с воакснальаой линией задержки (а=о,е ь,(г отрнцателыгые значении ай положительные значении а(. Ь К 4д Ц ~~ л ВРИ ((УИ Р,г» Р,йг ((Р(У Иуиснение жатюы 3Г/Хв Рис.
0. Зависимость углового положения луча от значения нормированного измевмыз частоты длв антенны с «оаксиальной линией задержки (Е р,т Кггг — — отрицательные значения йт; положительные значения М. 280 6 2. Теория управления углопогм полонением !(Н Таблица 1 Частотная чувствительность углового положения луча Кояксппльппя лпяпя задержки Волкооодопя лянка япдержкк Частота, ГГц Размер а, см Размер а, см 0,2 75 0,5 30 1 15 1 25,4 15 3 9 7,6 2,54 5 1,67 и ИВ?Ш и гряд?МГШ прп полом кпп лопе по поряалп 0,1?58 0,3517 0,5275 О,?033 0,8792 0,1!46 0,2292 0,3438 0,4584 0,573 0,2292 0,4584 0,6876 0,9168 1,146 0,573 1,146 1,719 2,292 2,865 0,0670! 0,1340 0,201 0,268 0,335! 0,02234 0,04467 0,0670! 0,08935 О,!1!? ты, при которых луч направлен по нормали к апертуре.
Данные приведены для стандаргного волновода на рабочей частоте н разноса между излучающими элементами, равного половине осевой длины волны, Для определения зависимости между разлнчнымн г1отенциальными факторами, обуславливающими изменение углового пологкення луча, и влиянием изменений размеров на угловое положение луча орн использовании волновод. ной линии задержки производится дифференцирование ураввений (2) или (4) относительно различных переменных параметров. Эзи параметры могут оказывать влияние независимо. Обычно они обусловлены механическими ошибками при изготовлении; (8) 281 еЮ Х 1 (7) ао ?ох асо50 Эта величина характеризует изменение углового положения луча в функции ог длины задержки. Если конструкция линии задержки допускает значитель. ные изменения длины, то возможны ошибки при первоначальной установке Величина е(6?ас(, характеризующая зависимость углового положения от разноса элементов, относится к источнику ошибки при первоначальной установке луча относительно расчетной величины для случая, когда допускаются значительные отклонения в конструкцяи: аО ! Г 25/ ! 5 1 х" — ~ — (4(в аэ — сз)1?з — — (4/а ая — сз) ? ~ ° (9) аа сов 6 ~ й ' 2!аз~! Соотношение(9) позволяет учитывать влияние размера а волновода на угловое положение луча.
Оно может использоваться для определения точности, необходимой пря изготовлении волновода, применяемого в линии задержки. Типовой волновод из алюминия часто имеет существенные колебания размеров. Они должны контролироваться довольно жестко, если требуется высокая угловая точность установки луча. Гл б Антенные реше!ки С чае!отмыл гконнроиаииеи Влияние температуры для случая, когда применяется золнозод, определяется геометрическими размерами линии задержки, если нет внешних ограничений. При допущении, что а конструкции используется одинакозый материалл для всех алементоз, с доста. точным приближением спрааедливы выражения 5 — — 5,(1 + й (т — т„и, д = дв ( 1 + й (т †,т )), (1О) а = оо(1 + й (Т вЂ” Той О,1 «.ь (ц ОО1 к." где То — исходная температура; 5о.
до ав размеры при исходной температуре; й — температур. ный коэффициент расширения материала линии задержки, тогда получаем ООО1 -оо -уо о го Оо эгпл пптнлпнанип,гряд дО дО д5 дО да + дт д5 дТ дд дТ О,! Ъ Й О,О1 Ъ "с! О,ОО! -ОО -гО О кл ОО Огпл ппгнлпнгния, град АО 1 сл — — — (12) д) О д)2 В табл. 1 приведены типовые зеличяны АОБУ для коаксиальных линий.
Влияние откло- Рнс. 1О. Зависимость нзмененим угл» отклонена» от темоерагуры каи функцнв углового мовыкемив луча дла антенны с волмоводной ли имей закормим. Материал — алюминий с В 24 !О (относнтельнав длин» на градус гсынер. туры),а-О,З Хн -ОЛЮ ! Рис. 11. зависимость се!кг от угловата нале!венин лува антенны с коакснллыюй лимней задержки а аввдугииым дивлектрмкем. Материал — алюминий с а 2410, а=о,э ! . ййй й ~ 2)а5 соз О ~ д (4)2 оз ст) 112 5 (4)2 оз — сз! +— л 2(од (д (11) Это выражение определяет точ. ность установки луча з зазисимости от температуры. На 'рис. 1О призедены кривые этой заинснмости для различных значений л при й = 24 1О-' для алюминия н и = 0,7О2)ь при осевой рабочей частоте. Аналогичные выкладки по определению угловой зависимости можно привести для коаксиальных линий. Частотную эазиснмость определнют, дифференцируя уравнение (5)! .6 3 Принципы построения антенн ненни ~еомегрнческнх размеров определнется выражениями вида дО г!5 д сос О (13) дО 5с ~ и Т(й)!Гэ 1 и ((й)П' од !гРсочн ~ 5 г ~ 5 с (14) При тех же допущениях отпоснтелыю коэффицнеюа расширения н конструктивных ограничений имеем 30 д3 д5 дд дд ньп — + (15) г(Г д5 дТ дд дТ д соз О Приведенные ураьпення характеризуют влияние колебаний геометраческих размеров для коакснальной липин задержки при допушевии, что в результате деформации проводников изменений диэлектрической проницаемогтн не проис.
ходит. Кривые па рис. ! ! характеризуют температурную чувствительность коаигнальной линни задержки с поздушпьш диэлектриком, выполненной нз алюминия (я = 24.10-'), для разлпчпых значениИ и и в зависимости от угла отклонения О. Была произведена оценка н сравнение путем моделирования на ЭВД( с расчетными данными температурной тавнснлгостн параметрон реальных антенн со спирал~ной и зигзагообразной волнонодными конструкциямн, при которых разница между расчетнымн реальными величинами (2) составила 5 — !5 ха 6.3. Принципы построения антенн Большинство агпенн с частогным сканированием конструируются для систем, где требуется создание узкого (иглообразного) сканирующего луча.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
