Учебное пособие для вузов. — Филиппов В.С., Пономарев Л.И., Гринев
А.Ю. и др. — 2-е издание, дополненное и переработанное. — Москва:
Радио и связь, 1994. — 592 с.: ил.
Изложены методы расчета и проектирования фазированных антенных
решеток (ФАР), активных ФАР, радиооптических АР, антенн с
синтезированной апертурой, цифровых ФАР и других антенных систем с
обработкой сигнала. Рассмотрены решетки с различными излучателями и
геометрией, способами возбуждения, а также управления.
Для студентов радиотехнических специальностей, а также для инженеров и научных работников, занимающихся проектированием и разработкой ФАР. Предисловие. Фазированные антенные решетки.
Проектирование антенн сверхвысоких частот.
Антенны для современных радиотехнических систем.
Антенны с обработкой сигнала.
Типы антенных решеток.
Характеристики антенных систем.
Антенны с электрическим сканированием.
Активные антенные решетки.
Проектирование антенн.
Характеристики фазированных антенных решеток.
Определение геометрических характеристик ФАР.
Взаимное влияние излучателей.
Связь между характеристиками направленности излучателя и полностью возбужденной решетки.
Излучатели ФАР.
Широкоугольное согласование ФАР.
Схемы построения.
Полоса пропускания.
Коммутационное сканирование.
Коммутационные фазовращатели.
Дискретные фазовращатели и подавление коммутационных лепестков.
Скачки луча коммутационной решетки.
Расчет ФАР.
Проектирование зеркальных антенн.
Основные типы зеркальных антенн.
Параболические зеркальные антенны.
Облучатели.
Разновидности зеркальных антенн.
Конструирование.
Расчет зеркальных антенн.
Совмещенные двухчастотные ФАР.
Схемы построения.
Расчет характеристик.
Вибраторно-вибраторные совмещенные ФАР.
Волноводно-волноводные совмещенные ФАР.
Цилиндрические и кольцевые ФАР с электрическим сканированием.
Общие сведения.
Схемы построения.
Направленность остронаправленных цилиндрических и кольцевых решеток.
Расчет и проектирование.
Отражательные ФАР.
Общие положения.
Геометрия отражательных ФАР.
Поле облучателя.
Управляемый отражатель.
Диаграмма направленности отражательной ФАР.
Обобщенный метод последовательных отражений.
Печатные излучатели.
Конструкция и принципы действия.
Эквивалентная схема.
Направленность прямоугольных печатных излучателей.
Коэффициент полезного действия.
Прямоугольный печатный излучатель радиоволн с линейной поляризацией.
Двухчастотный печатный излучатель ФАР.
Прямоугольный печатный излучатель радиоволн с круговой поляризацией.
Широкополосное согласование.
Волноводные ФАР.
Назначение и особенности.
Проектирование антенного полотна.
Расчет характеристик.
Электродинамическая модель конечной ФАР.
Расчет волноводных ФАР.
Волноводно-щелевые решетки.
Назначение и особенности.
Основные параметры щели в волноводе.
Разновидности волноводно-щелевых решеток.
Расчет волноводно-щелевых решеток.
Согласование ВЩР с питающим волноводом.
Направленные свойства волноводно-щелевых решеток.
Волноводно-щелевая решетка с частотным сканированием.
Схемы построения волноводно-щелевых решеток. Примеры конструкций.
Расчет несканирующих волноводно-щелевых решеток.
Расчет линейной волноводно-щелевой решетки с частотным сканированием.
Широкоугольное согласование волноводных излучателей плоских ФАР.
Модель волноводного излучателя.
Методы согласования волноводных излучателей плоских ФАР.
Вибраторные ФАР и частотно-селективные структуры.
Общие сведения.
Расчет характеристик вибраторных ФАР.
Расчет характеристик вибраторных ЧСС.
Порядок расчета вибраторных ФАР.
Плоские спиральные антенны.
Назначение. Принцип действия.
Основные соотношения для плоских спиралей.
Примеры реализации спиральных антенн.
Анализ характеристик спирального излучателя в составе ФАР.
Дифракция на решетке из плоских спиралей.
Расчет спирального излучателя в плоской ФАР.
Разновидности плоских спиральных структур. Устройства СВЧ.
Волноводно-щелевые делители мощности СВЧ.
Характеристики делителей мощности СВЧ.
Типы волноводно-щелевых делителей мощности.
Расчет волноводно-щелевых делителей мощности.
Примеры проектирования волноводно-щелевых делителей мощности.
Электродинамический анализ волноводно-щелевых ДМ.
Полосковые делители мощности СВЧ.
Основы теории и расчетные соотношения.
Методика проектирования полосковых делителей мощности.
Примеры расчета ПДМ.
Волноводные диэлектрические структуры.
Общие сведения.
Механизмы распространения волн в диэлектрических структурах.
Конструкции диэлектрических волноводов.
Возможности анализа диэлектрических волноводов.
Свойства диэлектрических волноводов.
Многоплечные устройства с распределенной связью.
Ферритовые фазовращатели.
Общие сведения.
Управляющие устройства ферритовых фазовращателей.
Невзаимные фазовращатели.
Взаимные фазовращатели.
Основные расчетные соотношения.
Перспективы совершенствования и применение ферритовых фазовращателей.
Полупроводниковые фазовращатели.
Общие сведения.
Отражательные фазовращатели СВЧ.
Проходные фазовращатели.
Рекомендации по выбору полупроводникового фазовращателя. Антенные решетки с обработкой сигнала.
Многолучевые антенные решетки.
Классификация и схемы построения.
Основные характеристики.
Проектирование излучающей части многолучевой АР.
Многолучевые антенные решетки на основе параллельной ДОС.
Многолучевые антенные решетки на основе последовательной ДОС.
Антенны на многомодовых волноводах.
Расчет многолучевой антенной решетки.
Радиооптические антенные решетки.
Возможности АР с гибридными оптико-электронными процессорами сигналов.
Обобщенная структурная схема радиооптической АР.
Линейные радиооптические АР с многоканальными АОМ.
Параметры и характеристики КОП с многоканальным АОМ.
Элементная база и вопросы конструирования радиооптических антенных решеток.
Параметры и характеристики многоканальных акустооптических модуляторов света.
Пьезопреобразователи для возбуждения акустических волн в многоканальных АОМ.
Электрическое широкополосное согласование пьезопреобразователей АОМ.
Расчет энергетической эффективности многоканального АОМ.
Многоэлементные фотоприемники на основе приборов с зарядовой связью.
Конструирование когерентных оптических процессоров радиооптических АР.
Конструкции многоканальных акустооптических модуляторов.
Конструкции процессоров.
Проектирование линейной радиооптической АР с многоканальным АОМ.
Антенны с синтезированной апертурой.
Общие сведения.
Диаграмма направленности антенны с синтезированной апертурой.
Формирование раскрыва антенны.
Синтезированные антенные решетки.
Форма ДН с учетом нестабильностей системы СА.
Энергетические характеристики антенны с синтезированной апертурой.
Проектирование антенны с синтезированной апертурой самолетного радиолокатора.
Цифровые антенные решетки.
Устройство и принцип работы.
Состав и основные функции ЦАР.
Использование дискретных преобразований для формирования ДН.
Схемы формирования ДН в ЦАР.
Достоинства и недостатки ЦАР.
Экспериментальные результаты и перспективы развития ЦАР. Активные фазированные антенные решетки.
Проектирование передающих активных ФАР.
Общие сведения.
Основные характеристики АФАР.
Выбор схем построения узлов АФАР и определение их параметров.
Оптимизация энергетических параметров АФАР.
Расчет АФАР.
Модули передающих активных фазированных антенных решеток.
Требования к активным элементам.
Типы активных приборов, применяемых в модулях АФАР.
Коэффициент полезного действия АФАР.
Требования к фазовым ошибкам модулей АФАР.
Рекомендации по выбору схемы и параметров модуля.
Применение методов автоматизированного проектирования при разработке модулей АФАР.
Проектирование транзисторных усилителей СВЧ на основе S-параметров транзистора.
Применение матричных методов к анализу и расчету мощных транзисторных усилителей СВЧ.
Коэффициенты отражения от входа и выхода транзистора. Условия двустороннего согласования.
Коэффициент усиления по мощности.
Нагрузочные характеристики генератора.
Самовозбуждение и паразитные колебания в транзисторных усилителях СВЧ.
Выбор транзистора и расчет усилителя мощности.
Измерение S-параметров мощных СВЧ транзисторов.
Измерение входного и выходного сопротивлений транзистора в выбранном режиме.
Умножители частоты на варакторах в модулях АФАР.
Общие сведения.
Расчет режима работы варактора в утроителе частоты.
Электрический и конструктивный расчеты элементов умножителей частоты.
Модуль передающей АФАР с активными элементами на генераторных СВЧ диодах.
Общие характеристики.
Структурная схема модуля.
Проектирование отдельных каскадов активной части модуля.
Выбор варианта и расчет размеров конструкции.
Проектирование усилительного каскада со сложением мощностей активных приборов.
Общие сведения.
Оценка эффективности мостовых схем сложения мощностей.
Надежность модулей со сложением мощностей АП.
Проектирование каскада со сложением мощности.
Широкополосные разделительно-суммирующие устройства передающих АФАР.
Общие сведения.
Разделительно-суммирующие устройства на четвертьволновых НО.
Разделительно-суммирующие устройства на неоднородных линиях.
Реализация РСУ.
Методика проектирования и примеры расчета РСУ модулей передающих АФАР. Список литературы.
Для студентов радиотехнических специальностей, а также для инженеров и научных работников, занимающихся проектированием и разработкой ФАР. Предисловие. Фазированные антенные решетки.
Проектирование антенн сверхвысоких частот.
Антенны для современных радиотехнических систем.
Антенны с обработкой сигнала.
Типы антенных решеток.
Характеристики антенных систем.
Антенны с электрическим сканированием.
Активные антенные решетки.
Проектирование антенн.
Характеристики фазированных антенных решеток.
Определение геометрических характеристик ФАР.
Взаимное влияние излучателей.
Связь между характеристиками направленности излучателя и полностью возбужденной решетки.
Излучатели ФАР.
Широкоугольное согласование ФАР.
Схемы построения.
Полоса пропускания.
Коммутационное сканирование.
Коммутационные фазовращатели.
Дискретные фазовращатели и подавление коммутационных лепестков.
Скачки луча коммутационной решетки.
Расчет ФАР.
Проектирование зеркальных антенн.
Основные типы зеркальных антенн.
Параболические зеркальные антенны.
Облучатели.
Разновидности зеркальных антенн.
Конструирование.
Расчет зеркальных антенн.
Совмещенные двухчастотные ФАР.
Схемы построения.
Расчет характеристик.
Вибраторно-вибраторные совмещенные ФАР.
Волноводно-волноводные совмещенные ФАР.
Цилиндрические и кольцевые ФАР с электрическим сканированием.
Общие сведения.
Схемы построения.
Направленность остронаправленных цилиндрических и кольцевых решеток.
Расчет и проектирование.
Отражательные ФАР.
Общие положения.
Геометрия отражательных ФАР.
Поле облучателя.
Управляемый отражатель.
Диаграмма направленности отражательной ФАР.
Обобщенный метод последовательных отражений.
Печатные излучатели.
Конструкция и принципы действия.
Эквивалентная схема.
Направленность прямоугольных печатных излучателей.
Коэффициент полезного действия.
Прямоугольный печатный излучатель радиоволн с линейной поляризацией.
Двухчастотный печатный излучатель ФАР.
Прямоугольный печатный излучатель радиоволн с круговой поляризацией.
Широкополосное согласование.
Волноводные ФАР.
Назначение и особенности.
Проектирование антенного полотна.
Расчет характеристик.
Электродинамическая модель конечной ФАР.
Расчет волноводных ФАР.
Волноводно-щелевые решетки.
Назначение и особенности.
Основные параметры щели в волноводе.
Разновидности волноводно-щелевых решеток.
Расчет волноводно-щелевых решеток.
Согласование ВЩР с питающим волноводом.
Направленные свойства волноводно-щелевых решеток.
Волноводно-щелевая решетка с частотным сканированием.
Схемы построения волноводно-щелевых решеток. Примеры конструкций.
Расчет несканирующих волноводно-щелевых решеток.
Расчет линейной волноводно-щелевой решетки с частотным сканированием.
Широкоугольное согласование волноводных излучателей плоских ФАР.
Модель волноводного излучателя.
Методы согласования волноводных излучателей плоских ФАР.
Вибраторные ФАР и частотно-селективные структуры.
Общие сведения.
Расчет характеристик вибраторных ФАР.
Расчет характеристик вибраторных ЧСС.
Порядок расчета вибраторных ФАР.
Плоские спиральные антенны.
Назначение. Принцип действия.
Основные соотношения для плоских спиралей.
Примеры реализации спиральных антенн.
Анализ характеристик спирального излучателя в составе ФАР.
Дифракция на решетке из плоских спиралей.
Расчет спирального излучателя в плоской ФАР.
Разновидности плоских спиральных структур. Устройства СВЧ.
Волноводно-щелевые делители мощности СВЧ.
Характеристики делителей мощности СВЧ.
Типы волноводно-щелевых делителей мощности.
Расчет волноводно-щелевых делителей мощности.
Примеры проектирования волноводно-щелевых делителей мощности.
Электродинамический анализ волноводно-щелевых ДМ.
Полосковые делители мощности СВЧ.
Основы теории и расчетные соотношения.
Методика проектирования полосковых делителей мощности.
Примеры расчета ПДМ.
Волноводные диэлектрические структуры.
Общие сведения.
Механизмы распространения волн в диэлектрических структурах.
Конструкции диэлектрических волноводов.
Возможности анализа диэлектрических волноводов.
Свойства диэлектрических волноводов.
Многоплечные устройства с распределенной связью.
Ферритовые фазовращатели.
Общие сведения.
Управляющие устройства ферритовых фазовращателей.
Невзаимные фазовращатели.
Взаимные фазовращатели.
Основные расчетные соотношения.
Перспективы совершенствования и применение ферритовых фазовращателей.
Полупроводниковые фазовращатели.
Общие сведения.
Отражательные фазовращатели СВЧ.
Проходные фазовращатели.
Рекомендации по выбору полупроводникового фазовращателя. Антенные решетки с обработкой сигнала.
Многолучевые антенные решетки.
Классификация и схемы построения.
Основные характеристики.
Проектирование излучающей части многолучевой АР.
Многолучевые антенные решетки на основе параллельной ДОС.
Многолучевые антенные решетки на основе последовательной ДОС.
Антенны на многомодовых волноводах.
Расчет многолучевой антенной решетки.
Радиооптические антенные решетки.
Возможности АР с гибридными оптико-электронными процессорами сигналов.
Обобщенная структурная схема радиооптической АР.
Линейные радиооптические АР с многоканальными АОМ.
Параметры и характеристики КОП с многоканальным АОМ.
Элементная база и вопросы конструирования радиооптических антенных решеток.
Параметры и характеристики многоканальных акустооптических модуляторов света.
Пьезопреобразователи для возбуждения акустических волн в многоканальных АОМ.
Электрическое широкополосное согласование пьезопреобразователей АОМ.
Расчет энергетической эффективности многоканального АОМ.
Многоэлементные фотоприемники на основе приборов с зарядовой связью.
Конструирование когерентных оптических процессоров радиооптических АР.
Конструкции многоканальных акустооптических модуляторов.
Конструкции процессоров.
Проектирование линейной радиооптической АР с многоканальным АОМ.
Антенны с синтезированной апертурой.
Общие сведения.
Диаграмма направленности антенны с синтезированной апертурой.
Формирование раскрыва антенны.
Синтезированные антенные решетки.
Форма ДН с учетом нестабильностей системы СА.
Энергетические характеристики антенны с синтезированной апертурой.
Проектирование антенны с синтезированной апертурой самолетного радиолокатора.
Цифровые антенные решетки.
Устройство и принцип работы.
Состав и основные функции ЦАР.
Использование дискретных преобразований для формирования ДН.
Схемы формирования ДН в ЦАР.
Достоинства и недостатки ЦАР.
Экспериментальные результаты и перспективы развития ЦАР. Активные фазированные антенные решетки.
Проектирование передающих активных ФАР.
Общие сведения.
Основные характеристики АФАР.
Выбор схем построения узлов АФАР и определение их параметров.
Оптимизация энергетических параметров АФАР.
Расчет АФАР.
Модули передающих активных фазированных антенных решеток.
Требования к активным элементам.
Типы активных приборов, применяемых в модулях АФАР.
Коэффициент полезного действия АФАР.
Требования к фазовым ошибкам модулей АФАР.
Рекомендации по выбору схемы и параметров модуля.
Применение методов автоматизированного проектирования при разработке модулей АФАР.
Проектирование транзисторных усилителей СВЧ на основе S-параметров транзистора.
Применение матричных методов к анализу и расчету мощных транзисторных усилителей СВЧ.
Коэффициенты отражения от входа и выхода транзистора. Условия двустороннего согласования.
Коэффициент усиления по мощности.
Нагрузочные характеристики генератора.
Самовозбуждение и паразитные колебания в транзисторных усилителях СВЧ.
Выбор транзистора и расчет усилителя мощности.
Измерение S-параметров мощных СВЧ транзисторов.
Измерение входного и выходного сопротивлений транзистора в выбранном режиме.
Умножители частоты на варакторах в модулях АФАР.
Общие сведения.
Расчет режима работы варактора в утроителе частоты.
Электрический и конструктивный расчеты элементов умножителей частоты.
Модуль передающей АФАР с активными элементами на генераторных СВЧ диодах.
Общие характеристики.
Структурная схема модуля.
Проектирование отдельных каскадов активной части модуля.
Выбор варианта и расчет размеров конструкции.
Проектирование усилительного каскада со сложением мощностей активных приборов.
Общие сведения.
Оценка эффективности мостовых схем сложения мощностей.
Надежность модулей со сложением мощностей АП.
Проектирование каскада со сложением мощности.
Широкополосные разделительно-суммирующие устройства передающих АФАР.
Общие сведения.
Разделительно-суммирующие устройства на четвертьволновых НО.
Разделительно-суммирующие устройства на неоднородных линиях.
Реализация РСУ.
Методика проектирования и примеры расчета РСУ модулей передающих АФАР. Список литературы.