§5.15 Характеристики на антената

Основни лобове, странични лобове и задни лобове

Антената никога не излъчва енергията си в една посока. Действителният модел на радиация се състои от:

• Главен лоб Желаният, силен лъч в посоката на наблюдение. Неговата широчина (ширина на светлинния сноп, измерена между -3 dB точки) определя ъгловата резолюция (Ъгловата резолюция).
• Странични лобове (странични вериги): по-слаби нежелани пакети заблуждение до основния пакет — неизбежен физически страничен продукт на всяка крайна антена. Печат добри антени до 25–40 dB под основния лоб.
• Заден лоб: на (слаб) гледам право в гърба.

Страничните лобове са много по-важни, отколкото ниската им мощност предполага:

• Грешни цели: много силен рефлектор (планински, супертанкер) в страничен лоб може да достигне над прага и след това се появява на екрана в посока на главния лоб — На грешното място.
• Заглушаване на вход: съжаление не трябва да бъде в основния пакет; идва с достатъчно мощност той влиза през странични лобове на всяка антена. Противодействие: страничен лоб подтискащ/бял и адаптивна нула формация (нулев в модела към конфитюра).
• Откриване на ЕМС: Също така чрез странични лобове радарът излъчва сигнала си около — Чувствителен приемник чува радара почти винаги, не само когато лъчът преминава.

Антени

Формата на антената определя формата на лъча и по този начин задачата на радара:

На фазов масив Той заслужава допълнително внимание, защото доминира в съвременния радарен пейзаж. Стотици до хиляди малки лъчи предават един и същ сигнал с всяка регулируема фаза. Чрез избора на фазите възниква конструктивна намеса (EM вълни във (против) фаза и от фаза) в точно една посока — пакет — и тази посока е Електронни, в рамките на микросекунди да се движат, без да се движат части. Едно. AESA (Active Electronically Scaned Array) освен това има свой собствен предавател/приемник на елемент: надежден (нито една точка на неизправност), гъвкав по мощност в посока и в състояние да работи с множество пакети и честоти едновременно — Каквото и да го прави на разположение за EW задачи (цел заглушаване). Двете конструкции — PESA както и AESA — и тяхната операция ще бъде допълнително засилена (Фазов масив: електронно управление на лъча до PESA срещу AESA — Резюме).

Фазов масив: електронно управление на лъча

Преди да разделим ПЕСА и АЕСА, първо споделяме принципа. Едно. фазов масив да замени движещото се ястие с повърхност със стотици до хиляди твърди лъчи (елементи). Лъчът вече не е механично насочен, но Електронни — от фаза да регулира всеки елемент поотделно.

Механизмът следва директно от смущения (EM вълни във (против) фаза и от фаза). Изпращането на всички елементи точно във фаза, след това вълната фронт брои право напред конструктивно на: Лъчът е перпендикулярно на равнината (Boresight). Дайте на всеки следващ елемент малък, възходящ фаза разлика, след това "ротат" комбинираната вълна фронт — И лъчът сочи под ъгъл, без да движи нищо.

Последиците са дълбоки и обясняват защо фазовите масиви доминират в съвременния радарен пейзаж:

• Скорост на сгъване (способност): Лъчът ще скочи в микросекунди вместо секундите, които струва въртящата се антена. Следователно един масив може едновременно търсене, проследяване на множество цели и провеждане на ракета — Той се превръща в многофункционален радар (вж. Проследяване на целта чрез радар: Радар за проследяване).
• Без движещи се части: По-надеждни и подходящи за изграждане на плосък корпус, мачта или корабна конструкция.
• Свобода на модела: Същата електроника, която насочва пакета също може да бъде дълбока нули Завъртане в посока на заглушаване (Основни лобове, странични лобове и задни лобове) или разпределението на мощността с течение на времето.

Има и физически граници. Елементите са на половин дължина на вълната; Ако са твърде далеч, ще се появят нежелани допълнителни основни пакети (грейтингови лобове). И колкото по-далеч се изпраща снопа от boresight, толкова по-ефективен отвор "съкратен" — Лъчът става по-широк и печалбата пада (загуба на сканиране). Следователно, един плосък масив обикновено покрива до ±60°; за кръгло покритие се използват три или четири равнини (като фиксирани панели на съвременни фрегати).

PESA — Пасивна електронно сканирана станция

Едно. PESA Пасивно електронно сканирана станция е първото поколение фазов масив. Характеристики: Има. един централен предавател — обикновено мощен тръба (TWT или Klystron, Компоненти на радарната система) — чиито активи се разпределят по всички елементи чрез разпределителна мрежа. Всеки елемент съдържа само един фазов плъзгач (фазов превключвател) изпращане на пакета; Самият елемент не укрепва нищо.

Предимства спрямо механична антена: всички скорости на излъчване и многофункционалност на Фазов масив: електронно управление на лъча, на по-ниска цена и сложност от AESA, защото има само един предавател.

Но централният предавател е слабостта:

• Единична точка на неуспех: Ако тръбата се провали, целият радар ще бъде изключен.
• Загуба: мощността се прехвърля чрез дълги фуражи и пасивни фазови превключватели към елементите — Много се губи по пътя, както когато се предава и получава.
• Ограничена гъвкавост: на практика една честота и един пакет в даден момент; не свободно неделима мощност в посока.

PESA е пробив (известни примери: по-старо разстояние и корабни радари и радар на различни ловци от 80-те години на миналия век–90-та, но до голяма степен е заменена от АЕСА за нови системи.

AESA — Активно електронно сканирана станция

Едно. AESA Предавателят се движи след елементите. Зад всеки лъч има свой собствен. T/R модул (Трансмит/рецив): малък предавател/приемник със собствен силов усилвател, приемникен усилвател (LNA) и фазов превключвател. Голяма AESA съдържа стотици до хиляди независими предаватели — често се вграждат в GAN Или Гаас.

Тъй като мощността се генерира и получава на място, загубите във фуражите на PESA изчезват и възникват редица предимства, които правят стандарта на AESA:

• Грациозна деградация: Няма централен предавател. Ако няколко T/R модула паднат, ефективността пада с една дроб. — Радарът работи. Много надежден.
• Множество снопове и честоти едновременно: подгрупи елементи могат да работят независимо — Търсете в едната посока, докато следвате една цел в другата, на различни честоти.
• Управление на мощността по посока: да увеличи енергията и да остане време до подозрителен сектор или да се разпространи за LPI (вж. по-долу).
• Широка широчина на честотната лента: идеален за гъвкавост на честотата (PRI модулация) и резолюция от висок обхват (Резолюция на обхвата).

Цената: сложност, охлаждане (всички тези модули произвеждат топлина) и разходи. Но предимствата са толкова големи, че почти всеки нов военен радар — От боец до фрегат до въздушна защита — е AESA.

PESA срещу AESA — Резюме

Ядрото в една таблица:

Какви са те? части: двете направляват лъча по електронен път чрез фаза (Фазов масив: електронно управление на лъча), и двете нямат движещи се части, и двете могат да работят многофункционално. Разликата е изцяло в където се генерира мощност: централен (PESA) или разделен на активни модули (AESA). Тази разлика обяснява всички останали правила в таблицата.

Сканиране на фазови масиви

Механична антена може да върти само едно: кръгове. Поетапен масив (Фазов масив: електронно управление на лъча) избутва снопа си електронно в микросекунди и следователно може да бъде "наблюдение поведение" — на схема на сканиране — безплатно програмиране и дори множество модели смесени Изпълнявай. Основните форми са:

• Сканиране на мрежа/ търсене: Пакетът систематично завършва сектор (ред по ред) за намиране на нови цели.
• Секторно сканиране: Търсене само на определена област бързо и многократно (напр. посока, където се очаква заплаха).
• Релсово-While-Scan (TWS): пакетът продължава да търси, но винаги скача на известни цели, за да актуализира своя път — Търси и следвай веднага.
• Прожектор: пакетът "стикове" за една цел или сектор за максимално време на пребиваване — повече енергия и по-добро измерване (и изгаряне чрез, Преодоляване на заглушаващия сигнал).
• Слаба / междулистна: случайни скокове между задачи; Търсене, проследяване, провеждане на ракета и работа LPI.

Касегрейн, монопулсен фураж и дуплексер

Три компонента около антената, които се повтарят в почти всеки радар:

• Антена на касегрена: параболично ястие с малък, изпъкнал Подотражател Пред фокуса. Захранването се намира в центъра на основното ястие и се излъчва към светлоотражателя, който отразява енергията през основното ястие. Предимство: тежката храна и вълнения седят зад ястието, кратко и компактно — идеален за проследяване на радари и за антени, които трябва да се движат бързо.
• Монопулсни фуражи: Вместо един рог, четири седят един до друг във фокуса. Добавянето и изваждането на техните сигнали води до сум канал (Σ, за откриване и обхват) и две различни канали (..., за грешката в азимут и издигане). По този начин грешката в ъгъла следва от един импулс — основата на монопулсното проследяване (Техники на прицелния радар за проследяване) и причината, поради която тези радари са безчувствени към амплитудата-модулирано заглушаване, което не мами конично сканиране.
• Дюплексер и диплексер: дюплексера (Компоненти на радарната система) нека предавател и приемник споделят една и съща антена. Класически с газоразрядна тръба (TR тръба) която стреля по импулса на предаване и късо съединение приемника; днес с ферит циркулационна и ограничител. A диплексер прави нещо друго: комбинира два предавателя на различни честоти върху една антена, както и с разнообразие от честоти (Загуби и колебания).