А Н Т Е Н Н Ы С Э Л Е К Т РО Н Н Ы М

ОСОБЕННОСТИ АНТЕНН С НЕМЕХАНИЧЕСКИМ ДВИЖЕНИЕМ ЛУЧА
16
Это позволяет поднять помехозащищённость радиотехнической системы при наличии
источников шумов или других паразитных сигналов.
Несколько слов о технических средствах управления лучом антенны.
В первых антеннах, в которых неподвижная система излучателей создавала диаграмму,
движущуюся в пространстве, использовались механические системы фазовращателей или
коммутаторов, выполненные в виде подвижных штырей или пластин в волноводах. Такие системы не
давали существенного увеличения скорости управления диаграммой, а только позволяли уменьшить
мощность, затрачиваемую на управление. В самое последнее время появились оригинальные
конструкции [2.28-29] механических коммутаторов, использующих микроэлектронные плёночные
структуры для замыкания или размыкания СВЧ цепи. Фазовращатели на основе таких структур
получили название «микроэлектормеханические фазовращатели».
На первом этапе разработки антенн с немеханическим движением луча большое
распространение получили устройства, в которых активной средой, воздействующей на
электромагнитные колебания, служит феррит. Позже им на смену пришли полупроводниковые
фазовращатели на основе p-i-n диодов. В настоящее время в качестве ключевых элементов часто
применяются полевые транзисторы на основе полупроводников А III В V . Различным управляющим
устройствам, используемым в антеннах с немеханическим движением луча, посвящена VI глава
настоящей книги.
Описанные принципы действия управляющих устройств одинаково используются для систем,
построенных как по фазовому, так и по амплитудному вариантам, потому что все эти принципы в
равной мере пригодны для осуществления как фазовращателей, так и коммутаторов.
Особо следует отметить схемы СВЧ фазовращателей, в которых используется так называемый
цифровой принцип управления фазой. Такие схемы представляют собой систему ключей и пассивных
элементов СВЧ цепи, переключение которых позволяет изменять электрическую длину всего
устройства. Известны конструкции таких фазовращателей, использующих в качестве
коммутирующих элементов полупроводниковые диоды, полевые транзисторы, ключи на основе
ВТСП плёночных или «микроэлектормеханических структур» (МЭМС). Преимуществом таких
фазовращателей является их устойчивая работа, так как управляющие элементы работают по
принципу «да» - «нет», а фазосдвигающие цепи никаких нестабильных элементов не содержат.
Принципиальным свойством таких фазовращателей является дискретность (квантованность)
фазового сдвига, приводящая к особого рода ошибкам в фазовом распределении на апертуре антенны
(см. глава V).
§ 1.3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ДВИЖЕНИИ ЛУЧА АНТЕННЫ.
КВАЗИСТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ
Обычно диаграмму направленности антенны снимают следующим образом: антенну
поворачивают, задавая различные значения азимута и угла места, и измеряют значения амплитуды,
фазы и угла поляризации. Если луч антенны движется, то в каждый момент времени диаграмма
направленности различна, поэтому установить форму диаграммы направленности только что
описанным способом нельзя. Чтобы говорить о форме диаграммы направленности в процессе ее
движения, нужно ввести понятие мгновенной диаграммы направленности.
Под мгновенной диаграммой направленности будем понимать функцию, описывающую
зависимость от угловых координат амплитуды, фазы и поляризации поля в дальней зоне в некоторый
фиксированный момент времени. Если бы понадобилось экспериментально получить мгновенную
диаграмму направленности, то нужно было под разными углами вокруг антенны расположить
большое число измерительных устройств и в нужный момент времени одновременно произвести
измерения всеми приборами.
Естественно, что при достаточно медленном немеханическом движении диаграмма
направленности антенны переходит от одного направления в пространстве к другому, практически не
изменяя своей формы. Если будем снимать форму мгновенной диаграммы направленности при все