Плоские антенные решетки

Линейные решетки способны создавать направленное излучение только в одной плоскости. Для формирования направленного излучения в двух плоскостях используют решетки, излучающие элементы
в которых расположены на плоскости и занимают определенную площадь. Такие решетки называются плоскими. Излучатели в плоских решетках могут располагаться в узлах прямоугольной или треугольной решетки (рис. 14.16).

а б

Рис. 14.16. Антенная решетка:

а – прямоугольная; б – треугольная

Выражение для множителя плоской решетки, определяющего ее диаграмму направленности, может быть получено суммированием полей всех излучателей с учетом их фаз и амплитуд. Фаза поля в точке приема, создаваемого -м элементом решетки, определяется разностью хода лучей по сравнению с центральным элементом с координатами (рис. 14.17):

, (14.50)

где и – координаты элемента решетки в системе прямоугольных координат XOY.

Рис.14.17. К определению координат

элементов решетки

Пусть решетка является синфазной равноамплитудной и эквидистантной, тогда множитель решетки:

, (14.51)

где и – число элементов вдоль осей и относительно центрального элемента.

В вещественной форме множитель решетки принимает вид

. (14.52)

Как следует из (14.52), в главных плоскостях XOZ и YOZ сечение пространственной диаграммы направленности совпадает с диаграммой направленности линейной антенной решетки, состоящей из n_x либо n_y элементов.

Отсюда можно сделать вывод о том, что на диаграмму направленности плоской решетки в одной из плоскостей влияет число элементов только в этой плоскости и не влияет число элементов в другой плоскости.

Коэффициент направленного действия плоских решеток определяется по формуле (12.58). Однако не всегда удается получить аналитическое выражение для пространственной ДН решетки. В частности, для прямоугольной синфазной равноамплитудной решетки можно воспользоваться формулой (14.52).

Для достаточно больших синфазных равноамплитудных эквидистантных прямоугольных решеток коэффициент направленного действия можно вычислять по формуле

, (14.53)

где ; . Площадь поверхности решетки называется апертурой решетки. Если и превышают 10, то линейные размеры решетки можно определять приблизительно:

; .