Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

У фазированных антенных решеток имеются ограничения. Диапазон углов отклонения луча ограничен, пределом считается 45—60° от вертикальной антенной плоскости. Если луч отклоняется к меньшим углам, работа решетки значительно ухудшается.

Важными направлениями развития фазированных антенных решеток считаются активное внедрение фазированных решеток с большим количеством элементов в радиотехнические устройства, разработка новых моделей элементов, особенно для активных фазированных решеток. Активные решетки делятся на передающую, приемную с фазированием в гетеродинных цепях и приемную с фазированием в трактах с промежуточной частотой. Структурная система подобной решетки представляет собой систему, которая состоит из усилителя мощности,

излучателя, возбудителя, гетеродина, фазовращателя, суммирующего устройства, смесителя и усилителя промежуточной частоты.

Еще одним важным направлением развития фазированных решеток является развитие способов построения фазированных антенных решеток с большими раскрывами, эквидистантных и неэквидистантных с антеннами, которые расположены в пределах земного полушария, а также дальнейшее исследование методов и технических средств, которые ослабляют вредные влияния взаимосвязи между элементами фазированной антенной решетки.

Фазированные антенные решетки за последнее время широко распространились во многих странах мира. Антенной решеткой оборудованы радиолокационные станции в Швеции, Италии, Израиле, Великобритании и других странах.

Фазовая диаграмма

Фазовая диаграмма – это диаграмма состояния, которая характеризует состояние системы при различном давлении и температуре. Диаграммы показывают фазы, существующие при различных условиях. Фазовая диаграмма графически отображает физико-техническую систему при определенных условиях, которые отвечают координатам фигуративной точки. Фигуративная точка представляет собой точку, которая рассматривается на диаграмме. Фазой называется часть системы, которая обладает одинаковыми физическими свойствами и отделена поверхностью раздела от других частей системы. Лед, находящийся в воде, представляется как твердая и жидкая фазы.

При построении фазовой диаграммы обычно используются определенные координаты, т. е. термодинамические параметры и состав системы в процентах. Диаграмма, находящаяся в однокомпонентной системе, является двумерной, в двухкомпонентной – трехмерной. Количество компонентов на единицу, как правило, является меньшим по отношению к числу координат. Количество измерений диаграммы равняется количеству компонентов тогда, когда в конденсированных системах не учитываются изменения фазовых равновесий давления. Получается, что диаграмма конденсированной двухкомпонентной системы является двумерной, трехкомпонентной системы является трехмерной и т. д. Если фазовая диаграмма сложна, то ее рассматривают как проекцию или сечение.

По правилам фаз однофазная область двумерной диаграммы окружается полем, двухфазная область описывается линией или несколькими параллельными линиями, трехфазная – горизонталью или точкой. Для параллельных линий составы равновесных фаз фиксируются на диаграмме с участием состава.

Фазовые диаграммы бывают: диаграммы однокомпонентных систем, бинарных систем, диаграммы с политермическими сечениями и изомерическими сечениями. Кроме того, различают диаграммы типа температура-давление, температура-состав, диаграммы сечения и проекции бинарных систем и т. д.

По своему построению фазовые диаграммы делятся на динамические и статические. Динамические фазовые диаграммы конструируются с помощью визуального термического и дифференциального термического анализов. Статические диаграммы основываются на локальном рентгеноспектральном и рентгенофазовом анализах.

Фазовращатель

Фазовращатель – это устройство, элемент тракта СВЧ, которое служит для изменения фаз электромагнитных колебаний. Фазовращатель используется в измерительной и преобразовательной технике, а также в автоматике. Конструкция фазовращателя изменяется в зависимости от предназначенного диапазона частот, пределов фазовых изменений и точности установки устройства. Фазовращатель, использующийся

в диапазоне радиочастот и на низких частотах, представляет собой четырехполюсник. Четырехполюсник состоит из индуктивности, емкости и сопротивления.

Фазовращатель применяется в системах с большим количеством потребителей, чтобы обеспечить необходимое распределение фаз к сигналам, а также в радиосистемных фидерах, выравнивая электрические длины фидера. Кроме этого, фазовращатель используется в фазированных антенных решетках, различных когерентных радиосистемах и других устройствах сверхвысоких частот техники.

Фазовращатели по типу волн делятся на проходные и отражательные. По физическому принципу различаются механические, электромеханические и электрические устройства. По изменению фазы фазовращатели бывают с дискретным изменением или плавным изменением.

Простейшим фазовращателем является цепь, двигающая фазы, которую составляют катушка индуктивности и резистор или конденсатор и резистор. Подобный фазовращатель применяется при фазовом сдвиге, который равен 0—90°. Более сложным по конструкции считается фазовращатель, имеющий вид мостовой цепи с конденсатором и тремя резисторами. Если выходной сигнал мало изменчив, то резисторы и конденсатор регулируют сдвиг фаз от 0 до 180°. Ламповый, или транзисторный мостовой фазовращатель составляет фазоинвертор с разделенной нагрузкой, за счет которого фаза сдвигается на 180°. Все фазовые сдвиги в любых фазовращателях зависят от частоты. И только в следящем фазовращателе при отклонении сдвига от определенного положения параметры меняются автоматически, уменьшая отклонение.

В цепи переменного тока с промышленной частотой фазы регулирует вращающийся трансформатор, сельсина, и, кроме того, асинхронные электродвигатели с тремя фазами, у которого ротор заторможен. В коротковолновых диапазонах и диапазоне дециметровых волн применяются фазовращатели, которые изготавливаются из волноводов и нескольких отрезков коаксиальных линий. Фаза устанавливается с погрешностью, зависящей от вида фазовращателя. В электронных устройствах погрешность составляет 0,05—0,1°, в электромеханических устройствах – 0,5—1°.

В фазовращателях СВЧ фаза электромагнитных колебаний изменяется на выходе передачи СВЧ, это могут быть радиоволновод или полосковая линия. Выходная фаза изменяется относительно входной фазы колебаний за счет перемены электрической длины линии. Подобные фазовращатели делятся на регулируемые и нерегулируемые.

Регулируемый фазовращатель представляет собой участок фидера, который вносит сдвиг фазы на конкретной частоте или полосе частот, регулируемый по необходимости. Функции регулируемого фазовращателя с механическим или электромеханическим управлением сдвигом фазы выполняют раздвижная секция, отрезок волновода, сжимная секция и мостовой фазовращатель. Один из них имеет вид раздвижной секции коаксиальной линии, которая может регулироваться. Также к подобному типу относится волноводный диэлектрический фазовращатель, выглядящий как отрезок волновода. Отрезок содержит в себе перемещаемую диэлектрическую пластину, управление фазовым сдвигом основывается на изменении положения пластины из диэлектрика и фазовой скорости волны. Сжимная секция, или отрезок волновода прямоугольной формы, имеет узкие стенки с упругими подвесками, которые изменяют ширину волновода. Мостовой фазовращатель представляет собой волноводное или коаксиальное устройство СВЧ с несколькими плечами. Мостовой фазовращатель снабжен двумя короткозамкнутыми шлейфами, которые одинаково изменяются по своей длине и считаются направленными ответвителями. К регулируемым фазовращателям с электрическим управлением относятся фазовращатель с ферритовыми устройствами, полупроводниковыми элементами, плазменными устройствами и с сегнетоэлектриком. Работа фазовращателей с ферритовыми устройствами базируется на взаимодействии магнитных моментов ферритовых подрешеток с электромагнитными волнами.