Если излучателем ВЧ ФАР служат вибраторы, то ВЧ ФАР вместе среальным металлическим экраном - эквивалентный экран. Это приводит к изменениюоптимального расстояния h2 от реального экрана до плоскостиНЧ ФАР. Зависимость оптимального относительного расстояния h2/l2 от отношения частотсовмещаемых ФАР при q0=0представлена на рис. 4.8. Расчеты показывают, что при оптимально выбранномрасстоянии h2 для q0=0влияние ВЧ ФАР не приводит к заметному изменению КУ при сканировании лучом НЧФАР по сравнению с расположением ее над идеальным металлическим экраном. Такимобразом, при совмещении в НЧ диапазоне характеристики практически не меняются,если правильно выбрано расстояние между апертурами НЧ и ВЧ ФАР. Дополнительныебоковые лепестки из-за совмещения в НЧ диапазоне не возникают.
Перейдем к более точному методу расчета характеристиксовмещенных ФАР. Этот метод можно использовать при периодичности структурысовмещенной ФАР, достаточно больших размерах ее апертуры и при относительнонебольшом отношении частот совмещаемых ФАР f1/f2»1.5.. 3. Условие периодичностиструктуры позволяет выделить минимальную ячейку, включающую несколько ВЧизлучателей и, как правило, один НЧ излучатель. Диаграмму направленности такойячейки
в каждом частотномдиапазоне находят в предположении, что ячейка расположена в бесконечной ФАР сравноамплитудным и линейным фазовым возбуждениями от ячейки к ячейке,формирующими основной лепесток множителя направленности по q0, j0. Амплитудно-фазовыераспределения в пределах одной ячейки могут быть достаточно произвольными, нообычно их выбирают следующим образом: амплитудное возбуждение рабочих дляданного диапазона частот излучателей равномерное, а фазовое берут из условия,чтобы максимум ДН ячейки совпадал с максимумом ДН множителя направленностирешетки. При этом для реальной ФАР, образованной конечной совокупностью ячеек,ДН ФАР представляется в виде произведения ДН ячейки на множитель направленностипериодической структуры: (4.14)где
(4.14)Дискретная функция, описывающая закон амплитудно-фазовоговозбуждения от ячейки к ячейке,
(4.15)где xmn, ymn- декартовы координаты геометрического центра mn-й ячейки.
Для больших периодических совмещенных ФАР коэффициентусиления
(4.16)где N— общее числоячеек; nа —коэффициент использования поверхности (КИП) ФАР, зависящий от законаамплитудного возбуждения |Imn| различных ячеек;
- КУ ячейки в составебесконечной периодической ФАР; - нормированныйКУ ячейки; sЯ, s=sЯN -площади апертур ячейки и ФАР.При определении nадискретный закон амплитудного возбуждения |Imn| можно аппроксимировать гладкой кривой. Приэтом nа схорошей точностью совпадает с КИП непрерывной апертуры с аппроксимирующимзаконом амплитудного возбуждения. Для ячейки совмещенной ФАР конкретного видаДН и КУ определяются с использованием современных электродинамических методоврасчета блочно-периодических ФАР. Приведем основные соотношения длявибраторно-вибраторных и волноводно-волноводных совмещенных ФАР.