Совмещенные двухчастотные ФАР (стр. 2 из 3)
(4.1)где G0— КУ несовмещенной ВЧ ФАР, а также к появлению дополнительных боковых лепестковв направлениях
(4.2)где λ1— длина волны в диапазоне f1, dx -расстояние между НЧ вибраторами в плоскости H.
Уровень этихлепестков по полю 
(4.3)В (4.1) - (4.3) b0(q) -коэффициент прохожденияплоской волны при ее падении под углом q0на периодическую систему параллельных проводников в плоскости, перпендикулярнойосям проводников, а bn(q0) - комплекснаяамплитуда n-й плоской волны (n-йпространственной гармоники), возникающей при дифракции плоской волны сединичной амплитудой на периодической структуре и распространяющейся внаправлении qn.
Для совмещенных ФАР достаточно большого размера (L>>10l1) уровень дополнительныхбоковых лепестков и уменьшение КУ практически не зависят от амплитудногораспределения в ВЧ диапазоне, но существенно зависят от направления q0 основного лепестка ДН.Соотношения (4.1), (4.3) справедливы, если поверхность раскрывая s1ВЧ ФАР полностью перекрывается поверхностью раскрывая s2 НЧФАР. Если же коэффициент перекрытия поверхности 
,то снижение КУ и уровень дополнительных боковых лепестков будут
(4.4) 
(4.5)Анализ рис. 4.4 показывает, что с увеличением расстояния dx/l1 между соседнимивибраторами в НЧ ФАР по сравнению с длиной волны ВЧ ФАР, что эквивалентноувеличению отношения рабочих часто f1/f2,уровень дополнительных боковых лепестков и снижение КУ уменьшаются, а сувеличением электрической толщины вибраторов k1r2- увеличиваются. Кроме того, искажения, вносимые излучателями НЧ ФАР в поле ВЧФАР, гораздо меньше при взаимно ортогональной линейной поляризации излучателейВЧ и НЧ ФАР. Следует отметить, что (4.1), (4.3) - (4.5) не учитывают влияниясистемы питания и крепления НЧ вибраторов на рассеяние поля ВЧ ФАР. Последнее особеннозаметно проявляется при взаимно ортогональной поляризации в диапазонах f1и f2. При этом (4.1), (4.3) - (4.5) могут даватьнесколько заниженные оценки искажений в ВЧ диапазоне.
Для оценивания максимальных искажений в секторе сканированияВЧ ФАР |q0|≤60°и при 0,05≤k1r2≤0,5, dx/l≥2 можно воспользоватьсяследующими экстремальными значениями амплитуд гармоник для случаев совпадающейлинейной поляризации ВЧ и НЧ ФАР:
(4.6)С учетом (4.6) получаем следующие простейшие оценкиогибающих наибольшего снижения КУ (G/G0)minв разах и максимального уровня дополнительных боковых лепестков (Δn)maxв децибелах для линейной совпадающей поляризации ВЧ и НЧ ФАР:
(4.7) 
(4.8)Необходимо подчеркнуть, что оценки (4.7), (4.8) дают границынаихудших ситуаций, возникающих в секторе сканирования, а получены они безучета повторных переотражений между апертурами ВЧ и НЧ ФАР. Зависимости этихоценок сплошной и штриховой линиями соответственно для ряда значений dx/l1 и q0=0 показаны на рис. 4.5.Учет повторных переотражений между апертурами ВЧ и НЧ ФАР приводит кдополнительным изменениям характеристик совмещенных ФАР. Так, при совмещении
(4.9)где
-коэффициенты отражения от апертуры ВЧ и НЧ ФАР при падении на них плоской волныпод углом q0.Максимальные дополнительные боковые лепестки в децибелах
(4.10)Как следует из (4.9), изменив расстояние hмежду апертурами ВЧ и НЧ ФАР, можно для определенного направления максимума ДНдобиться минимального снижения КУ ВЧ ФАР из-за совмещения. При этом величину hвыбирают из условия
. Зависимость нарис. 4.6, которая приведена для примера, построена для случая, когда в качествеВЧ ФАР была выбрана решетка волноводных излучателей с треугольной сеткойрасположения излучателей размером 0,605l1х0,5l1 апертуры полноводногоизлучателя. Излучатели были размещены вплотную друг к другу, причем толщина ихстенок полагалась равной нулю.При сканировании в широком секторе углов максимальноеснижение КУ ВЧ ФАР почти не зависит от h/l1. Максимальный уровеньдополнительных боковых лепестков в ВЧ диапазоне можно уменьшить за счет болееравномерного распределения в пространстве переизлучаемой излучателями НЧдиапазона мощности ВЧ диапазона. Это реализуемо в конформных (выпуклых) инеэквидистантных НЧ ФАР. Так, для слабо эквидистантой НЧ ФАР, излучателикоторой смещены вдоль координаты X по случайному гауссовскому закону сдисперсией
относительно своих среднихкоординат 
, образующих регулярнуюсетку с периодом dx0 при условии равноамплитудноговозбуждения НЧ-излучателей падающим ВЧ полем средний уровень уменьшения m-годополнительного бокового лепестка по сравнению с оценкой (4.10) 
(4.11)где М — числоизлучателей в НЧ ФАР.
Как видно из рис. 4.7, даже для относительно небольшого числа излучателей М=10можно существенно подавить дополнительные боковые лепестки. Отметим, чтозависимости от больших значений s/dx0(см. рис. 4.7) характеризуют потенциально допустимый уровень подавления в НЧФАР с большим числом излучателей. При относительно небольшом числе их среднийуровень подавления может существенно отличаться от уровня подавления вконкретной реализации и для достижения его надо подбирать конкретную реализациюнеэквидистантной НЧ ФАР.
Для плоской слабо неэквидистантной ФАР с излучателями,смещенными случайным образом относительно регулярной прямоугольной сетки ихрасположения с шагами dx0 и dy0по осям ОХ и ОY, уровень подавления mn-го дополнительного бокового лепестка
(4.12)где
-дисперсии смещения излучателей по осям ОХ и ОY; М,N — числа излучателей по осям ОХ и ОY.Характеристики НЧ ФАР при совмещении меняются незначительно.Нижняя ВЧ ФАР служит для НЧ ФАР своеобразным дополнительным экраном. Если ВЧФАР образована из плотно расположенных открытых концов прямоугольныхволноводов, широкая стенка которых размером d1параллельна оси ОY, ее влияние эквивалентно наличию идеальногоотражателя с фазой коэффициента отражения
.Поэтому в присутствии волноводной ВЧ ФАР ДН одиночного НЧ вибратора 
(4.13)где через F0(q) обозначена ДН НЧ вибратора вотсутствие ВЧ ФАР.