1tom - 0692.htm
92
<
вблизи от A.f созда╦т на е╦ раскрыве плоскую волну, что эквивалентно излучению из дальней зоны. Энергс-тич. параметры А,≈ КНД, усиление, коэфф. рассеяния весьма точно измеряются с использованием эталонного излучения «ч╦рного» диска, установленного в дальней либо ближней зоне А.
Типы антенн. Огромный диапазон длин волн, излучаемых или принимаемых А.т от десятков км до долой мм, и многообразие областей использования А. (от связи, радиолокации, радиоастрономии до геологии и медицины) обусловили большое разнообразие типов и конструкций А,
Для ДВ, СВ и KB используются в осн. проволочные и вибраторные А. и их совокупности (в частности, ФАР и антенные «ноля»). Примеры таких А. приведены на рис. 3≈5, 8≈10, 16≈18.
Плоская синфазная ФАР относится к поперечным А., излучающим гл. обр. в направлении, перпендикулярном плоскости расположения вибраторов, В этом направлении эл.-магн. волны, излучаемые вибраторами, складываются синфазно, и сюда излучается макс, энергия. Если разность фаз токов в соседних вибраторах постепенно увеличивать вдоль к.-л. направления в плоскости реш╦тки, что эквивалентно созданию бегущей волны тока, то направление максимума ДН будет поворачиваться. Этим пользуются для т. н. качания луча А. в пространстве (сканирования). Др. разновидность виб-
устанавливается под радиопрозрачными укрытиями, А. бывают полноповоротными или неподвижными, стационарными или перевозимыми и т. д,
Весьма существенна форма ДН, Напр., в качестве бортовых А. летательных аппаратов используются слабонаправленные А. с широкой ДН. В А. радиолокац. станций, предназначенных для обзора пространства и вращающихся вокруг вертикальной оси, ДН узкая в горизонтальной плоскости и широкая в вертикальной либо состоящая из множества сканирующих узких лучей, Радйоастр. А. и А. космич. связи должны обладать чрезвычайно высокой направленностью для точного определения координат объекта, что требует увеличения отношения D/k.
Однако беспредельное наращивание размеров бесполезно, т. к, формирование узкой ДН и реализация большой эфф. площади при╦ма предъявляют ж╦сткие требования к точности изготовления и сохранения во времени поверхности А. Отклонение поверхности от заданной должно быть на порядок меньше рабочей длины волны. Для обеспечения итого условия используют, в частности, т. н. гомология, принцип конструирования, когда при движении зеркала с помощью управляемого ЭВМ перераспределения нагрузок сохраняется заданная форма поверхности, но со смещ╦нным фокусом, куда автоматически перемещается облучатель. Др. радикальными способами повышения разрешающей
f*
PL-
98
К приемнику
или передатчику ,.
Х.х-"~ Излучатель
Рефлектор Рис. 18. Антенна «волновой канал».
раторных А.≈ продольные (одномерные) А,, максимально излучающие в плоскости расположения вибраторов (рис, 17, 18). В ДВ- и CR-антеннах обе функции (создание ноля излучения и формирование ДН) выполняют одни и те же элементы ≈ вибраторы.
В А. СВЧ-дианазона эти функции обычно разделяются между отд. элементами: поля излучения по-прежнему создают вибраторы (в т. ч. и возбудители щелей, волноводов и т. п.), но ДН формируется в результате суперпозиции не только полей от излучателей, но и полей, рассеянных на разл. структурах ≈ зеркале, линзе, щеп и, отверстии рупора и т. д. В А. СВЧ-диаказона можно выделить (условно) ряд типов ≈ рупорные, линзовые, щслсные, дизлектрич,, зеркальные, поверхностных волн (импедансные), ФАР, искусств, апертуры, интерферометры, системы апсртурыого синтеза. Каждый из этих типов содержит множество разновидностей (рупоры: векториальные, пирамидальные, биконич., ко-нич.; линзы: диэлектрич,, металлич., металлодиалект* рич.; щоли на плоской и неплоской поверхностях; зеркальные А.: параболоиды вращения, сферич А., цилиндры, нерископич. А., А. перем. профиля, руиор-по-нараболич. А.; А. поверхностных волн: с плоскими, шипшдрич. направляющими элементами; ФАР: эквидистантные, неэквидистантные, многолучевые, с качанием луча, плоские, выпукло-конформные; инторферолтет-рич, системы и системы апсртурного синтеза из неподвижных и подвижных А-., незаполненные апертуры ≈ кресты, Т-образные, компаунд-интерферометры и т. д.).
Конструктивное выполнение А. ещ╦ более разнообразно: напр., на летательных аппаратах желательны невыступающие А., космич. А. должны учитывать невесомость, автоматически развертываться и т. д., ряд А.
Парабола
Облучатели*
Рис. 20. Рупорно-цараб одическая антенна.
^%%ШУ//////¥/^
Земля Рис, 19. Перископическая антенна,
способности А. являются расчленение А. на отдельные регулируемые элементы [А, иерем. профиля, перископические А. (рис. 19), ФАР) и разнесение А,, используемых в качестве элементов интерферометрии, систем и систем апертурного синтеза.
К особому классу относятся т. н. малошумящие Л., примером к-рых может служить рупорно-параболич. А, (рис. 20). Расположенный в фокусе излучатель облучает часть параболоида, и энергия излучается в пространство через апертуру, ограниченную металлич, зеркалом и конусом, так что энергия облучателя попадает только на зеркало. Уровень боковых и задних лепестков в ДН такой А. весьма мал, а шумовая темп-ра составляет неск, К.
Характерная особенность coup, техники А.≈ использование антенн с обработкой сигналов (цифровой, аналоговой, пространственно-временной, методами когерентной и нокогерентной оптики и т. д,). Если излучение принимается А., в к-рой токи от отд. излучателей или участков суммируются в одном тракте, то обработка такого суммарного сигнала связана с потерей информации. В то же время в ФАР, напр., можно обрабатывать отдельно каждый принятый элементами или их совокупностью сигнал и затем подвергать полученные сигналы дополнит, обработке, напр, нелинейной, навлекая максимум информации или меняя в зависимости от времени или от сигнала параметры А. (адаптивные А., динамич. А. с временной модуляцией параметров и т. д.). Др. примером А. с обработкой сигнала является А. с «искусств, раскрывом», когда используется
")
}
