Расчёт характеристик направленности цилиндрической антенной решётки (стр. 2 из 2)
, (10)нормированная диаграмма направленности кольцевой F1(φ) решётки при Z=15 имеет вид
| Z | R, м. | α, град. | A1БЛ, dB | ΦБЛ (0,5), град | ΦГМ (0,5), град |
| 15 | 5,500 | 72,05 | -0,9 | 24 | 30,5 |
| 75 | 0,259 | 14,30 | -5,1 | 7 | 7,5 |
| 153 | 0,528 | 7,05 | -9,4 | 5,5 | 6,9 |
A1БЛ- уровень первого бокового лепестка;
ΦБЛ-ширина первого бокового лепестка;
ΦГМ-ширина главного максимума.
Таким образом видно, что с увеличением количества излучателей ширина главного максимума уменьшается.
При перекоммутации излучателей можно производить последовательный поворот антенны на угол ∆ζ, при этом максимум диаграммы направленности перемещается из точки D1 в точку D2. Это приводит к неравномерности обзора пространства (рисунок 9).
Рисунок 9.
Данный коэффициент можно определить по значению нормированной на максимум диаграммы направленности в точке J, которая соответствует пересечению двух последовательно формируемых диаграмм.
Изменением фазового распределения на излучающем участке можно осуществлять подсканирование лучом, т. е. его изменение в азимутальной плоскости .Однако из-за того, что излучающий участок при этом становится несимметричным относительно главного направления формируемого луча, эквивалентный излучатель и амплитудное распределение на нем также теряют симметрию, что приводит к расширению главного максимума, увеличению уровня боковых лепестков. Поэтому при оптимальном угле раскрыва
φ используют угол подсканирования φn≤±100.Диаграмма направленности цилиндрической антенной решётки в меридианной плоскости рассчитывается по формуле:
, (11)Расстояние, которое выбирается между излучателями вдоль оси цилиндра
, выбирается из соотношения: 
, (12)тогда:
, (13)где I(m)-нормированное амплитудное распределение вдоль оси цилиндра; L-количество излучателей, расположенных вдоль оси цилиндра.
Нормированные диаграммы направленностей при L=3 (рисунок 10) и L=9 (рисунок 11) и L=20 (рисунок 12), с амплитудном распределении косинус на пьедестале в направлении главного максимума в меридианной плоскости: где I(m)-нормированное амплитудное распределение вдоль оси цилиндра; L-количество излучателей, расположенных вдоль оси цилиндра:
| L | ΘГМ, град | Θ1БЛ, град. | А1БЛ, dB |
| 3 | 72 | - | - |
| 9 | 61 | 14 | -18,1 |
| 20 | 42 | 7 | -11,3 |
Из графиков видно, что при увеличении количества излучателей вдоль оси цилиндра ширина диаграммы направленности главного максимума уменьшается. Как говорилось выше можно отклонять главный максимум электрическим способом путём изменения фазового распределения.
2. Анализ результатов расчётов
Исследования показали, что в плоскости, проходящей через направление луча и ось Z, диаграмма направленности кольцевой решётки слабонаправленная. Поэтому при формировании луча игольчатой формы диаграмма направленности цилиндрической антенной решётки в области главного максимума и первых боковых лепестков определяется в основном множителем линейки излучателей, в ортогональной же плоскости она полностью совпадает с диаграммой направленности кольцевой решётки. Путём осуществления сканирования и подсканирования возможно перемещение главного лепестка диаграммы направленности в области углов в азимутальной плоскости от 00 до 3600. Также возможно его перемещение электрическим способом и в угломестной плоскости.
При достаточном количестве излучателей в цилиндрической антенной решётке возможно создание двух или нескольких сканирующих лучей.
Литература
1. Воскресенский Д .И., «Проектирование фазированных антенных решёток», Москва.: Радиотехника, 2003 г.
2. Резников Г. Б. «Антенны летательных аппаратов», 1967 г.