Формирование луча - это процесс формирования направленного луча из антенной решетки. Достижение формирования луча путем взвешивания отдельных элементов с помощью управления боковыми лепестками или сканирования луча.
Боковые лепестки нежелательны и приводят к приему или передаче энергии в нежелательных направлениях. Управление боковыми лепестками в матрице осуществляется с использованием амплитудного сужения или амплитудного взвешивания. Амплитудное сужение изменяет амплитуду возбуждения каждого элемента в матрице. Малые уровни лепестков управляются с помощью амплитудной конусности, которая проходит от центра массива до конца массива. Более плавное сужение амплитуды дает большие небольшие уровни боковых лепестков, но ширину луча половинной мощности. Эти массивы являются неравномерно возбужденными массивами.
Рассмотрим линейный массив из 21 элемента. Без сужения амплитуды матрица содержит нежелательные боковые лепестки в желаемом направлении:
Используя амплитуду, сужающуюся на линейном массиве, вы управляете боковыми лепестками и достигаете лучшего основного луча в нужном направлении:
Сканирование луча - это движение диаграммы направленности в пространстве. Можно обеспечить сканирование луча, управляя прогрессивной разностью фаз между элементами для направления луча в любом требуемом направлении. Сдвиг фазы изменяет фазу токов возбуждения каждого элемента в массиве. Этот фазовый сдвиг может быть достигнут с помощью устройств фазовращателей, временной задержки, частотного сканирования, переключения луча или цифрового формирования луча.
Рассмотрим линейную матрицу из 21 элемента, где пиковая направленность показана без сканирования луча:
Для сканирования луча под определенным углом используйте фазовый сдвиг на линейном массиве:
[1] Штуцман, В. Л. Тиле, Г.А. Теория и дизайн антенн, 3-е издание. Нью-Йорк: Уайли, 2013, с. 307.