Антенная решетка. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Антенная решетка - совокупность дискретных элементов, каждый из к-рых осуществляет когерентно по отношению к остальным излучение или приём эл--магн. волн. Простейшими элементами антенной решетки служат отдельные, обычно слабонаправленные, антенны (вибраторы, щели, спирали, открытые концы волноводов, рупоры и т. п.). Иногда отд. элементы решётки также являются составными, содержащими неск. одинаковых или разнотипных излучателей. В передающей антенной решетке элементы подсоединяются к источнику эл--магн. колебаний с помощью системы, осуществляющей возбуждение волн. В режиме приёма элементы антенной решетки соединяются с приёмным устройством системой суммирования принимаемых сигналов. Система возбуждения может быть многоканальной, причём её разл. каналам соответствуют разл. распределения поля на элементах, а следовательно, и разл. диаграммы направленности (ДН) антенной решетки. В антенной решетке используется фидерный или пространств. способ возбуждения элементов. В первом случае элементы соединяются с передатчиком через линии передач", во втором - через пространство по схемам линзовой и зеркальной антенн. Аналогично выполняются системы суммирования принимаемых сигналов.

ДН формируется в результате интерференции волн, излучаемых элементами. Если излучатели идентичны и одинаково ориентированы, то ДН можно представить в виде произведения ДН элемента на т. н. множитель решётки, к-рый имеет смысл ДН решётки, образованной изотропными излучателями.

Принципиальной особенностью антенной решетки является возможность управления её ДН при изменении комплексных амплитуд и поляризации волн, излучаемых элементами. Для формирования узкого луча в заданном направлении фазовые сдвиги между элементами должны соответствовать распределению фаз, создаваемому на антенной решетке плоской волной, приходящей в этом направлении. Для изменения ориентации луча достаточно изменить сдвиги фаз. Управление ДН можно осуществлять, изменяя частоту излучаемых колебаний (частотное сканирование) либо применяя в элементах антенной решетки перестраиваемые фазовращатели (фазовый способ управления). И в том, и в др. случае изменяется сдвиг фаз; возможно сочетание этих способов управления.

Если элементы антенной решетки (или группы элементов) не содержат усилит. устройств, решётка наз. пассивной. Элементы активной решётки содержат усилители мощности (передающая антенная решетка) или малошумящие усилители (приёмная антенная решетка). Если регулируются не только фазовращатели, но и усилители, то обеспечивается наиболее эфф. управление ДН - одноврем. за счётизменения фазовых сдвигов и амплитуд.

В приёмных активных решётках могут использоваться преобразователи частоты, электронно-оптич., аналого-цифровые и др. преобразователи радиосигналов. В этих случаях операции когерентного суммирования и управления комплексными амплитудами выполняет соотв. система обработки информации на промежуточной частоте (оптич. или цифровая). Если система обработки является многоканальной, антенная решетка может осуществлять одноврем. обзор нек-рого сектора пространства. Иногда прибегают к спец. обработке принятых сигналов, чтобы улучшить разрешающую способность или снизить уровень боковых лепестков (см. Антенна с обработкой сигналов и Адаптивная антенна).

Перестраиваемые фазовращатели, поляризаторы, усилители, а также преобразователи антенных решеток являются электрически управляемыми устройствами; поэтому антенные решетки приобретают ещё одно важное качество - быстродействие. По такому показателю антенной решетки на неск. порядков превосходят поворотные и механически сканирующие антенны.

Излучатели антенной решетки можно располагать на поверхностях разл. конфигурации, периодически, неэквидистантно, квазислучайно по отношению друг к другу. Антенным решеткам свойственна пространств. дискретность, что ухудшает ДН, в первую очередь, из-за появления в пространстве дифракц. лепестков. Их возникновение можно предотвратить, уменьшая междуэлементные расстояния в периодич. решётке или располагая элементы непериодически (неэквидистантно). Фазированной антенной решетке свойственна также дискретность изменения фазового распределения поля на излучателях при управлении ДН, поскольку обычно перестраиваемые фазовращатели осуществляют регулировку фаз дискретно. Вследствие этого возникают искажения ДН решётки. Поскольку требуемые дискретные значения фаз и амплитуд воспроизводятся со случайными отклонениями, ДН решётки приобретает паразитную, фоновую составляющую.

Функциональные способности антенных решеток обеспечили их эфф. использование в радиолокации, технике связи, радиоастрономии. Однако применение антенных решеток вместо поворотных и механически сканирующих антенн в каждом случае требует обоснования, поскольку антенные решетки являются более дорогостоящими. При решении простых задач используют антенны, сочетающие функциональные достоинства антенных решеток и простоту поворотных антенн. Примером могут служить зеркальные антенны с управляемыми облучателями в виде решёток с относительно малым числом элементов.

Литература по антенным решеткам

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.