Типы диаграмм направленности

Диаграммы направленности антенн, примерно симметрич­ные относительно направления максимального излучения, т. е. имеющие пространственную характеристику излучения в виде сигарообразного тела, носят название «игольчатых диаграмм». Антенны с диаграммами такого типа широко применяются на ретрансляционных линиях связи. В радио­локационной технике они используются для определения ме­стонахождения цели. Однако антенны с игольчатыми диа­граммами не всегда могут быть применены из-за трудностей обнаружения цели при поиске как по углу места, так и по азимуту.

Для облегчения поиска цели в ряде радиолокаторов жертвуют направленностью антенны, более или менее рас­ширяя ее диаграмму направленности в одной из плоскостей и разделяя задачу определения угла места и азимута цели между двумя связанными между собой антеннами. Такие диаграммы направленности, широкие в одной плоскости и узкие в другой, носят название «веерных диаграмм» из-за их сходства с веером.

На рис. 3 изображена антенна с веерной диаграммой, предназначенная для определения азимута φ цели.

Эта диаграмма узкая в горизонтальной плоскости и ши­рокая в вертикальной. Применение антенны с такой диаграм­мой направленности обеспечивает обнаружение цели при по­иске по азимуту независимо от ее высоты h над землей.

На рис. 4 приведена антенна с диаграммой направленно­сти в виде горизонтального веера. Такая антенна позволяет определять по углу места высоту цели независимо от ази­мута в достаточно широких пределах изменения последнего.

Обнаружение цели двумя такими антеннами уже дает возможность точно определить ее местоположение в про­странстве относительно радиолокационной станции.

Особенности эксплуатации целого ряда радиолокацион­ных станций налагают требования не только на углы ра­створа диаграмм направленности в вертикальной и горизон­тальной плоскостях, но и на самую форму этой диаграммы. Так, например, у самолетных радиолокаторов, предназначенных для обнаружения наземных целей (рис.5), жела­тельно иметь такую диаграмму направленности антенны, ко­торая обеспечивала бы при узкой диаграмме направленно­сти в горизонтальной плоскости одинаковую интенсивность отражений от одинаковых объектов, находящихся в радиусе действия радиолокатора.

Чтобы любые наземные объекты в пределах от мини­мального угла места ε_min до максимального ε_max облуча­лись одинаково, необходимо получение такой диаграммы, при которой напряженность излучаемого станцией поля была бы пропорциональна расстоянию Д_н от самолета до земли.

Так как напряженность поля при распространении радиоволн от радиолокатора до объекта обнаружения убы­вает обратно пропорционально расстоянию, то радиус-век­тор диаграммы направленности по полю должен изменяться обратно пропорционально синусу угла места s или пропор­ционально косекансу этого угла — cosec ε.

Диаграмма показанная на рис. 5, называется косекансной.

Аналогичными должны быть диаграммы направленности и у антенн наземных радиолокаторов для обнаружения воз­душных целей.

У корабельных радиолокаторов для поиска целей на по­верхности моря иногда применяются антенны с вертикаль­ными веерными диаграммами, имеющими уплощенную вер­шину (рис. 6). При использовании такой антенны, жестко связанной с палубой корабля, уменьшается влияние качки корабля на интенсивность отражений от обнаруживаемой цели.

Диаграммы с уплощенной вершиной носят название секторных диаграмм.

Существуют антенны и с другими формами диаграмм направленности.

Все реальные диаграммы направ­ленности специальной формы несколько отличаются от идеальных, однако это мало сказывается на работе радиолока­ционных станций.