14. Фазовані антенні решітки, їх типи

Фазованими антенними решітками (ФАР) називаються антенні решітки (АР), напрям максимального випромінювання (прийому) і (або) форма відповідної їй діаграми спрямованості змінюється за допомогою зміни фази радіосигналів у випромінюючих елементах.

Як випромінювачі звичайно використовуються слабонаправлені антени: вібратори, щілини, рупори, діелектричні стрижні, спіралі і т.п.

Зміна фазового розподілу (а іноді і амплітудного розподілу) здійснюється електричним способом за допомогою ЕОМ, що забезпечує високу швидкість сканування і управління формою ДНА, швидкий огляд простору і, відповідно, високий темп видачі інформації про велике число цілей.

Застосування ЕОМ дозволяє здійснити гнучке управління положенням і формою ДНА відповідно до алгоритмів, найбільш відповідних для повітряної обстановки, що складається.

Розрізняють АР з фідерним і просторовим збудженням.

Антенні решітки з фідерним збудженням підрозділяють на АР з послідовним, паралельним і змішаним збудженням.

Антенні решітки з просторовим збудженням підрозділяються на відбивні (рис.3.47,а) і прохідні (рис.3.47,б).

У активних ФАР (АФАР) разом з фазообертачами в тракт кожного випромінювача включається активний елемент, що працює як підсилювач потужності і перетворювача частоти.

15. Активні фазовані антенні решітки з послідовним фідерним збудженням (Рис. 3.45)

Розрізняють АР з фідерним і просторовим збудженням.

Антенні решітки з фідерним збудженням підрозділяють на АР з послідовним, паралельним і змішаним збудженням.

Послідовна схема є найпростішою і компактнішою. Необхідний амплітудний розподіл забезпечується вибором величини зв'язку направлених відгалужувачів із загальним фідером. Всі фазообертачі при включенні їх в загальний фідерний тракт (рис.3.45,а) управляються по однаковому закону, проте при цьому до них пред'являються підвищені вимоги по електричній міцності, втратам і стабільності фази.

Гідність такої схеми полягає у тому, що для зміни фазового зрушення (управління променем) потрібен лише один управляючий сигнал, що подається одночасно на все ФО. Проте втрати ФО тут підсумовуються, що може зажадати включення спеціальних компенсуючих підсилювачів.

Ці вимоги ослабляються при включенні фазообертачів в тракти випромінювачів (рис.3.45,б), але при цьому ускладнюється управління фазовим розподілом. На рис.3.45,в показана схема послідовного збудження з живленням в центрі решіток і роздільними каналами формування сумарної і різницевої ДН.

16. Активні фазовані антенні решітки з паралельним фідерним збудженням (Рис. 3.46)

Для збільшення широкосмугової схем розподілу потужності електричні довжини трактів від входу антени до випромінювачів повинні бути однаковими, інакше виникають фазові спотворення в розкритті антени.

Відмічену вимогу простіше виконати при паралельній схемі розподілу потужності (рис.3.46,а). У ній відсутній ефект накопичення фазових нестабільностей і можливе використовування малопотужних фазообертачів. Достоїнства паралельної схеми: вищий ККД і вищий рівень допустимого випромінювання, оскільки при N фазообертачах через кожний з них проходить тільки N-я частина загальної потужності випромінювання; велика точність сканування за рахунок того, що помилки будь-якого ФО позначаються на роботі одного елементу решіток, тоді як в послідовній схемі - і на роботі всіх подальших.

Недоліки схеми пов'язані з складністю узгодження при розподілі потужності на велике число каналів і складніше управління фазовим розподілом.

На рис.3.46,б приведена паралельна схема розподілу потужності для формування двох незалежно керованого проміння ФАР. Змішане збудження антенних решіток здійснюється поєднанням паралельного і послідовного збуджень.