А Н Т Е Н Н Ы С Э Л Е К Т РО Н Н Ы М

ВВЕДЕНИЕ
8
ВВЕДЕНИЕ
Под антенной с электронным движением луча понимается антенное устройство, способное при
помощи действия электрических элементов схемы изменять в пространстве направление главного
максимума или в некоторых случаях форму диаграммы направленности, оставаясь механически
неподвижным.
Назначение всякой антенны состоит в том, чтобы принимать или излучать электромагнитные
волны. Большинство антенн современных радиотехнических устройств имеет ярко выраженные
направленные свойства, что позволяет сконцентрировать энергию излученных радиоволн в заданном
секторе. Естественно, что сектор, в котором антенна концентрирует энергию, может быть
произвольно сориентирован в пространстве, причем эта ориентация может изменяться по мере
выполнения задач, поставленных перед радиотехническим устройством, в состав которого входит
данная антенна.
Изменение направления приема или передачи электромагнитных волн можно производить поразному.
На первый взгляд проще всего механически поворачивать всю антенну так же, как
поворачивают прожектор или телескоп.
При конструировании антенных систем такой способ движения луча часто оказывается на
практике неосуществимым в силу ряда причин, носящих самый разнообразный характер. Поэтому
приходится применять механически неподвижные конструкции антенн, направление приема или
передачи которых изменяются с помощью действия электрических элементов схем.
Физической основой немеханического управления диаграммой направленности антенны служит
следующее: излучаемая всякой антенной энергия концентрируется в том направлении, в котором
излученные различными частями антенны волны складываются, имея оптимальное соотношение фаз.
Естественно, что если в отдельных частях антенны фазы токов изменяются под воздействием какихлибо
управляющих устройств, то изменяется и направление, в котором соотношение фаз оказывается
оптимальным. По существу, управление диаграммой направленности антенны — это управление
процессами интерференции волн, излученных отдельными частями антенны [3.1 — 3.5].
Одна из первых антенн с немеханическим управлением диаграммой направленности была
построена в 1937 г. для трансатлантической радиотелефонной линии связи [3.6 – 3.8]. Эта антенна,
обладая довольно высокой направленностью, позволяла изменять направление приема в
вертикальной плоскости и таким путем избирать направление прихода лучей, наименее ослабленных
при отражениях от ионосферы. Так как благодаря направленным свойствам антенны осуществлялся
прием только одного отраженного луча, то резко уменьшались замирания сигнала. Эта антенна
представляла собой систему ромбических антенн, расположенных вдоль прямой на участке около
1,5 км. Естественно, что о механическом наклоне такой системы для изменения направления приема
не могло быть и речи. Поэтому управление диаграммой направленности осуществлялось
немеханическим способом путем изменения фазовых соотношений между токами в отдельных
ромбах. В данном случае немеханическое движение луча пришлось применить из-за невозможности
механического управления антенной огромных размеров.
Аналогичное положение получается при сооружении гигантских радиотелескопов в виде
системы зеркал или радиоинтерферометров , имеющих размеры, измеряемые многими километрами.
Иногда и при меньших размерах антенн масса конструкции, а также усилия, возникающие при
сильном ветре, делают очень сложным механическое управление антенной. Тогда также приходится
переходить к электронному движению луча. Как было сказано выше, принципиальная возможность
электронного управления лучом антенны была известна в 20 — 30-х годах, т. е. в период зарождения
и первоначального развития антенной техники [3.1 — 3.5]. Антенны с управляемой диаграммой
стали получать широкое применение, начиная с 1953 — 1955 гг., когда развитие авиационной и
ракетной техники выдвинуло новые требования к антенным устройствам. С появлением и развитием
таких отраслей радиотехники, как радионавигация, радиолокация, радиоастрономия, направленные
свойства антенн стали использовать для того, чтобы определять направление на источник излученной
или отраженной электромагнитной волны.