Неравноамплитудные антенные решетки

Недостаток равноамплитудных решеток – в значительном уровне боковых лепестков в ДН. В параграфе 14.2 было показано, что основной вклад в формирование боковых лепестков вносят крайние элементы решетки. Поэтому для уменьшения уровня боковых лепестков необходимо, чтобы амплитуда токов возбуждения элементов решетки уменьшалась по направлению от центра к краям решетки. На практике чаще всего прибегают к распределению амплитуды токов косинусоидального вида:

, (14.54)

где N – число элементов в решетке; n – порядковый номер элемента, отсчитываемый от среднего элемента, принятого за нулевой (n = 0).

Пример закона распределения (14.54) демонстрирует рис. 14.18.

Часто амплитуда тока в крайних элементах решетки не равна нулю. Такое распределение называют распределением типа «косинус на пьедестале». Подобное распределение хорошо аппроксимируется функцией вида

, (14.55)

где («пьедестал») – отношение амплитуды тока в крайних элементах решетки к амплитуде тока в центральном элементе; d (n) – нормированное расстояние n -го элемента относительно центра решетки, как показано на рис. 14.19.

а б

Рис. 14.19. Схема расположения элементов решетки:

а – при четном N; б – при нечетном N

При шаге решетки d и нечетном N для . При четном N . Пример распределения (14.55) показан на рис. 14.20.

Рис. 14.20. Распределение типа «косинус

на пьедестале»: N = 9; D – 0,4

Опуская подробности, приведем выражение для ДН синфазной неравноамплитудной решетки:

, (14.56)

где

, ; (14.57)

.

Здесь .

На рис. 14.21 приведен пример расчета ДН по формуле (14.56). Как видно из этого рисунка, уменьшение уровней боковых лепестков неизбежно сопровождается расширением главного лепестка ДН.

Рис. 14.21. Диаграмма направленности решетки:

N = 9; D = 1 (сплошная линия); D = 0 (штриховая линия)

Вопросы для самопроверки

1. Что называется антенной решеткой?

2. Какие существуют виды антенных решеток?

3. Объяснить принцип формирования ДН антенной решетки.

4. От чего зависит ширина главного лепестка, число и уровни боковых лепестков ДН антенной решетки?

5. Что называется оптимальной длиной решетки бегущей волны?

6. Как определяется КНД синфазной решетки и решетки бегущей волны?

7. Объяснить особенности ДН неравноамплитудной решетки.