УДК 621.396. 677

АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНО-НЕЗАВИСИМЫХ ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЕЙНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК

 

Н. И. Бобков¹, Д. Д. Габриэльян², Ю. В. Иванов³

¹АО «ВНИИ «Градиент», г. Ростов-на-Дону, пр. Соколова, 96

² ФГУП «Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи», 344013, г. Ростов-на-Дону, ул. Нансена, 130

³ Ордена Трудового Красного Знамени ФГБОУВО «Московский технический университет связи и информатики», 111024, г. Москва, ул. Авиамоторная, 8-а

 

Статья поступила в редакцию 6 февраля 2019 г.

 

Аннотация. Предложено амплитудно-фазовое распределение поля в раскрыве линейной антенной решетки, обеспечивающее формирование частотно-независимых характеристик излучения в широкой полосе частот. Для данного распределения получено представление диаграммы направленности в виде суммы парциальных диаграмм, соответствующих составляющим амплитудного распределения в раскрыве. Проанализированы основные закономерности формирования частотно-независимых диаграмм направленности. В частности, установлена зависимость максимально допустимого межэлементного расстояния антенной решетки от относительного перекрытия по частоте и ширины формируемых диаграмм направленности.

Ключевые слова: линейная антенная решетка, раскрыв, амплитудно-фазовое распределение, диаграмма направленности.

Abstract. An amplitude-phase distribution of the aperture field of a linear antenna array is proposed, which ensures the formation of frequency-independent radiation characteristics in a wide frequency band. Maintaining a constant width and shape of the radiation pattern in the frequency band is accomplished by introducing an additional frequency-dependent quadratic phase distribution, in which the decrease in the width of the radiation pattern with increasing frequency is compensated by an increase in the aperture’s dephasing. For this distribution, a representation of the radiation pattern is obtained as the sum of partial diagrams corresponding to the components of the aperture’s amplitude distribution. The main regularities of the formation of frequency-independent radiation patterns are analyzed in the frequency band with an 8: 1 overlap. It has been established that when a wide radiation pattern formed by an antenna array with a small number of emitters, in the high-frequency region there are distortions of the shape of the main lobe as oscillations. This effect is due to the high rate of change in the phase distribution of the currents in the array’s aperture, when the excitation phase difference adjacent emitters at the periphery of the array exceeds 180°.

 The following regularities were revealed:

- the amplitude distribution of the currents in the aperture is frequency-independent;
- the frequency dependence of the change in the phase aperture’s distribution of the array has a nearly linear character;

- the minimum number of array elements increases as the expansion of the working frequency band, and the formation of wider frequency-independent radiation patterns;
- the width of the frequency-independent radiation patterns, as in the case of the common-mode distribution, is determined by the inversely proportional dependence on the size of the aperture.

Keywords: linear antenna array, aperture, amplitude-phase distribution, radiation pattern.

 

Для цитирования:

Н. И. Бобков, Д. Д. Габриэльян, Ю. В. Иванов. Амплитудно-фазовое распределение для формирования частотно-независимых диаграмм направленности линейных антенных решеток.  Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 2. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/feb19/15/text.pdf
DOI  10.30898/1684-1719.2019.2.15