1209
.pdf
151
Рисунок 11.10 – Линейная фазированная решетка
Угол θ0 определяется из условия компенсации разности хода лучей за счет разности фаз сигналов, подводимых к излучателям. С учетом (11.3) запишем:
|
|
|
|
|
2 |
L |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
i b sin |
|
i 0 . |
|
||||
|
|
0 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из последнего равенства для угла главного лепестка диаграммы |
|||||||||
направленности (рисунок 11.10, б) получим: |
|
||||||||
|
|
|
0 |
arcsin . |
(11.4) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
2 b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
152
Согласно (11.4), управляя величиной дискрета фазы ∆φ, можно изменять направление главного лепестка диаграммы направленности θ0, т.е. производить электронное сканирование лучом антенны. Диаграмма направленности (ДН) ФАР при N излучателях определяется выражением:
E |
sin 0.5 N |
, |
(11.5) |
|
sin 0.5 |
||||
|
|
|
где |
2 b |
sin sin 0 . |
|
||
|
|
|
Диаграмма, построенная при N = 16 и θ0 = 0, показана на рисунке 11.11.
Рисунок 11.11 – ДН плоской ФАР при N = 16 и θ0 = 0
Укрупненная структура радиопередающего устройства с ФАР приведена на рисунке 11.12.
Рисунок 11.12 – Укрупненная структурная схема радиопередающего устройства с ФАР
В качестве N-канального делителя могут использоваться схемы сумматоров, которые являются устройствами взаимного типа. В блоке фазовращателей применяются фазовращатели дискретного типа – диодные или ферритовые. Устройство одного из них показано на рисунке 11.13.
153
Рисунок 11.13 – Структура фазовращателя дискретного типа
С помощью электронного переключателя на основе р-i-n-диода меняется длина линии, подключенной к циркулятору, что изменяет фазу сигнала на
величину 4 L , где λД – длина волны в линии.
Д
Путем перестройки фазовращателей, включенных в каждый из СВЧ трактов, питающих излучатели, осуществляется управление фронтом фаз сигналов вдоль решетки, следствием чего является электронное сканирование лучом антенны. Управление фазирующим устройством производится по программе с помощью специализированного компьютера.
Блок усилителей включает СВЧ генераторы, возбуждающие каждый из
Nизлучателей антенной решетки.
Кдостоинствам ФАР следует отнести:
-возможность электронного сканирования лучом антенны с высоким быстродействием путем переключения фазовращателей по определенному алгоритму;
- сложение в пространстве мощностей большого числа идентичных СВЧ генераторов, питающих отдельные излучатели;
- возможность автоматизации процесса управления лучом антенны по программе с помощью компьютера;
-высокую надежность при выходе из строя отдельных генераторов, поскольку в целом система остается работоспособной;
-слабую связь между отдельными излучателями, что позволяет обеспечить хорошую развязку (до 30 дБ и выше) между питающими их генераторами.
При плоской ФАР без ощутимого снижения ее параметров общий сектор обзора составляет ±60°. Для управления лучом в двух ортогональных направлениях применяют двумерную плоскую ФАР.
154
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Радиопередающие устройства / Под ред. В.В.Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2003. – 560 с.
2.Криницин В.В., Логвин А.И. Формирование и передача сигналов в авиационных радиоустройствах. – М.: Транспорт, 1998. – 247 с.
3.Генераторы высоких и сверхвысоких частот: Учеб. пособие / О.В.Алексеев, А.А.Головков, А.В.Митрофанов и др. – М.: Высшая школа, 2003. – 326 с.
4.Каганов В.И., Битюгов В.К. Основы радиоэлектроники и связи: Учебное пособие для вузов. – М: Горячая линия – Телеком, 2006. – 542 с.
5.Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов: Учебное пособие в 2-х частях. – Новосибирск: НГТУ, 2005.
6.Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. – М.: Высшая школа, 1989. – 232 с.
7.Устройства генерирования и формирования радиосигналов / Под ред. Г.М.Уткина, В.Н.Кулешова, М.В.Благовещенского. – М.: Радио и связь, 1994.
–416 с.
8.Функциональные устройства формирования сигналов / Под ред. С.А.Баруздина, Ю.В.Егорова, Б.А.Калиникос и др. – М.: Радио и связь, 1995.
–288 с.
9.Проектирование радиопередатчиков / Под ред. В.В.Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2000. – 656 с.
10.Ильин А.Г. Устройства формирования сигналов. Часть 1. Генераторы с внешним возбуждением. Автогенераторы: Учебное пособие. – Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001. – 92 с.
11.Бордус А.Д. Устройства формирования сигналов. Часть 2. Модуляция: Учебное пособие. – Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001.
12.Радиопередающие устройства / Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина. – М.: Радио и связь, 1982. – 407 с.
13.Ворона В.А. Радиопередающие устройства. Основы теории и расчета: Учебное пособие для вузов. – М: Горячая линия – Телеком, 2007. – 284 с.