Дзеркальні антени 25 хв.

Дзеркальні антени (ЗА) (апертурні антени) є найпоширенішим типом спрямованих антен у сантиметровому, дециметровому й, почасти, у метровому діапазонах довжин хвиль. Пояснюється це тим, що ЗА мають велику спрямованість, високий КПД, гарні діапазонні властивості.

За допомогою ЗА можна одержати майже будь-яку ДС. Немаловажною їхньою гідністю є простота конструкції.

ЗА складаються з випромінювача й відбивача-дзеркала. Випромінювач – слабкоспрямрвана антена, що випромінює убік дзеркала. ДС антени формується шляхом перевідбиття від відбивача (мал.3.).

Рис.3. Дзеркальні антени

Конструктивно дзеркала можуть виконуватися із суцільних або перфорованих металевих аркушів, металізованих пластиків, нанесених на діелектрик і т.д. Для зменшення «парусності» антен дзеркала звичайно виконують на основі паралельних (вектору напруженості електричного поля) проводів або металевих сіток.

Дзеркальні антени звичайно класифікують за формою розправа й числу застосовуваних дзеркал.

За формою поверхні відбивачів ЗА підрозділяються на:

· параболічні;

· сферичні;

· плоскі;

· спеціального профілю.

По числу використовуваних дзеркал розрізняють:

· однодзеркальні;

· багатодзеркальні.

За формою розкриву ЗА можуть бути:

· круговими,

· еліптичними,

· прямокутними й т.п.

Найбільше поширення одержали однодзеркальні антени з параболічною й спеціальною формою дзеркала, а також двохдзеркальні антени.

До параболічних ЗА відносять антени у формі параболоїда обертання, усіченого параболоїда обертання й параболічного циліндра.

Параболоїд обертання (мал.3,а) трансформує сферичний фронт хвилі випромінювача в плоский фронт у розкриві дзеркала. Фазовий центр випромінювача встановлюється у фокусі параболоїда.

Фаза поля в розкриві дзеркала є постійною. Амплітудний розподіл визначається ДС випромінювача тобто залежить від його спрямованих властивостей. Якщо ширина ДС випромінювача значно більше кута розкриву дзеркала, то АР близько до рівномірного. А якщо ні, то воно є сильно спадаючим до країв антени. Відповідно різняться й характеристики антен. У другому випадку ДСА має більш широку головну пелюстку, але менший рівень бічного випромінювання. Таким чином, шляхом зміни ДС випромінювача можна змінювати ширину й рівень бічних пелюсток ДС ЗА.

Звичайно параболоїд обертання використовують для створення ДС голчастої форми. Рівень першої пелюстки ДСА становить −22...-24 дб. Недоліком такої антени є затінення випромінювачем частини простору, що опромінюється (мал.4).

Рис.4. Вплив випромінювача на діаграму спрямованості.

Усічений параболоїд обертанняявляє собою симетричну або несиметричну вирізку з параболоїда обертання й призначений для формування віялової ДСА. При цьому розмір усіченого параболоїда обертання в горизонтальній площині помітно більше, чим у вертикальній через необхідність одержання вузької ДС в азимутальній площині.

Несиметричні вирізки використовуються для зменшення впливу дзеркала на випромінювач і навпаки - випромінювача на бічне випромінювання антени.

Параболічний циліндр. Антена у вигляді параболічного циліндра використовується в тих випадках, коли необхідно створити віялову ДС із різко різною шириною ДСА в головних площинах, а також при необхідності здійснити сканування променя в одній площині в досить широкому секторі кутів ( до 30^о). Антена складається із дзеркала у вигляді параболічного циліндра й лінійного випромінювач з довжиною, рівної утворюючої дзеркала (мал.3,б,в). Дзеркало може бути симетричним(мал.3,б) і несиметричним (мал.3,в). Найчастіше використовуються несиметричні дзеркала, що дозволяють усунути вплив відбитої хвилі на випромінювач і тіньовий ефект випромінювача. Лінійний випромінювач розташовується на фокальній лінії й створює циліндричну хвилю. Циліндрична хвиля перетвориться дзеркалом у плоску. У відмінності від розглянутих дотепер ЗА дзеркало а параболічному циліндрі роблять суцільним, тому що отвору створюють помітну задню пелюстку.

Віялові ДСА (ДС косекансного типу) у вертикальній площині створюються за допомогою методів зміщених випромінювачів або деформації профілю дзеркала.

Метод зміщених випромінювачів. У даному методі для одержання косекансної ДСА використовують усічений параболоїд обертання із ґратами з декількох крапкових випромінювачів (мал.5,а). Один з випромінювачів перебуває у фокусі дзеркала (випромінювач 1), а інші (випромінювачі 2, 3) зміщені з фокуса перпендикулярно осі дзеркала. Зсув випромінювачів проводиться для того, щоб парціальні ДС перетиналися приблизно на рівні 0.7 по полю. Закон зміни потужності від випромінювача до випромінювача розраховується таким чином, щоб, що обгинає сумарної ДСА приблизно описувалася функцією cosec ( (мал.5.б).

а) б)

Рис.5. Метод зміщених випромінювачів.

Гідностями методу є простота, можливість використання декількох передавачів, що працюють на різних частотах, що підвищує загальну потужність випромінювання й перешкодозахищеність РЛС.

Недоліки методу пов'язані з тим, що зсув випромінювача з фокуса дзеркала приводить не тільки до відхилення ( від нормалі до антени), але й до розширення ДСА в горизонтальній площині. Останнє погіршує розв'язну здатність по азимуту в міру збільшення кута місця мети (звичайно косекансна ДС виходить тільки в секторі кутів місця до 30^о). При необхідності одержання косекансної ДС у більшому секторі кутів використовується метод деформації профілю дзеркала.

Метод деформації профілю дзеркала (мал.6). Сутність методу полягає в тому, що профілю дзеркала у вертикальній площині надають таку форму, при якій розподіл потоку потужності в заданому секторі буде близько до необхідного. З конструктивної точки зору цей метод складніше реалізувати, чому метод зміщених випромінювачів, особливо для більших дзеркал. Однак цей метод дозволяє створити більш гладку, чому при методі зміщених випромінювачів, косекансну ДС у секторі до 60-70 градусів без розширення ДС у горизонтальній площині.

Рис.6. Метод деформації профілю дзеркала

Вплив антенно-фідерного пристрою на бойові можливості РЛС. Порушення цілісності відбивачів(дзеркал) у результаті вогневого або інших видів впливів, несправність або зсув випромінювачів з фокусного центру відбивачів приведе до порушення умов оптимальності формування ДС (зменшенню коефіцієнта підсилення, коефіцієнта спрямованого дії антени, розширенню ДС, підвищенню рівня бічних пелюсток) і, отже, до зниження дальності виявлення й перешкодозахищеності РЛС, погіршенню розв'язної здатності й точносних характеристик РЛС.

Вихід з ладу антенних систем допоміжних (пеленгаційних) каналів виключить можливість визначення РЛС пеленгів на ТАТ.

Слід мати через, що високі точносні характеристики РЛС досягаються при її ретельнім орієнтуванні, горизонтуванні і юстировкі. Помилки в орієнтуванні антени складаються з іншими помилками виміру азимута повітряних об'єктів. Помилки в горизонтванні позначаються на точності виміру кутових координат, формі й розмірах зони виявлення РЛС у різних азимутальних напрямках. Неточності в юстировкі приводять до додаткових помилок у визначенні висоти цілей. Погіршення точносних характеристик РЛС знижує можливості по забезпеченню наведення авіації й цілевказівки ЗРВ.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Принципи формування спрямованого випромінювання (приймання) електромагнітних хвиль 10 хв.	\|	Антенні ґрати 15 хв.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.