c1.gif (954 bytes) "ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ"  N 7, 2003

оглавление

дискуссия

c2.gif (954 bytes)

 

МЕТОД ФАЗОВОГО СИНТЕЗА ЛИНЕЙНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ С НЕИДЕНТИЧНЫМИ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ ПО ЗАДАННОЙ ВЕКТОРНОЙ ДИАГРАММЕ НАПРАВЛЕННОСТИ

 

Мищенко С.Е., Тупичкин Д.В.; e-mail: mihome@jeo.ru

Ростовский военный институт ракетных войск

 

 

 

Получена 10 июля 2003 г.

 

        Предложен метод фазового синтеза антенной решетки скрещенных электрических вибраторов по заданной векторной диаграмме направленности. Каждый излучатель в составе решетки повернут относительно соседнего на угол 45 градусов. Каждый электрический вибратор в составе излучателя управляется независимо. После выполнения преобразования Фурье диаграмм направленности излучателей задача векторного синтеза сводится к решению трех систем линейных уравнений. Каждая из систем уравнений решена методом проектируемого градиента. Приведены результаты численных исследований.

 

 

 

В работе [1] была рассмотрена задача векторного синтеза антенной решетки (АР) скрещенных электрических вибраторов по заданной векторной диаграмме направленности (ДН). Реализация подхода, предложенного в [1], основана на разделении задачи векторного синтеза на две задачи синтеза АР с линейной поляризацией сигнала. Данное разделение возможно при условии, что скрещенные электрические вибраторы в составе антенны ориентированы вдоль осей выбранной декартовой системы координат. Кроме того, каждый электрический вибратор должен управляться независимо с отдельного входа. В то же время в ряде практических случаев вызывает интерес построение АР скрещенных вибраторов, в которой излучатели повернуты относительно соседних в плоскости раскрыва на угол 45 градусов. Такая конфигурация АР позволяет, в частности, с большей плотностью размещать излучатели. При этом возникает необходимость решения задачи векторного синтеза АР с неидентичными излучателями.

Цель данной работы состоит в разработке метода фазового синтеза линейной АР с неидентичными излучателями по заданной векторной ДН. Каждый излучатель синтезируемой АР имеет два независимо управляемых входа.

Пусть в состав АР входят излучатели, состоящие из горизонтальных скрещенных симметричных электрических вибраторов с совмещенными центрами. Будем считать, что каждый электрический вибратор в составе излучателя может управляться независимо. При этом каждый следующий излучатель в составе решетки повернут относительно предыдущего на угол 45 градусов в плоскости излучающего раскрыва. Подобная конфигурация антенны позволяет разбить АР на две подрешетки, в каждой из которых ориентация излучателей идентична.

Векторная ДН рассматриваемой АР может быть представлена в виде суперпозии двух проекций на орты сферической системы координат

 

,                                                        (1) 

где

 

       (2)

              (3)

;                                         (4)

;                                                   (5)

;                                                  (6)

 

; ; ,  и ,  - комплексные амплитуды возбуждения -ых электрических вибраторов в составе первой и второй подрешеток соответственно;  и  - координаты размещения излучателей в составе первой и второй подрешеток;  и  - количество излучателей в составе первой и второй подрешеток соответственно;  - волновое число. Геометрия задачи приведена на рис. 1.

Анализ выражений (2) и (3) позволяет сделать вывод о том, что подход к решению задачи синтеза, предложенный в работе [1], к задаче синтеза рассматриваемой АР использован быть не может. Однако в частном случае, когда АР является линейной, а шаг между излучателями близок или равен  декомпозиция задачи векторного синтеза на ряд более простых задач все-таки возможна.

 

 

        Пусть линейная АР ориентирована вдоль оси 0X декартовой системы координат (см. рис. 1). В этом случае выражения (2) и (3) могут быть значительно упрощены. Следует отметить, что для подрешетки, излучатели которой повернуты на 45 градусов, на основании выражения (4) выполняется равенство . Поэтому для любого направления сканирования единичный коэффициент эллиптичности будет иметь место в том случае, когда . Выполнение этого условия позволяет представить выражения (