§5.15 Značilnosti antene

Glavni režnji, stranski in hrbtni režnji

Antena nikoli ne oddaja svoje energije popolnoma v eno smer. Dejanski vzorec sevanja je sestavljen iz:

• Glavni reženj (glavni žarek): želen, močan žarek v smeri opazovanja. Njena širina (širina svetlobnega pramena, izmerjena med –3 dB točke) določa kotno ločljivost (Kotna ločljivost).
• Stranski režnji (bočne zanke): šibkejši nezaželeni snopi poševno ob glavnem snopu — neizogibni fizični stranski produkt vsake končne antene. Natisni dobre antene do 25–40 dB pod glavnim režnjem.
• Hrbtni reženj: (šibko) glej naravnost v hrbet.

Stranski režnji so veliko pomembnejši, kot kaže njihova nizka moč:

• Lažni cilji: zelo močan reflektor (gora, supertanker) v stranskem režnju lahko doseže nad pragom in se nato pojavi na zaslonu v smeri glavnega režnja — Na napačnem mestu.
• Vstavek za vtikanje: Škoda ni treba, da je v glavnem snopu; prihaja z dovolj moči, da vstopi preko stranskih režnjev na kateri koli anteni. Protiukrep: supresija/belitev stranskega režnja in adaptivna ničelna tvorba (v vzorcu proti džemu nič).
• Zaznavanje EMS: Tudi preko stranskih režnjev radar pušča signal okoli — občutljiv sprejemnik sliši radar skoraj vedno, ne samo, ko gre žarek mimo.

Oblike anten

Oblika antene določa obliko žarka in s tem nalogo radarja:

O fazni niz Zasluži si posebno pozornost, ker prevladuje v sodobni radarski pokrajini. Na stotine do tisoče malih žarkov oddaja isti signal z vsakim elementom nastavljivo fazo. Z izbiro faz se pojavijo konstruktivne motnje (EM valovi v (proti) fazi in iz faze) v točno eno smer. — paket — in ta smer je Elektronski, znotraj mikrosekund brez premikajočih se delov. Ena. AESA (Aktivno elektronsko skeniranje) ima poleg tega tudi svoj oddajnik/sprejemnik na element: zanesljiv (brez ene same točke okvare), prilagodljiv v moči na smer in sposoben hkrati poganjati več snopov in frekvenc — Ne glede na to, kaj ga omogoča za naloge EW (ciljno oviranje). Gradnja — PESA ter AESA — njihovo delovanje se bo še poglobilo (Fazni niz: elektronsko krmiljenje svetlobnega pramena do ESA proti AESA — Povzetek).

Fazni niz: elektronsko krmiljenje svetlobnega pramena

Preden ločimo PESA in AESA, najprej deljeno načelo. Ena. fazni niz Posodo, ki se premika, zamenjamo s površino na stotine do tisoč trdnih gredi (elementov). Žarek ni več mehansko usmerjen, ampak Elektronsko — s strani faza za urejanje vsakega elementa posebej.

Mehanizem izhaja neposredno iz motenj (EM valovi v (proti) fazi in iz faze). Pošiljanje vseh elementov točno v fazi, potem valovna fronta šteje naravnost naprej konstruktivno na: Žarek je pravokotno na ravnino (boresight). Vsakemu naslednjemu elementu dajte majhen, povzpet razlika v fazi, nato "rotirati" kombinirano valovno fronto — Žarek kaže pod kotom, ne da bi kaj premaknil.

Posledice so globoke in pojasnjujejo, zakaj fazni nizi prevladujejo v sodobni radarski pokrajini:

• Hitrost paketa (agilnost): Žarek bo skočil v mikrosekundah namesto sekund, ki jih stane vrteča se antena. En niz torej lahko iskanje hkrati, sledenje več ciljev in vodenje rakete — postane večfunkcijski radar (obr. Sledenje cilju po radarju: radar za sledenje cilju).
• Ni gibljivih delov: Bolj zanesljiva, in primerna za gradnjo ravnine v trupu, jamboru ali konstrukciji ladje.
• Svoboda vzorca: Ista elektronika, ki usmerja snop, je lahko tudi globoka. ničle Vrtite v smeri džema (Glavni režnji, stranski in hrbtni režnji) ali časovno porazdelitev električne energije.

Obstajajo tudi fizične meje. Elementi so približno pol valovne dolžine narazen; Če so predaleč, bodo nastali neželeni dodatni glavni paketi (režnja režnja). In bolj ko se pošilja snop vrtine, bolj učinkovita odprtina "okrajšana" — gred postane širša in dobiček pade (izguba slikanja). Zato po navadi en ravni niz pokriva do ±60°; za okroglo prevleko se uporabljajo tri ali štiri ravnine (kot so pritrjene plošče na sodobnih fregatah).

PESA — Pasivno elektronsko skenirano polje

Ena. PESA Pasivno elektronsko skenirano polje je prva generacija faznih nizov. Značilnosti: Obstaja en osrednji oddajnik — tipično močno cev (TWT ali klistron, Sestavni deli radarskega sistema) — katerih sredstva se razdelijo vsem elementom prek distribucijskega omrežja. Vsak element vsebuje samo enega drsnik faze (fazni menjalnik) pošiljanje paketa; Element sam ne krepi ničesar.

Prednosti glede na mehansko anteno: vse hitrosti žarka in večfunkcionalnost Fazni niz: elektronsko krmiljenje svetlobnega pramena, po nižji ceni in kompleksnosti kot AESA, ker je samo en oddajnik.

Toda osrednji oddajnik je takoj slabost:

• Ena točka okvare: Če cev odpove, bo celoten radar izklopljen.
• Izguba: moč se prek dolgih napajalnikov in pasivnih faznih preklopnikov prenese na elemente — Veliko se izgubi na poti, tako ob prenosu kot prejemanju.
• Omejena prožnost: v praksi ena frekvenca in en snop naenkrat; brez prosto deljive moči na smer.

PESA je bil preboj (znani primeri: starejši radarji na dolge razdalje in ladijski radarji ter radar različnih lovcev iz 80. let 20. stoletja.–'90, vendar ga je v veliki meri nadomestila AESA za nove sisteme.

AESA — Aktivno elektronsko skenirano polje

Ena. AESA (Aktivno elektronsko skenirano polje) oddajnik se pomakne za elementi. Za vsakim žarkom je svoj. Modul T/R (Prenos/sprejem): majhen oddajnik/sprejemni modul z lastnim ojačevalnikom moči, ojačevalnikom sprejemnika (LNA) in faznim menjalnikom. Velika AESA vsebuje na stotine do tisoče neodvisnih oddajnikov — pogosto vgrajen v GaN Ali GaAs.

Ker se energija proizvaja in prejema na kraju samem, izgube napajanja družbe PESA izginejo in nastane vrsta prednosti, zaradi katerih je AESA standard:

• Graciozna degradacija: ni centralnega oddajnika. Če nekaj modulov T/R izpade, zmogljivost pade za delček — Radar deluje. Zelo zanesljivo.
• več snopov in frekvenc hkrati: podskupine elementov lahko delujejo neodvisno — Iščite v eno smer, medtem ko sledite eni tarči v drugo, na različnih frekvencah.
• Upravljanje porabe energije po usmeritvah: povečanje energije in časa bivanja v sumljivem sektorju ali širjenje za LPI (glej spodaj).
• Široka pasovna širina in agilnost: idealno za frekvenčno agilnost (PRI modulacija) in visoko ločljivost (Ločljivost razpona).

Cena: kompleksnost, hlajenje (vsi ti moduli proizvajajo toploto) in stroški. Toda prednosti so tako velike, da praktično vsak nov vojaški radar — od lovca do fregate do zračne obrambe na kopnem — je AESA.

ESA proti AESA — Povzetek

Jedro v eni tabeli:

Kaj so deli: oba krmilita žarek elektronsko skozi fazo (Fazni niz: elektronsko krmiljenje svetlobnega pramena), obe brez gibljivih delov in lahko delujeta večfunkcionalno. Razlika je v pri proizvodnji električne energije: centralni (PSA) ali razdeljen na aktivne module (AESA). Ta razlika pojasni vsa druga pravila v tabeli.

Skeniranje vzorcev faznih nizov

Mehanska antena lahko vrti samo eno stvar: kroge. Fazni niz (Fazni niz: elektronsko krmiljenje svetlobnega pramena) potisne svoj paket elektronsko v mikrosekundah in je zato lahko "spremljanje vedenje" — o vzorec skeniranja — brezplačno programiranje in celo več vzorcev mešano izvrši. Glavne oblike so:

• Mreža / iskanje: Sveženj sistematično konča sektor (vrstica po vrsti), da bi našel nove cilje.
• Pregled sektorja: iskanje opredeljenega območja le hitro in večkrat (npr. smer, kjer se pričakuje nevarnost).
• Track-While-Scan (TWS): paket nadaljuje z iskanjem, vendar vedno skoči na znane cilje za posodobitev svoje skladbe — iščite in sledite takoj.
• Žaromet: paket „Palice za en namen ali sektor za najdaljši čas bivanja — več energije in boljše merjenje (in izgorevanje), Prekoračitev signala motenj).
• Agile / interleved: naključnih skokov med nalogami; Iskanje, tir, vodenje rakete in delo LPI.

Kasegrain, dovod monopulza in duplekser

Tri komponente okoli antene, ki se ponavljajo na skoraj vsakem radarju:

• Cassegrain antena: parabolična jed z majhno, izbočeno subreflektor pred fokusom. Krma sedi v središču glavne posode in seva proti subreflektorju, kar odseva energijo nazaj čez glavno jed. Prednost: težka krma in valovod sedita za posodo, kratka in kompaktna — Idealno za sledenje radarjem in antenam, ki morajo biti hitre.
• Podajalnik monopulzov: namesto enega roga sedijo štirje drug ob drugem v fokusu. Dodajanje in odštevanje njihovih signalov proizvaja Seštevek (Σ, za odkrivanje in območje) in dva diferencialni kanali (Δ, za napako v azimutu in višini). Kotna napaka tako sledi iz enega impulza — osnova za sledenje monopulzu (Tehnike radarja za sledenje cilju== Odkritje ==Asteroid je odkril avstrijski astronom Johann Palisa 18. januarja 1892 v Leuvernu.
• Duplekser in diplekser: duplekser (Sestavni deli radarskega sistema) omogoča, da si oddajnik in sprejemnik delita isto anteno. Razredčno s cevjo za praznjenje plina (TR cev) ki strelja na prenosni impulz in kratek stik sprejemnik; danes s feritom cirkulator in Mejača. A diplekser deluje nekaj drugega: združuje dva oddajnika na različnih frekvencah na eno anteno, kot pri frekvenčni raznolikosti (Izgube in nihanja).