Антенная решётка


Антенная решётка (АР) — сложная антенна, содержащая совокупность излучающих элементов (одиночных антенн или групп антенн), расположенных в пространстве в определенном порядке, ориентированных и возбуждаемых так, чтобы получить заданную диаграмму направленности[1].

Антенная решетка позволяет получить требуемые радиотехнические показатели (направление, форму и ширину луча, коэффициент направленного действия, уровень боковых лепестков и др.) путём формирования определённого распределения амплитуд и фаз возбуждающих излучающие элементы токов или полей (амплитудно-фазового распределения, АФР), в отличие от одиночных антенн (например, рупорных, зеркальных), в которых эта же задача решается выбором их формы, размеров, материалов, конструкции. В антенной решетке АФР фиксировано, возможность управления АФР в рабочем режиме отсутствует. Например, для оперативного изменения направления луча в пространстве излучающее полотно антенной решетки приходится механически поворачивать. Более сложная антенна — фазированная антенная решетка (ФАР) позволяет произвольно изменять АФР или осуществлять последовательно во времени или одновременно несколько фиксированных вариантов АФР. Отличительным признаком антенной решетки является объединение входов излучающих элементов в один единый вход[2] (например, с помощью распределителя или путем эфирного питания), поэтому многолучевая АР и АР с суммарно-разностными входами с механическим сканированием луча относятся к фазированным антенным решеткам.

В качестве элементарных излучателей в АР могут использоваться различные антенны как малой, так и большой направленности. Например, в простейших решётках в качестве элементарной антенны могут быть установлены симметричные и несимметричные вибраторы, волноводные щели, печатные излучатели и т. п. В радиоастрономии используются системы из нескольких больших зеркальных антенн с узкой диаграммой направленности, сориентированных в одном направлении. Это позволяет увеличить в N раз коэффициент усиления системы и принимать сигнал из пространства на малых отношениях сигнал/шум.

Антенные элементы в АР могут быть расположены различным способом. Если фазовые центры излучателей расположены в одной оси, то решётка называется линейной, если в плоскости — плоской. Существуют и более сложные варианты размещений антенных элементов в пространстве. Зачастую такие системы называют конформными, потому что они повторяют форму поверхности, на которой размещены излучатели. Например, это может быть поверхность летательного аппарата, спутника земли либо сложный рельеф местности. Наиболее распространены антенные решётки, излучающие элементы которых расположены в одной плоскости.