Порівнюючи обидві останні формули, дістаємо вираз

Порівнюючи обидві останні формули, дістаємо вираз

(4)

який є комплексною характеристикою спрямованості ФАР.

З останнього виразу (4) випливає амплітудна характеристика спрямованості ФАР у вигляді

(5)

Якщо F( ,φ) = 1, то ƒ_р ( ,φ) буде визначена як характеристика спрямованості впорядкованої системи точкових ізотропних випромінювачів, які містяться у вузлах АР. Співвідношення (5) є теоремою множення характеристик спрямованості АР:

ХС упорядкованої системи ідентичних випромінювачів ƒ( ,φ) є добутком ХС кожного з них F( ,φ) та характеристики спрямованості ƒр( ,φ) такої самої системи, але побудованої з неспрямованих (ізотропних) точкових випромінювачів. Функцію ƒр( ,φ) називають множником антенної решітки.

Звичайні ФАР містять багато випромінювачів. Тому множник решітки визначає дуже вузьку порівняно з шириною F( ,φ) власну діаграму спрямованості. Це означає, що ШИРИНА ГОЛОВНОЇ ПЕЛЮСТКИ ДС ФАР ВИЗНАЧАЄТЬСЯ МНОЖНИКОМ ƒр( ,φ), а АНТЕННИЙ ПРИСТРІЙ, ЩО ВСТАНОВЛЮЄТЬСЯ У ВУЗЛАХ РЕШІТКИ, ЗАБЕЗПЕЧУЄ НЕОБХІДНУ ГЕОМЕТРИЧНУ ФОРМУ ГОЛОВНОЇ ПЕЛЮСТКИ ФАР.

ОРІЄНТАЦІЯ ТА ФОРМА ГОЛОВНОЇ ПЕЛЮСТКИ ДС множника решітки ƒ( ,φ) ЗАЛЕЖАТЬ ВІД ФАЗИ ЗБУДЖЕННЯ КОЖНОГО З ВИПРОМІНЮВАЧІВ ТА ВІДСТАНЕЙ МІЖ СУСІДНІМИ ВУЗЛАМИ.

Якщо в лінійній решітці зі зростанням номера вузла s [від 1 до п фази рівноамплітудного збудження елементів зменшуються на величину Ψ , тобто Ψ_s = -(s-1)Ψ, тоді із (5) випливає, що ƒ_р( ,φ) є осьосиметричною функцією, в якій кутовий напрям ₀ відповідає максимуму головної пелюстки. Якщо d ≤ λ/2 , то значення ₀ визначається cпіввідношенням

(6)

де βd = 2πd/2

З виразу (6) випливає, що при Ψ =0 лінійна решітка стає синфазною, для якої ₀= 90° незалежно від горизонтального кута φ (див. рис. 3б).

При цьому створюється система поперечного випромінювання з максимумом у площині xOy і ДС набирає дископодібної форми.

Якщо 0 ≤ Ψ ≤ βd, то головна пелюстка ДС набирає «лійкоподібної» форми.

Прикладом ФАР є хвилевідно-щілинна антена, фрагмент одного з різновидів якої зображений на рис.4. Кожна окрема щілина перетинає лінію струму провідності на широкій стінці хвилеводу із хвилею типу , і тому вона випромінює. Щілина є типовим випромінювачем для конкретних ФАР.

Якщо фазами окремих випромінювачівΨs (6) керувати автоматично, то можна змінювати просторове положення головної пелюстки ДС ФАР, тобто отримати антену з автоматичним скануванням без будь-яких механічних пристроїв.

Рис.3 Залежність ДС від фази живлення елементів ФАР

Рис. 4 Фрагмент хвилевідно-щілинної антени

Існує багато специфічних типів ФАР, але принципи їх побудови завжди зберігаються загальними. Такі антенні системи використовуються в системах радіолокації та радіонавігації, наприклад у допплерівських вимірювачах швидкості та кута зносу, у системах активної локації між літаками та землею.

⇐ Предыдущая 12