Эквидистантой прямолинейной антенной решетки. Способы подавления побочных главных максимумов.

В равномерной прямолинейной антенной решетке одинаковых излучателей распо-ложенных с равным шагом и возбуждающиеся токами с равными амплитудами, с линейно изменяющимся вдоль решетки с фазовым сдвигом:

,

где Φ - разность фаз между двумя любыми соседними излучателями.

Такая излучающая система является дискретным аналогом ИПЛИ. Коэффициент замедления фазовой скорости возбуждения определяется соотношением:

где

Попрежнему если имеем режим синфазного возбуждения. Если - режим возбужения с фазовой скоростью. Выражения для ненормированного множителя наравлености ЭАР имеет вид:

где

После переноса начала координат в фазовый центр совпадает с срединой решетки, выражения для нормированного множителя направленности будет:

где

Если при постоянной длине решетки увеличивать число излучателей до ∞, то →и данная формула переходит в формулу для множителя направленности ИПЛИ. Поэтому при большихN и малых () обе функции ведут себя почти одинаково, это означает, что форма главного лепестка и поведение ближайшего к нему бокового лепестка равномерной решетки и непрерывного излучателя такой же длины приблизительно равны, и следовательно оценка ширины луча остается такой же как и в непрерывной антенной решетке. Разница в поведении множителей направленности непрерывной антенны и решетки обусловлено тем, что множитель направленности решетки является периодической функцией с, это означает, что в ДН антенной решетки помимо основного главного лепестка с максимумом при имеются еще побочные главные максимумы расположенные в точках:

где

Область видимости ее границ:

Полная протяженность области видимости определяется эквивалентной длиной решетки:

Положение области видимости вдоль оси можно регулировать подбирая фазовый сдвигΦ определенный коэффициентом замедления. Направление главного максимума излучателя определяется соотношением:

.

Существуют три способа подавления главных побочных максимумов:

1. ограничение шага решетки;

2. применение направленных элементов;

3. не эквидистантное расположение излучателей.

1. Ограничение шага решетки

Если границы области видимости при выбранном числе элементов не выходят за границы этого интервала то появление побочных главных лепестков в области реальных углов невозможно.

Оба выражения эквивалентны следующему выражению:

(*)

В режиме поперечного излучения доаустимое расстояние между соседними излучателями при сканировании от угловдокоэффициент замедления изменяется в пределах:

.

Допустимое расстояние между излучателями уменьшается до значения:

В режиме осевого излучения допустимое расстояние между элементами должно быть меньше половины длины волны.

Выводы:

При выполнении неравенства (*) ДН прямолинейной антенной решетки отличается от ДН непрерывной антенны лишь поведением дальних боковых лепестков, эквивалентность сохраняется и при других видах амплитудно-фазового распределения.

Таким образом все выводы о влиянии амплитудного распределения и фазового искажения для линейных антенн оказываются справедливыми и для антенных решеток.

2. Применение направленных элементов

В соответствии с теоремой умножения полная ХН антенной решетки есть произведение ХН одного элемента на множитель направленности решетки, если один элемент имеет не значительное излечение в направлении излучения решетки то последний оказывается подавленным. Применение направленных элементов ограничивает сектор сканирования антенной решетки.

3. Не эквидистантное расположение излучателей

Возникновение побочных главных максимумов в разреженных эквидистантных решетках объясняется тем, что синфазное сложение излучателей колебаний от любой пары соседних излучателей возможно для ряда направлений в котором сума пространственной разности хода и фазового сдвига между соседними излучателями равна нулю или кратному целому Ряд направлений максимумов излучения может быть найден по формуле:

Основным свойтством главного луча решетки при М=0, является то, что его наравление не зависит от шага решетки и определяется только коэффициентом замедления. Направления побочных максимумов существенно зависят от шага , если нарушить постоянства шага решетки но сохранить значениефазовой скорости возбуждения( для этого надо менять синхронно с изменением), то направление главного максимума для любой пары элементов сохраняется неизменным, а направление побочных максимумов окажуться разными для разных пар соседдних элелментов. Произойдет размывание побочных главных лепестков.