21915

Антенные решетки

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Размещение излучателей в самой решетки может быть эквидистантное у которого шаг расстояние между излучателями величина постоянная и неэквидистантное у которого шаг меняется по определенному закону или случайным образом. По способу возбуждения питания излучателей различают решетки с последовательным и параллельным питанием. В больших антенных решетках применяют комбинации последовательнопараллельного питания излучателей особенно в случае разделения всей антенной решетки на подрешетки модули меньших размеров.

Русский

2013-08-04

122.5 KB

18 чел.

Лекция 6 а)

Антенные решетки могут быть классифицированы по основным признакам: геометрии расположения излучателей в пространстве, способу их возбуждения, закономерности размещения излучающих элементов в самой решетке, способу обработки сигнала в решетке, амплитудно-фазовому распределению токов (поля) по решетки и типу излучателей. В зависимости от геометрии расположения излучателей АР подразделяются на линейные, дуговые, кольцевые, плоские, выпуклые (цилиндрические, конические, сферические и др.) и пространственные (трехмерные) – рис. 1. Пространственная решетка в простейшем случае представляет собой систему из двух плоских решеток, параллельно расположенных в пространстве.

Размещение излучателей в самой решетки может быть эквидистантное, у которого шаг (расстояние между излучателями) величина постоянная и неэквидистантное, у которого шаг меняется по определенному закону или случайным образом. В плоской АР излучатели могут быть расположены в узлах прямоугольной или косоугольной координатной системы .

Если косоугольная сетка состоит из равносторонних треугольников, то такая структура образует правильные шестиугольники и называется гексагональной .

По способу возбуждения (питания) излучателей различают решетки с последовательным и параллельным питанием. Возможен также пространственный способ возбуждения, который называют иногда оптическим или "эфирным".

В больших антенных решетках применяют комбинации последовательно-параллельного питания излучателей, особенно в случае разделения всей антенной решетки на подрешетки (модули) меньших размеров. При последовательном питании элементы решетки возбуждаются падающей волной последовательно друг за другом , а при параллельном - независимо .

Частным случаем параллельного питания является схема типа "елочка", образующаяся за счет каскадного деления подводимой мощности на две части. В случае пространственного возбуждения элементы решетки возбуждаются падающей волной от первичного облучателя.

В питающем антенную решетку тракте (фидере) возможна различная пространственно-временная обработка сигнала. Изменение фазового распределения в решетке с помощью системы фазовращателей в питающем тракте позволяет управлять максимумом диаграммы направленности. Такие решетки называются фазированными антенными решетками (ФАР). Если к каждому излучателю ФАР иди к их группе подключается усилитель мощности, генератор или преобразователь частоты, то такие решетки называются активными фазированными антенными решетками (АФАР). Приемные АР с саморегулируемым амплитудно-фазовым распределением в зависимости от помеховой обстановки называются адаптивными. Приемные АР с обработкой сигнала методами когерентной оптики называются радиооптическими. Приемные АР, в которых вся обработка ведется цифровыми процессами, называются цифровыми АР.

Совмещенные антенные решетки имеют в своем излучающем раскрыве два (или более) типа излучателей, каждый из которых работает в своем рабочем диапазоне.

Антенные решетки, формирующие с одного излучающего раскрыва несколько независимых (ортогональных) лучей и имеющие соответствующее число выходов, называются многолучевыми.

В зависимости от соотношения амплитуд токов возбуждения различают решетки с равномерным, экспоненциальным и симметрично спадающим амплитудными распределениями относительно центра решетки. Если фазы токов излучателей изменяются вдоль линии их размещения по линейному закону, то такие решетки называют решетками с линейным фазовым распределением. Частный случай таких решеток – синфазные решетки, у которых фазы тока всех элементов одинаковы.

Антенные решетки:
а - линейная решетка; б - дуговая решетка
в - кольцевая решетка; г - плоская решетка
д - цилиндрическая решетка; е - коническая решетка
ж - сферическая решетка; з - неэквидистантная решетка

Синфазная антенная решетка cstd sn 380 вертикальной поляризации

Антенная решетка для использования телефона на границе зоны негарантированного покрытия

Антенная решетка TAR-200

Технические характеристики 

Канал (заказ)

21-69

КСВ

<1.5

Вид поляризации

горизонтальная/
вертикальная

Коэффициент усиления

19-21 дБ

Отношение уровня основного лепестка к боковому

20 дБ

Рис 12 14 Согласование антенных решеток с фидером

Рис 2 Приемо-передающая антенная решетка

http://nature.web.ru/db/msg.html?mid=1169516

Антенная решетка

Антенная решетка - совокупность дискретных элементов, каждый из которых осуществляет когерентно по отношению к остальным излучение или прием электромагнитных волн. Простейшими элементами антенной решетки служат отдельные, обычно слабонаправленные, антенны (вибраторы, щели, спирали, открытые концы волноводов, рупоры и т. п.). Иногда отдельные элементы решетки также являются составными, содержащими несколько одинаковых или разнотипных излучателей. В передающей антенной решетке элементы подсоединяются к источнику электромагнитных колебаний с помощью системы, осуществляющей возбуждение волн. В режиме приема элементы антенной решетки соединяются с приемным устройством системой суммирования принимаемых сигналов. Система возбуждения может быть многоканальной, причем ее различным каналам соответствуют различные распределения поля на элементах, а следовательно, и различные диаграммы направленности (ДН) антенной решетки. В антенных решетках используется фидерный или пространственный способ возбуждения элементов. В первом случае элементы соединяются с передатчиком через линии передачи, во втором - через пространство по схемам линзовой и зеркальной антенн. Аналогично выполняются системы суммирования принимаемых сигналов.

ДН формируется в результате интерференции волн, излучаемых элементами. Если излучатели идентичны и одинаково ориентированы, то ДН можно представить в виде произведения ДН элемента на т. н. множитель решетки, который имеет смысл ДН решетки, образованной изотропными излучателями.

Принципиальная особенность антенной решетки – возможность управления ее ДН при изменении комплексных амплитуд и поляризации волн, излучаемых элементами. Для формирования узкого луча в заданном направлении фазовые сдвиги между элементами должны соответствовать распределению фаз, создаваемому на антенной решетке плоской волной, приходящей в этом направлении. Для изменения ориентации луча достаточно изменить сдвиги фаз. Управление ДН можно осуществлять, изменяя частоту излучаемых колебаний (частотное сканирование) либо применяя в элементах антенной решетки перестраиваемые фазовращатели (фазовый способ управления). И в том, и в другом случае изменяется сдвиг фаз; возможно сочетание этих способов управления.

Если элементы антенной решетки (или группы элементов) не содержат усилительных устройств, решетка называется пассивной. Элементы активной решетки содержат усилители мощности (передающая антенная решетка) или малошумящие усилители (приемная антенная решетка). Если регулируются не только фазовращатели, но и усилители, то обеспечивается наиболее эффективное управление ДН - одновременно за счет изменения фазовых сдвигов и амплитуд.

В приемных активных решетках могут использоваться преобразователи частоты, электронно-оптические, аналого-цифровые и другие преобразователи радиосигналов. В этих случаях операции когерентного суммирования и управления комплексными амплитудами выполняет соответствующая система обработки информации на промежуточной частоте (оптическая или цифровая). Если система обработки является многоканальной, антенная решетка может осуществлять одновременный обзор некоторого сектора пространства. Иногда прибегают к специальной обработке принятых сигналов, чтобы улучшить разрешающую способность или снизить уровень боковых лепестков (см. Антенна с обработкой сигналов и Адаптивная антенна).

Перестраиваемые фазовращатели, поляризаторы, усилители, а также преобразователи антенной решетки являются электрически управляемыми устройствами; поэтому антенные решетки приобретают еще одно важное качество - быстродействие. По такому показателю антенные решетки на несколько порядков превосходят поворотные и механически сканирующие антенны.

Излучатели антенной решетки можно располагать на поверхностях различной конфигурации, периодически, неэквидистантно, квазислучайно по отношению друг к другу. Антенным решеткам свойственна пространственная дискретность, что ухудшает ДН, в первую очередь, из-за появления в пространстве дифракционных лепестков. Их возникновение можно предотвратить, уменьшая междуэлементные расстояния в периодической решетке или располагая элементы непериодически (неэквидистантно). Фазированной антенной решетке свойственна также дискретность изменения фазового распределения поля на излучателях при управлении ДН, поскольку обычно перестраиваемые фазовращатели осуществляют регулировку фаз дискретно. Вследствие этого возникают искажения ДН решетки. Поскольку требуемые дискретные значения фаз и амплитуд воспроизводятся со случайными отклонениями, ДН решетки приобретает паразитную, фоновую составляющую.

Функциональные способности антенной решетки обеспечили их эффективное использование в радиолокации, технике связи, радиоастрономии. Однако применение антенных решеток вместо поворотных и механически сканирующих антенн в каждом случае требует обоснования, поскольку антенные решетки являются более дорогостоящими. При решении простых задач используют антенны, сочетающие функциональные достоинства антенных решеток и простоту поворотных антенн. Примером могут служить зеркальные антенны с управляемыми облучателями в виде решеток с относительно малым числом элементов.

4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43681. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДАЖАМИ В ЦЕЛЯХ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 760 KB
  В практике как коммерческой, так и всей хозяйственной деятельности предприятия особенно важной проблемой являются разработка и использование прогнозов спроса и конъюнктуры. Анализ конъюнктуры рынка необходим потому, что его результаты дают возможность предприятию продавать закупаемые товары по более выгодным ценам, а также увеличивать или сокращать закупку товаров в соответствии с ожидаемыми рыночными условиями.
43682. Глобалізація сучасної економіки та основні напрями східного вектору зовнішньої політики України на прикладі взаємовідносин з Китаєм 290.64 KB
  Потім він став використовуватися політологією та соціологією. Цей термін містить ідею, що світовий ринок є деякою системною цілісністю. А це можливо тоді, коли норми, які регламентують відносини між державами, будуть значно поглиблені. У широкому розумінні глобалізація означає зміну всіх сторін життя суспільства під впливом світової тенденції до відкритості та взаємозалежності.
43683. Изучение теоретических и практических вопросов по проблеме брендинга международной авиакомпании ОАО «РусДжет» 1.78 MB
  Развитие промышленного производства и технологических процессов, увеличение ассортимента товара, усложнение идентификации нужного товара на рынке конкурирующих товаров — все это потребовало разработки системы упрощения выбора товара.
43684. Источники документоснабжения публичных библиотек 153.98 KB
  Современный книжный рынок России Состояние и проблемы Библиотека в структуре книжного рынка Информационное обеспечение книжного рынка Глава Современные каналы поступления литературы в фонды общедоступных публичных библиотек Миссия публичных библиотек.
43685. Оптимізація методик формування переходів Джозефсона шляхом зміни функцій розподілу прозорості в них 2.35 MB
  Існують різноманітні види ДК, про які буде сказано нижче, але ефекти Джозефсона проявляються тільки при виконанні умови малості зв’язку між двома надпровідниками (см. ). Якщо ця умова виконується, то струм,який протікає крізь слабкий зв‘язок двох надпровідних комірок містить надпровідний струм , який є функцією різниці фаз двох хвильових функцій параметрів порядку надпровідників.
43686. ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ. А.Г. Суслов 7.66 MB
  Изложены основы и специальная часть технологии машиностроения. Основное внимание уделено обеспечению и повышению качества изделий машиностроения, снижению технологической себестоимости их изготовления, методологии разработки технологических процессов, технологии изготовления и сборки типовых деталей и соединений, оформлению технологической документации.
43687. ЗАМЕНА РЕМНЯ ГРМ НА АВТОМОБИЛЕ DAEWOO NEXIA 477.07 KB
  Режим работы ООО«Ориент-Экспресс»предполагает возможность максимального охвата полезного времени дня, без нарушения трудового законодательства. Станция работает 351 день в году, т.е. ежедневно, кроме государственных праздников. Начало рабочего дня в 9.00 конец рабочего дня в 21.00, другими словами, автосервис работает в 1,5 смены.
43688. Проект реконструкції моторного відділення у АТП 13069 789.48 KB
  Необхідність структурної перебудови економіки України вимагає перебудови авторемонтних підприємств. Вдосконалення організації і технології капітального ремонту агрегатів, вузлів та деталей , підвищення якості і зниження собівартості продукції – ось що є найважливішою задачею авторемонтного виробництва (АРВ)
43689. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАПИТАЛА ОАО «САХОБУВЬИНВЕСТ» 885.15 KB
  В системе источников привлечения капитала данное деление носит определяющий характер: собственный капитал характеризует общую стоимость средств предприятия принадлежащих ему на правах собственности и используемых им для формирования определенной части его активов. К этому виду капитала относятся права пользования отдельными природными ресурсами патентные права на использование изобретений “ноухау†права на промышленные образцы и модели товарные знаки компьютерные программы и другие нематериальные виды имущественных ценностей. Об...