ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЁТКА
(ФАР), фазированная решётка, антенная решётка с управляемыми
фазами
или
разностями фаз (фазовыми сдвигами) волн, излучаемых (или принятых) её элементами
(излучателями). Управление фазами (фазирова-ние) позволяет: формировать
(при весьма разнообразных расположениях излучателей) необходимую диаграмму
направленности (ДН) ФАР (напр., остронаправленную ДН - луч); изменять направление
луча неподвижной ФАР и т. о. осуществлять быстрое, в ряде случаев практически
безынерционное, сканирование - качание луча (см., напр., Сканирование
в радиолокации); управлять в определённых пределах формой ДН - изменять
ширину луча, интенсивность (уровни) боковых лепестков и т. п. (для этого
в ФАР иногда осуществляют также управление и амплитудами волн отд. излучателей).
Эти и нек-рые другие свойства ФАР, а также возможность применять для управления
ФАР совр. средства автоматики и ЭВМ обусловили их перспективность и широкое
использование в радиосвязи, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии
и
т. д. ФАР, содержащие большое число управляемых элементов (иногда 104
и более), входят в состав различных наземных (стационарных и подвижных),
корабельных, авиац. и космич. радиоустройств. Ведутся интенсивные разработки
в направлении дальнейшего развития теории и техники ФАР и расширения области
их применения.
Структура ФАР. Формы,
размеры и конструкции совр. ФАР весьма разнообразны; их разнообразие определяется
как типом используемых излучателей, так и характером их расположения (рис.
1). Сектор сканирования ФАР определяется ДН её излучателей. В ФАР с быстрым
широкоугольным качанием луча обычно используются слабонаправленные излучатели:
симметричн. и несиммет-ричн. вибраторы, часто с одним или неск.
рефлекторами (напр., в виде общего для всей ФАР зеркала); открытые концы
радиоволноводов;
щелевые,
рупорные, спиральные, диэлектрич. стержневые, ло-гопериодические и др.
антенны.
Иногда большие по размерам ФАР составляют из отд. малых ФАР (модулей);
ДН последних ориентируется в направлении осн. луча всей ФАР. В ряде случаев,
напр. когда допустимо медленное отклонение луча, в качестве излучателей
используют остронаправленные антенны с механич. поворотом (напр., т. н.
полноповоротные зеркальные); в таких ФАР отклонение луча на большой угол
выполняют посредством поворота всех антенн и фазирования излучаемых ими
волн; фазирование этих антенн позволяет также осуществлять в пределах их
ДН быстрое качание луча ФАР.
В зависимости от требуемой
формы ДН и необходимого пространственного сектора сканирования в ФАР применяют
различное взаимное расположение элементов: вдоль линии (прямой или дуги);
по поверхности (напр., плоской - в т. н. плоских ФАР; цилиндрической; сферической)
или в заданном объёме (объёмные ФАР). Иногда форма излучающей поверхности
ФАР - раскрыва (см. Излучение и приём радиоволн), определяется конфигурацией
объекта, на к-ром устанавливается ФАР (напр., формой ИСЗ). ФАР с формой
раскрыва, подобной форме объекта, иногда наз. конформными. Широко распространены
плоские ФАР; в них луч может сканировать от направления нормали к рас-крыву
(как в синфазной антенне) до направления вдоль раскрыва (как в бегущей
волны антенне). Коэфф. направленного действия (КНД) плоской ФАР при
отклонении луча от нормали к раскрыву уменьшается. Для обеспечения широкоугольного
сканирования (в больших пространственных углах - вплоть до 4я стер)
без
заметного снижения КНД используют ФАР с неплоским (напр., сферическим)
раскрывом или системы плоских ФАР, ориентированных в различных направлениях.
Сканирование в этих системах осуществляется посредством возбуждения соответственно
ориентированных излучателей и их фaзирования.
По характеру распределения
излучателей в раскрыве различают эквидистантные и неэквидистантные ФАР
Вэквидистантных ФАР расстояния между соседними элементами одинаковы по
всему раскрыву. В плоских эквидистантных ФАР излучатели чаще всего располагают
в узлах прямоугольной решётки (прямоугольное расположение) или в узлах
треугольной сетки (гексагональное расположение). Расстояния между излучателями
в эквидистантных ФАР обычно выбирают достаточно малыми (часто меньше рабочей
длины волны), что позволяет формировать в секторе сканирования ДН с одним
гл. лепестком (без побочных дифракционных максимумов - т. н. паразитных
лучей) и низким уровнем боковых лепестков; однако для формирования узкого
луча (т. е. в ФАР с большим раскрывом) необходимо использовать большое
число элементов. В неэквидистантных ФАР элементы располагают на неодинаковых
расстояниях друг от друга (расстояние может быть напр., случайной величиной).
В таких ФАР даже при больших расстояниях между соседними излучателями можно
избежать образования паразитных лучей и получать ДН с одним гл. лепестком
Это позволяет в случае больших раскрывов сформировать очень узкий луч при
сравнительно небольшом числе элементов; однако такие неэквидистантные ФАР
большим раскрывом при малом числе излучателей имеют более высокий уровень
боковых лепестков и, соответственно, более низкий КНД, чем ФАР с большим
числом элементов. В неэквидистантных ФАР с малыми расстояниями между излучателями
при равных мощностях волн, излучаемых отд. элементами, можно получать (в
результате неравномерного распределения плотности излучения в раскрыве
антенны) ДН с более низким уровнем боковых лепестков чем в эквидистантных
ФАР с таким же раскрывом и таким же числом элементов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я