Diagram ng antenna ng sungay. Horn antenna: paglalarawan, device, mga katangian at paggamit

Mga Katangian

Ang mga horn antenna ay napaka-broadband at napakahusay na tumutugma sa linya ng feed - sa katunayan, ang bandwidth ng antenna ay tinutukoy ng mga katangian ng kapana-panabik na waveguide. Ang mga antenna na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mababang antas ng rear lobes ng pattern ng radiation (hanggang sa -40 dB) dahil sa ang katunayan na mayroong maliit na daloy ng RF currents sa anino na bahagi ng sungay. Ang mga horn antenna na may mababang gain ay simple sa disenyo, ngunit ang pagkamit ng mataas (>25 dB) na gain ay nangangailangan ng paggamit ng wave phase-aligning device (lenses o salamin) sa horn aperture. Kung wala ang mga naturang device, ang antenna ay kailangang gawing hindi praktikal na mahaba.

Aplikasyon

Ang mga horn antenna ay ginagamit nang nakapag-iisa at bilang mga feed para sa salamin at iba pang mga antenna. Ang isang horn antenna, na istrukturang pinagsama sa isang parabolic reflector, ay madalas na tinatawag na isang horn-parabolic antenna. Ang mga horn antenna na may mababang pakinabang ay kadalasang ginagamit bilang mga antenna ng pagsukat dahil sa kanilang paborableng hanay ng mga katangian at mahusay na pag-uulit.

Mga katangian at pormula

Pyramid horn antenna

Ang nakuha ng isang horn antenna ay tinutukoy ng lugar ng pagbubukas nito at maaaring kalkulahin gamit ang formula:

Nasaan ang pagbubukas ng lugar ng sungay, ay ang koepisyent ng paggamit ng ibabaw ng sungay, katumbas ng 0.6 para sa kaso kung ang pagkakaiba sa landas ng gitnang at paligid na mga beam ay mas mababa, ngunit malapit sa, at 0.8 kapag gumagamit wave phase-leveling device.

Lapad ng pangunahing lobe ng beam ayon sa zero radiation sa H plane:

Lapad ng pangunahing lobe ng beam ayon sa zero radiation sa eroplano E:

Dahil, kung at ay pantay, ang ibaba sa H eroplano ay lumalabas na 1.5 beses na mas malawak, madalas, upang makuha ang parehong lapad ng talulot sa parehong mga eroplano, pipiliin nila

Upang mapanatili ang mga phase distortion sa siwang ng sungay sa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon (hindi hihigit sa ) kinakailangan na matugunan ang sumusunod na kundisyon (para sa isang pyramidal na sungay):

Nasaan at nasaan ang taas ng mga mukha ng pyramid na bumubuo ng sungay.

Mga Uri ng Horn Antenna

Parabolic antenna feed sa anyo ng isang conical horn na may mga grooves

Pyramid horn - mga antenna sa hugis ng isang tetrahedral pyramid, na may isang hugis-parihaba na cross-section. Ang mga ito ang pinakamalawak na ginagamit na uri ng horn antenna. Nagpapalabas ng mga linear na polarized na alon.
Sectoral horn - pyramidal horn na may extension sa isang eroplano lang E o H.
Conical horn - pagbubukas sa hugis ng isang kono na may isang pabilog na cross-section. Ginagamit kasama ng mga cylindrical waveguides upang makagawa ng mga pabilog na polarized na alon.
Corrugated horn - isang aperture ng mga sungay na may parallel slots o grooves na maliit kumpara sa wavelength. Sinasaklaw ng mga grooves ang panloob na ibabaw ng sungay, sa kabila ng axis.

Ang mga corrugated horn ay may mas malawak na bandwidth, mas mababang sidelobes at mas kaunting cross-polarization. Malawakang ginagamit ang mga ito bilang mga feed para sa mga satellite dish antenna at radio teleskopyo.

Horn parabolic antenna

Ang horn-parabolic antenna ay isang uri ng antenna kung saan ang isang parabola at isang sungay ay magkakaugnay sa istruktura. Ang bentahe ng disenyong ito kumpara sa isang sungay ay ang mababang antas ng mga side lobe at isang makitid na pattern ng directivity. Ang kawalan ay ang bigat nito kaysa sa mga parabolic antenna. Ang isang halimbawa ng paggamit ay ang horn-parabolic antenna sa Mir space station, mga antenna para sa mga radio relay station.

Pag-setup ng antena

Ang SWR ng antenna ay inaayos sa bahagi ng waveguide nito o sa KVP sa pamamagitan ng pagpili sa posisyon at laki ng KVP power supply. Ang pagsasaayos sa bahagi ng waveguide ay ginawa gamit ang mga pin o diaphragms.

Wikimedia Foundation.

2010.

Tingnan kung ano ang "horn antenna" sa iba pang mga diksyunaryo: Isang antenna sa anyo ng isang piraso ng radio waveguide na lumalawak patungo sa bukas na dulo. Ang hugis ng pagbubukas ng sungay ay pinili alinsunod sa kinakailangang pattern ng radiation (Fig.). Koordinasyon ng R. a. na may bukas na kanan ay tinutukoy ng laki ng pambungad, hugis at... ...

Pisikal na encyclopedia antenna ng sungay - Antenna sa anyo ng waveguide na may maayos na lumalawak na cross-section patungo sa open end. [GOST 24375 80] Mga paksa komunikasyon sa radyo Pangkalahatang termino antenna ...

Gabay sa Teknikal na Tagasalin Binubuo ito ng isang metal na lumalawak na socket (sungay) at isang waveguide na konektado dito. Ginagamit ang mga ito para sa direktang radiation at pagtanggap ng mga ultra-high frequency radio wave, pangunahin bilang mga irradiator, halimbawa. mga antenna ng salamin...

Pisikal na encyclopedia Malaking Encyclopedic Dictionary - 3.9 horn antenna: Isang antenna na nabuo sa pamamagitan ng pagpapalawak ng mga dingding ng waveguide na nagpapakain dito. Pinagmulan…

Dictionary-reference na aklat ng mga tuntunin ng normatibo at teknikal na dokumentasyon Binubuo ito ng isang metal na lumalawak na socket (sungay) at isang waveguide na konektado dito. Ginagamit ang mga ito para sa direktang radiation at pagtanggap ng mga microwave radio wave, pangunahin bilang mga feeder, halimbawa mga mirror antenna. * * * SUNGAY… …

Pisikal na encyclopedia- ruporinė antena statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. sungay panghimpapawid; antenna ng sungay; horn type antenna vok. Hornantenne, f; Trichterantenne, f rus. horn antenna, f pranc. antenne à cornet, f … Fizikos terminų žodynas

Isang antenna na binubuo ng isang metal expanding socket (horn) at isang radio waveguide na konektado dito. R. a. ginagamit para sa direktang paglabas at pagtanggap ng mga radio wave (Tingnan ang Emisyon at pagtanggap ng mga radio wave) sa hanay ng microwave bilang... ...

Antenna ng sungay- 1. Antenna sa anyo ng waveguide na may maayos na lumalawak na cross-section patungo sa open end Ginamit sa dokumento: GOST 24375 80 ... Diksyunaryo ng telekomunikasyon

biconical horn antenna- dvikūgė ruporinė antena statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. biconical horn antenna vok. Doppelkonushornantenne, f rus. biconical horn antenna, f pranc. double cornet, m... Radioelektronikos terminų žodynas

Isang aparato para sa paglabas at pagtanggap ng mga radio wave. Kino-convert ng transmitting antenna ang enerhiya ng mga high-frequency na electromagnetic oscillations na nakakonsentra sa mga output oscillatory circuit ng radio transmitter tungo sa enerhiya ng emitted radio waves. Pagbabagong-anyo... ... Great Soviet Encyclopedia

Ang isang horn antenna ay isang istraktura na binubuo ng isang radio waveguide at isang metal na sungay. Mayroon silang malawak na hanay ng mga aplikasyon at ginagamit sa pagsukat ng mga kagamitan at bilang isang independiyenteng aparato.

Ano ito

Ang horn antenna ay isang device na binubuo ng open-ended waveguide at radiator. Sa hugis, ang mga naturang antenna ay H-sectoral, E-sectoral, conical at pyramidal. Ang mga antenna ay malawak na banda, ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang maliit na antas ng mga lobe. Ang disenyo ng sungay na may puwersa ay simple. Pinapayagan ito ng amplifier na maging maliit ang laki. Halimbawa, o ihanay ng mga lente ang yugto ng wave at may positibong epekto sa mga sukat ng device.

Ang antenna ay parang kampana na may nakakabit na waveguide. Ang pangunahing kawalan ng sungay ay ang mga kahanga-hangang parameter nito. Upang dalhin ang naturang antenna sa kondisyon ng pagtatrabaho, dapat itong matatagpuan sa isang tiyak na anggulo. Iyon ang dahilan kung bakit ang sungay ay mas mahaba ang haba kaysa sa cross-section. Kung sinubukan naming bumuo ng tulad ng isang antena na may diameter na isang metro, ito ay magiging ilang beses na mas mahaba. Kadalasan, ang mga naturang device ay ginagamit bilang mirror irradiator o para sa pagseserbisyo ng mga radio relay lines.

Mga kakaiba

Ang radiation pattern ng isang horn antenna ay ang angular distribution ng power o energy flux density sa bawat unit angle. Ang kahulugan ay nangangahulugan na ang device ay broadband, may supply line at isang maliit na antas ng back lobes ng diagram. Upang makakuha ng mataas na direksyon ng radiation, kinakailangan na gawing mahaba ang sungay. Ito ay hindi masyadong praktikal at itinuturing na isang kawalan ng device na ito.

Ang isa sa mga pinaka-modernong uri ng antenna ay kinabibilangan ng mga parabolic horn. Ang kanilang pangunahing tampok at kalamangan ay mga mababang bahagi ng lobe, na pinagsama sa isang makitid na pattern ng radiation. Sa kabilang banda, ang mga parabolic horn device ay malaki at mabigat. Ang isang halimbawa ng ganitong uri ay ang antenna na naka-install sa Mir space station.

Ayon sa mga katangian nito at teknikal na mga pagtutukoy Ang mga instrumento ng sungay ay hindi naiiba sa mga naka-install na receiver sa mga mobile phone. Ang pagkakaiba lamang ay ang huli ay may mga compact antenna at nakatago sa loob. Gayunpaman, ang mga miniature horn antenna ay maaaring masira sa loob mobile device, samakatuwid inirerekomenda na protektahan ang case ng telepono gamit ang isang case.

Mga uri

Mayroong ilang mga uri ng mga horn antenna:

pyramidal (ginawa sa hugis ng isang tetrahedron pyramid na may isang hugis-parihaba na cross-section, madalas na ginagamit);
sektoral (may sungay na may H o E extension);
conical (ginawa sa anyo ng isang kono na may isang bilog na cross-section, nagpapalabas ng mga pabilog na polarized na alon);
corrugated (sungay na may malawak na bandwidth, mababang antas ng side lobes, ginagamit para sa mga radio telescope, parabolic at satellite antenna);
horn-parabolic (pinagsasama ang isang sungay at isang parabola, may makitid na pattern ng radiation, mababang side lobes, gumagana sa radio relay at mga istasyon ng espasyo).

Ang pag-aaral ng mga horn antenna ay nagbibigay-daan sa iyo na pag-aralan ang kanilang prinsipyo sa pagpapatakbo, kalkulahin ang mga pattern ng radiation at nakuha ng antenna sa isang tiyak na dalas.

Paano ito gumagana

Ang mga antenna sa pagsukat ng sungay ay umiikot sa kanilang sariling axis, na matatagpuan patayo sa eroplano. Ang isang espesyal na detektor na may amplification ay konektado sa output ng aparato. Kung ang mga signal ay mahina, ang isang parisukat na kasalukuyang boltahe na katangian ay nabuo sa detektor. Ang mga electromagnetic wave ay nilikha ng isang nakatigil na antena, ang pangunahing gawain kung saan ay upang magpadala ng mga sungay na alon. Upang maalis ang katangian ng direksyon, ito ay nakatalikod. Pagkatapos ay kinukuha ang mga pagbabasa mula sa device. Ang antenna ay pinaikot sa paligid ng axis nito at lahat ng nabagong data ay naitala. Ito ay ginagamit upang makatanggap ng mga radio wave at ultrahigh frequency radiation. Ang aparato ay may malaking pakinabang kaysa sa mga yunit na nakabatay sa wire, dahil ito ay may kakayahang makatanggap ng malaking dami ng signal.

Saan ito ginagamit?

Ang horn antenna ay ginagamit bilang isang hiwalay na aparato at bilang isang antenna para sa pagsukat ng mga aparato, satellite at iba pang kagamitan. Ang antas ng radiation ay nakasalalay sa pagbubukas ng sungay ng antena. Ito ay tinutukoy ng laki ng mga ibabaw nito. Ang aparatong ito ay ginagamit bilang isang irradiator. Kung ang disenyo ng aparato ay pinagsama sa isang reflector, ito ay tinatawag na sungay-parabalic. Ang mga amplified unit ay kadalasang ginagamit para sa mga sukat. Ang antenna ay ginagamit bilang salamin o beam feed.

Ang panloob na ibabaw ng sungay ay maaaring makinis, kulot, at ang generatrix ay maaaring magkaroon ng makinis o hubog na linya. Ang iba't ibang pagbabago ng mga naglalabas na device na ito ay ginagamit upang mapabuti ang kanilang mga katangian at functionality, halimbawa, upang makakuha ng axisymmetric diagram. Kung kinakailangan upang iwasto ang mga katangian ng direksyon ng antenna, ang mga accelerating o decelerating na lens ay naka-install sa aperture.

Mga setting

Ang horn-parabolic antenna ay nakatutok sa bahagi ng waveguide gamit ang mga diagram o pin. Kung kinakailangan, maaari kang gumawa ng gayong aparato sa iyong sarili. Ang antenna ay kabilang sa klase ng aperture. Nangangahulugan ito na ang aparato, hindi katulad ng modelo ng wire, ay tumatanggap ng signal sa pamamagitan ng isang aperture. Kung mas malaki ang sungay ng antenna, mas maraming alon ang matatanggap nito. Ang pagpapalakas ay madaling makamit sa pamamagitan ng pagtaas ng laki ng yunit. Kasama sa mga bentahe nito ang broadband, pagiging simple ng disenyo, at mahusay na pag-uulit. Ang mga disadvantages ay kapag lumilikha ng isang antenna, isang malaking halaga ng mga consumable ang kinakailangan.

Upang makagawa ng isang pyramid antenna gamit ang iyong sariling mga kamay, inirerekumenda na gumamit ng mga murang materyales, tulad ng galvanized steel, matibay na karton, playwud na pinagsama sa metal foil. Posibleng kalkulahin ang mga parameter ng hinaharap na aparato gamit ang isang espesyal na online na calculator. Ang enerhiya na natanggap ng sungay ay pumapasok sa waveguide. Kung babaguhin mo ang posisyon ng pin, ang antenna ay gagana sa isang malawak na hanay. Kapag gumagawa ng isang aparato, tandaan na ang mga panloob na dingding ng sungay at waveguide ay dapat na makinis, at ang kampana ay dapat na matibay sa labas.

Pagkalkula ng direktor antenna……………………………………………………3

Pagkalkula ng isang horn antenna…………………………………………………………………………10

Pagkalkula ng isang single-mirror parabolic antenna………………………………17

Mga konklusyon sa gawaing pagkalkula……………………………………………………..24

Listahan ng mga sanggunian………………………………………………………….25

Ang mga vibrator antenna ay ginagamit sa millimeter, centimeter, decimeter, meter at mas mahabang wavelength range at mga straight conductor na nasasabik sa ilang mga punto. Depende sa disenyo, ang mga vibrator antenna ay may directivity factor mula sa ilang unit hanggang sampu-sampung libo at ginagamit sa mga radio communication system, radio navigation, telebisyon, telemetry at iba pang larangan ng radio engineering.

Upang mapataas ang direktiba, ginagamit ang isang vibrator na may reflector at isa o higit pang mga direktor. Ang nasabing antenna ay tinatawag na direktor antenna at malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng mga komunikasyon sa radyo sa hanay ng VHF. Ang mas maraming mga direktor, mas malaki ang KND at ang pangunahing talulot ng DN. Karaniwan, ang kahusayan ng mga antenna ng direktor ay 10...30, ngunit ang mga disenyo ng mga antenna ng direktor na may kahusayan = 80...100 ay kilala.

Pagguhit 1.1 - Pangkalahatang view antenna ng direktor

Ang figure ay nagpapakita ng isang aktibong vibrator na may haba na , isang reflector na may haba na , isang direktor na may haba na , isang boom, isang palo at isang antenna mounting box, pati na rin ang mga distansya mula sa vibrator hanggang sa reflector, mula sa vibrator sa direktor, at ang haba mismo ng antenna.

Teoretikal na pagkalkula ng mga parameter ng antenna.

Sa isang director antenna, ang haba ng aktibong vibrator ay ginawang katumbas ng resonant na haba:

Sa ganoong haba, ang input resistance ay may reaktibong bahagi na malapit sa zero. Ang haba ng reflector ay dapat na mas mahaba kaysa sa haba ng resonant:

Ang haba ng mga direktor ay ginawang mas mababa kaysa sa resonant na haba:

Bukod dito, ang haba ng mga direktor ay bumababa mula sa una hanggang sa huli.

Para sa isang vibrator-reflector system, ang pinakamainam na distansya, mula sa punto ng view ng maximum na kahusayan, ay pinili sa loob ng mga limitasyon:

Para sa system, ang vibrator ang unang direktor:

Ang distansya sa pagitan ng mga kalapit na direktor ay kinukuha sa loob ng mga limitasyon:

Natutukoy ang wavelength gamit ang formula:

Nasaan ang bilis ng liwanag, at ang dalas ng channel. kasi binibigyan tayo ng 5 - 6 na channel sa telebisyon, pagkatapos ay kukunin natin ang average na dalas ng mga inookupahang frequency band ng dalawang channel na ito: , pagkatapos ay ang wavelength mula sa formula (1.7) ay magiging katumbas ng:

Kalkulahin natin ang mga haba ng antenna vibrator at ang distansya sa pagitan ng mga ito gamit ang mga formula (1.1 – 1.6):

Kukunin namin ang kabuuang haba ng antenna at ang imahe nito sa Figure 1.2 mula sa VIBRAT program.

Pagguhit 1.2 - Pangkalahatang view ng kinakalkula na antenna ng direktor

Upang mahanap ang directional pattern ng director antenna sa eroplano, ginagamit namin ang formula (1.8):

Nasaan ang bilang ng mga vibrator, ang k ay ang wave number, at ang average na distansya sa pagitan ng mga vibrator.

Ang pagpapalit ng (1.9) at (1.10) sa (1.8) at mga numerical na halaga, nakakakuha kami ng expression para sa paghahanap ng pattern ng isang ibinigay na antenna ng direktor:

Gagawa kami ng normalized na pattern ng radiation gamit ang Mathcad package. kasi ito ay simetriko tungkol sa zero, pagkatapos ay gagawin namin ito para sa:

Pagguhit 1.3 - DN sa eroplano

Mula sa graph matutukoy mo ang lapad ng pangunahing lobe at ang pinakamataas na antas ng mga lobe sa gilid: .

Ang directivity factor at ang lapad ng pangunahing lobe ay tinutukoy ng mga formula (1.10-1.11):

Coefficients at tinutukoy mula sa graph sa Figure 1.4:

Pagguhit 1.4 - Logro chart

Tukuyin natin ang wavelength ng antenna:

Alam ang wavelength ng antenna at gamit ang Figure 1.4, tinutukoy namin na . Pagkatapos:

Ihambing natin ang nakuhang mga resulta ng pagkalkula sa mga resulta ng kinakalkula na antenna ng direktor na namodelo sa programa. Ang mga resulta ay may kaunting pagkakaiba dahil sa ang katunayan na ang mga formula na ginamit ay tinatayang at hindi isinasaalang-alang ang ilang mga kadahilanan.

Pagguhit 1.5 - Direktor antenna kinakalkula sa VIBRAT

Konklusyon: kinakalkula namin ang directivity factor, DP at DP na mga parameter ng director antenna sa isang ibinigay na frequency range.

Gamit ang VIBRAT program, ginaya namin ang antenna na ito at na-verify ang validity ng mga nakuhang parameter.

Ang artikulo para sa pagsasalin ay iminungkahi ni alessandro893. Ang materyal ay kinuha mula sa isang malawak na reference site, na naglalarawan, sa partikular, ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo at disenyo ng mga radar.

Ang antenna ay isang de-koryenteng aparato na nagko-convert ng kuryente sa mga radio wave at vice versa. Ang antenna ay ginagamit hindi lamang sa mga radar, kundi pati na rin sa mga jammer, mga sistema ng babala sa radiation at mga sistema ng komunikasyon. Sa panahon ng paghahatid, ang antenna ay tumutuon sa enerhiya ng radar transmitter at bumubuo ng isang sinag na nakadirekta sa nais na direksyon. Kapag tumatanggap, kinokolekta ng antenna ang bumabalik na enerhiya ng radar na nakapaloob sa mga sinasalamin na signal at ipinapadala ang mga ito sa receiver. Ang mga antena ay madalas na nag-iiba sa hugis ng beam at kahusayan.

Sa kaliwa ay isang isotropic antenna, sa kanan ay isang directional antenna

Ang dipole antenna, o dipole, ay ang pinakasimple at pinakasikat na klase ng mga antenna. Binubuo ng dalawang magkaparehong conductor, wire o rod, kadalasang may bilateral symmetry. Para sa pagpapadala ng mga aparato, ang kasalukuyang ay ibinibigay dito, at para sa pagtanggap ng mga aparato, isang signal ay natanggap sa pagitan ng dalawang halves ng antena. Ang magkabilang panig ng feeder sa transmitter o receiver ay konektado sa isa sa mga conductor. Ang mga dipoles ay mga resonating antenna, iyon ay, ang kanilang mga elemento ay nagsisilbing resonator kung saan ang mga nakatayong alon ay dumadaan mula sa isang dulo hanggang sa kabilang dulo. Kaya ang haba ng mga elemento ng dipole ay tinutukoy ng haba ng radio wave.

Pattern ng direksyon

Ang mga dipoles ay mga omnidirectional antenna. Para sa kadahilanang ito, madalas silang ginagamit sa mga sistema ng komunikasyon.

Antenna sa anyo ng isang asymmetric vibrator (monopole)

Ang isang asymmetrical antenna ay kalahati ng isang dipole antenna, at naka-mount patayo sa conducting surface, isang horizontal reflecting element. Ang directivity ng isang monopole antenna ay dalawang beses kaysa sa isang double-length na dipole antenna dahil walang radiation sa ilalim ng pahalang na reflective na elemento. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang kahusayan ng naturang antena ay dalawang beses na mas mataas, at ito ay may kakayahang magpadala pa ng mga alon gamit ang parehong kapangyarihan ng paghahatid.

Pattern ng direksyon

Wave channel antenna, Yagi-Uda antenna, Yagi antenna

Pattern ng direksyon

Corner antenna

Isang uri ng antenna na kadalasang ginagamit sa mga transmiter ng VHF at UHF. Binubuo ito ng isang irradiator (maaari itong isang dipole o isang Yagi array) na naka-mount sa harap ng dalawang flat rectangular reflective screen na konektado sa isang anggulo, karaniwang 90°. Ang isang sheet ng metal o isang rehas na bakal (para sa mga low-frequency na radar) ay maaaring kumilos bilang isang reflector, nagpapababa ng timbang at nagpapababa ng resistensya ng hangin. Ang mga antenna ng sulok ay may malawak na hanay, at ang pakinabang ay humigit-kumulang 10-15 dB.

Pattern ng direksyon

Vibrator log-periodic (logarithmic periodic) antenna, o log-periodic array ng simetriko vibrator

Ang log-periodic antenna (LPA) ay binubuo ng ilang half-wave dipole emitters na unti-unting tumataas ang haba. Ang bawat isa ay binubuo ng isang pares ng metal rods. Ang mga dipoles ay malapit na nakakabit, isa sa likod ng isa, at konektado sa feeder nang magkatulad, na may kabaligtaran na mga yugto. Ang antenna na ito ay mukhang katulad ng Yagi antenna, ngunit ito ay gumagana nang iba. Ang pagdaragdag ng mga elemento sa isang Yagi antenna ay nagpapataas ng direktiba nito (gain), at ang pagdaragdag ng mga elemento sa isang LPA ay nagpapataas ng bandwidth nito. Ang pangunahing bentahe nito sa iba pang mga antenna ay ang napakalawak na hanay ng mga operating frequency. Ang mga haba ng mga elemento ng antenna ay nauugnay sa isa't isa ayon sa isang logarithmic law. Ang haba ng pinakamahabang elemento ay 1/2 ang wavelength ng pinakamababang frequency, at ang pinakamaikling ay 1/2 ang wavelength ng pinakamataas na frequency.

Pattern ng direksyon

Helix antenna

Ang isang helical antenna ay binubuo ng isang konduktor na pinaikot sa isang spiral. Karaniwang naka-mount ang mga ito sa itaas ng isang pahalang na mapanimdim na elemento. Kumokonekta ang feeder sa ibaba spiral at pahalang na eroplano. Maaari silang gumana sa dalawang mode - normal at axial.

Normal (transverse) mode: Ang mga sukat ng helix (diameter at inclination) ay maliit kumpara sa wavelength ng transmitted frequency. Ang antenna ay gumagana sa parehong paraan tulad ng isang pinaikling dipole o monopole, na may parehong pattern ng radiation. Ang radiation ay linearly polarized parallel sa axis ng spiral. Ginagamit ang mode na ito sa mga compact antenna para sa mga portable at mobile na radyo.

Axial mode: ang mga sukat ng spiral ay maihahambing sa haba ng daluyong. Gumagana ang antena bilang isang direksyon, na nagpapadala ng sinag mula sa dulo ng spiral kasama ang axis nito. Nagpapalabas ng mga radio wave ng circular polarization. Madalas na ginagamit para sa satellite communications.

Pattern ng direksyon

Rhombic antenna

Ang diamond antenna ay isang broadband directional antenna na binubuo ng isa hanggang tatlong parallel wire na naayos sa ibabaw ng lupa sa hugis ng isang brilyante, na sinusuportahan sa bawat vertex ng mga tower o pole kung saan ang mga wire ay nakakabit gamit ang mga insulator. Ang lahat ng apat na gilid ng antenna ay magkapareho ang haba, kadalasan ay hindi bababa sa parehong wavelength, o mas mahaba. Madalas na ginagamit para sa komunikasyon at pagpapatakbo sa hanay ng decameter wave.

Pattern ng direksyon

Dalawang-dimensional na hanay ng antenna

Multi-element array ng dipoles na ginagamit sa HF bands (1.6 - 30 MHz), na binubuo ng mga row at column ng dipoles. Ang bilang ng mga row ay maaaring 1, 2, 3, 4 o 6. Ang bilang ng mga column ay maaaring 2 o 4. Ang mga dipoles ay pahalang na polarized at isang reflective screen ay inilalagay sa likod ng dipole array upang magbigay ng isang amplified beam. Tinutukoy ng bilang ng mga column ng dipole ang lapad ng azimuthal beam. Para sa 2 column ang lapad ng radiation pattern ay humigit-kumulang 50°, para sa 4 na column ay 30°. Ang pangunahing sinag ay maaaring ikiling 15° o 30° para sa maximum na saklaw na 90°.

Tinutukoy ng bilang ng mga hilera at taas ng pinakamababang elemento sa itaas ng lupa ang anggulo ng elevation at ang laki ng lugar na pinaglilingkuran. Ang array ng dalawang row ay may anggulo na 20°, at ang array ng apat ay may angle na 10°. Ang radiation mula sa isang dalawang-dimensional na hanay ay karaniwang lumalapit sa ionosphere sa isang bahagyang anggulo, at dahil sa mababang dalas nito, ay madalas na sumasalamin pabalik sa ibabaw ng lupa. Dahil ang radiation ay maaaring maipakita ng maraming beses sa pagitan ng ionosphere at ng lupa, ang pagkilos ng antena ay hindi limitado sa abot-tanaw. Bilang resulta, ang naturang antenna ay kadalasang ginagamit para sa malalayong komunikasyon.

Pattern ng direksyon

Antenna ng sungay

Ang isang horn antenna ay binubuo ng isang lumalawak na hugis sungay na metal waveguide na nangongolekta ng mga radio wave sa isang sinag. Ang mga horn antenna ay may napakalawak na hanay ng mga operating frequency; Ang nakuha ay nag-iiba mula 10 hanggang 25 dB, at madalas itong ginagamit bilang mga feed para sa mas malalaking antenna.

Pattern ng direksyon

Parabolic antenna

Ang isa sa pinakasikat na radar antenna ay ang parabolic reflector. Ang feed ay matatagpuan sa pokus ng parabola, at ang enerhiya ng radar ay nakadirekta sa ibabaw ng reflector. Kadalasan, ang isang horn antenna ay ginagamit bilang isang feed, ngunit parehong isang dipole at isang helical antenna ay maaaring gamitin.

Dahil ang puntong pinagmumulan ng enerhiya ay nasa pokus, ito ay na-convert sa isang wavefront ng pare-parehong yugto, na ginagawang angkop ang parabola para sa paggamit sa radar. Sa pamamagitan ng pagbabago ng laki at hugis ng reflective surface, maaaring malikha ang mga beam at radiation pattern ng iba't ibang hugis. Ang direktiba ng mga parabolic antenna ay mas mahusay kaysa sa isang Yagi o dipole ang pakinabang ay maaaring umabot sa 30-35 dB. Ang kanilang pangunahing disbentaha ay ang kanilang kawalan ng kakayahan na hawakan ang mga mababang frequency dahil sa kanilang laki. Ang isa pang bagay ay maaaring harangan ng irradiator ang bahagi ng signal.

Pattern ng direksyon

Cassegrain antenna

Ang Cassegrain antenna ay halos kapareho sa isang conventional parabolic antenna, ngunit gumagamit ng isang sistema ng dalawang reflector upang likhain at ituon ang radar beam. Ang pangunahing reflector ay parabolic, at ang auxiliary reflector ay hyperbolic. Ang irradiator ay matatagpuan sa isa sa dalawang foci ng hyperbola. Ang enerhiya ng radar mula sa transmitter ay makikita mula sa auxiliary reflector papunta sa pangunahing isa at nakatutok. Ang enerhiya na bumabalik mula sa target ay kinokolekta ng pangunahing reflector at makikita sa anyo ng isang sinag na nagtatagpo sa isang punto papunta sa pandiwang pantulong. Pagkatapos ay makikita ito ng isang auxiliary reflector at kinokolekta sa punto kung saan matatagpuan ang irradiator. Kung mas malaki ang auxiliary reflector, mas malapit ito sa pangunahing isa. Binabawasan ng disenyong ito ang mga sukat ng axial ng radar, ngunit pinapataas ang pagtatabing ng siwang. Ang isang maliit na auxiliary reflector, sa kabaligtaran, ay binabawasan ang pagtatabing ng pagbubukas, ngunit dapat itong matatagpuan malayo sa pangunahing isa. Mga kalamangan kumpara sa isang parabolic antenna: compactness (sa kabila ng pagkakaroon ng isang pangalawang reflector, ang kabuuang distansya sa pagitan ng dalawang reflector ay mas mababa kaysa sa distansya mula sa feed sa reflector ng isang parabolic antenna), nabawasan ang mga pagkalugi (ang receiver ay maaaring ilagay malapit sa horn emitter), nabawasan ang side lobe interference para sa ground radar. Pangunahing disadvantages: ang beam ay naharang nang mas malakas (ang laki ng auxiliary reflector at feed ay mas malaki kaysa sa laki ng feed ng isang maginoo na parabolic antenna), hindi gumagana nang maayos sa isang malawak na hanay ng mga alon.

Pattern ng direksyon

Antenna Gregory

Sa kaliwa ay ang Gregory antenna, sa kanan ay ang Cassegrain antenna

Ang Gregory parabolic antenna ay halos kapareho sa istraktura sa Cassegrain antenna. Ang pagkakaiba ay ang auxiliary reflector ay nakakurba sa kabaligtaran na direksyon. Ang disenyo ni Gregory ay maaaring gumamit ng isang mas maliit na pangalawang reflector kumpara sa isang Cassegrain antenna, na nagreresulta sa mas kaunting sinag na na-block.

Offset (asymmetric) antenna

Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang emitter at auxiliary reflector (kung ito ay isang Gregory antenna) ng isang offset antenna ay na-offset mula sa gitna ng pangunahing reflector upang hindi ma-block ang beam. Ang disenyo na ito ay kadalasang ginagamit sa parabolic at Gregory antenna upang mapataas ang kahusayan.

Cassegrain antenna na may flat phase plate

Ang isa pang disenyo na idinisenyo upang labanan ang beam blocking ng isang auxiliary reflector ay ang flat plate na Cassegrain antenna. Gumagana ito na isinasaalang-alang ang polariseysyon ng mga alon. Ang isang electromagnetic wave ay may 2 bahagi, magnetic at electric, na palaging patayo sa isa't isa at ang direksyon ng paggalaw. Ang polariseysyon ng alon ay tinutukoy ng oryentasyon ng electric field, maaari itong maging linear (vertical/horizontal) o pabilog (circular o elliptical, twisted clockwise o counterclockwise). Ang kagiliw-giliw na bagay tungkol sa polariseysyon ay ang polarizer, o ang proseso ng pagsala ng mga alon, na nag-iiwan lamang ng mga alon na nakapolarize sa isang direksyon o eroplano. Karaniwan, ang polarizer ay gawa sa isang materyal na may parallel na pag-aayos ng mga atomo, o maaari itong isang sala-sala ng magkatulad na mga wire, ang distansya sa pagitan ng kung saan ay mas mababa kaysa sa wavelength. Madalas na ipinapalagay na ang distansya ay dapat na humigit-kumulang kalahati ng haba ng daluyong.

Ang isang karaniwang maling kuru-kuro ay ang electromagnetic wave at polarizer ay gumagana sa katulad na paraan sa isang oscillating cable at isang plank fence - iyon ay, halimbawa, ang isang pahalang na polarized wave ay dapat na hinarangan ng isang screen na may mga vertical slits.

Sa katunayan, ang mga electromagnetic wave ay kumikilos nang iba kaysa sa mga mekanikal na alon. Ang isang sala-sala ng parallel horizontal wires ay ganap na humaharang at sumasalamin sa isang pahalang na polarized na radio wave at nagpapadala ng isang patayo na polarized - at vice versa. Ang dahilan ay ito: kapag ang isang electric field, o wave, ay parallel sa isang wire, ito ay nagpapasigla sa mga electron sa haba ng wire, at dahil ang haba ng wire ay maraming beses na mas malaki kaysa sa kapal nito, ang mga electron ay madaling gumalaw at sumisipsip ng karamihan sa enerhiya ng alon. Ang paggalaw ng mga electron ay hahantong sa paglitaw ng isang kasalukuyang, at ang kasalukuyang ay lilikha ng sarili nitong mga alon. Kakanselahin ng mga alon na ito ang mga transmission wave at kumikilos tulad ng mga sinasalamin na alon. Sa kabilang banda, kapag ang electric field ng wave ay patayo sa mga wire, ito ay magpapasigla sa mga electron sa lapad ng wire. Dahil ang mga electron ay hindi maaaring aktibong gumalaw sa ganitong paraan, napakakaunting enerhiya ang makikita.

Mahalagang tandaan na bagama't sa karamihan ng mga ilustrasyon ang mga radio wave ay mayroon lamang 1 magnetic field at 1 electric field, hindi ito nangangahulugan na sila ay mahigpit na nag-oscillate sa parehong eroplano. Sa katunayan, maiisip ng isang tao na ang mga electric at magnetic field ay binubuo ng ilang mga subfield na nagdaragdag ng vectorially. Halimbawa, para sa isang patayong polarized na alon mula sa dalawang subfield, ang resulta ng pagdaragdag ng kanilang mga vector ay patayo. Kapag ang dalawang subfield ay nasa phase, ang nagreresultang electric field ay palaging nakatigil sa parehong eroplano. Ngunit kung ang isa sa mga subfield ay mas mabagal kaysa sa isa, ang resultang field ay magsisimulang iikot sa direksyon na gumagalaw ang alon (ito ay madalas na tinatawag na elliptical polarization). Kung ang isang subfield ay mas mabagal kaysa sa iba sa eksaktong isang-kapat ng wavelength (ang phase ay nag-iiba ng 90 degrees), pagkatapos ay makakakuha tayo ng circular polarization:

Upang i-convert ang linear polarization ng isang wave sa circular polarization at pabalik, kinakailangan na pabagalin ang isa sa mga subfield na may kaugnayan sa iba sa eksaktong isang-kapat ng wavelength. Para sa mga ito, ang isang grating (quarter-wave phase plate) ng mga parallel wire na may distansya sa pagitan ng mga ito ng 1/4 wavelength, na matatagpuan sa isang anggulo ng 45 degrees sa pahalang, ay kadalasang ginagamit.
Para sa isang alon na dumadaan sa device, ang linear polarization ay nagiging pabilog, at pabilog sa linear.

Ang Cassegrain antenna na may flat phase plate na gumagana sa prinsipyong ito ay binubuo ng dalawang reflector na magkapareho ang laki. Ang auxiliary ay sumasalamin lamang sa mga pahalang na polarized na alon at nagpapadala ng mga patayong polarized na alon. Ang pangunahing isa ay sumasalamin sa lahat ng mga alon. Ang auxiliary reflector plate ay matatagpuan sa harap ng pangunahing isa. Binubuo ito ng dalawang bahagi - isang plato na may slits na tumatakbo sa isang anggulo na 45°, at isang plato na may pahalang na slits na mas mababa sa 1/4 wavelength ang lapad.

Sabihin nating ang feed ay nagpapadala ng isang alon na may pabilog na polarisasyon nang pakaliwa. Ang wave ay dumadaan sa quarter-wave plate at nagiging horizontally polarized wave. Ito ay makikita mula sa pahalang na mga wire. Muli itong dumadaan sa quarter-wave plate, sa kabilang panig, at para dito ang mga wire ng plate ay naka-oriented na mirror-image, iyon ay, na parang pinaikot ng 90 °. Ang nakaraang pagbabago sa polariseysyon ay nababaligtad, upang ang alon ay muling maging circularly polarized counterclockwise at naglalakbay pabalik sa pangunahing reflector. Binabago ng reflector ang polarization mula sa counterclockwise hanggang clockwise. Dumadaan ito sa mga pahalang na slits ng auxiliary reflector nang walang pagtutol at umalis sa direksyon ng mga target, patayong polarized. Sa receive mode, kabaligtaran ang nangyayari.

antenna ng slot

Bagama't ang mga inilarawang antenna ay may medyo mataas na pakinabang kumpara sa laki ng siwang, lahat sila ay may mga karaniwang disadvantage: mataas na side-lobe sensitivity (pagkadaling makagambala sa mga pagmuni-muni mula sa ibabaw ng lupa at sensitivity sa mga target na may mababang cross-section), nabawasan ang bisa dahil sa beam blocking (ang pagharang ay isang problema para sa maliliit na radar na maaaring gamitin sa sasakyang panghimpapawid; malalaking radar, na may mas maliit na problema sa pagharang, ay hindi maaaring gamitin sa himpapawid) . Bilang resulta, isang bagong disenyo ng antena ang naimbento - isang slot antenna. Ito ay ginawa sa anyo ng isang metal na ibabaw, kadalasang patag, kung saan ang mga butas o mga puwang ay pinutol. Kapag ito ay irradiated sa nais na dalas, ang mga electromagnetic wave ay ibinubuga mula sa bawat slot - iyon ay, ang mga puwang ay kumikilos bilang mga indibidwal na antenna at bumubuo ng isang array. Dahil mahina ang sinag na nagmumula sa bawat slot, napakaliit din ng kanilang mga side lobe. Ang mga slot antenna ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na pakinabang, maliit na lobe sa gilid at mababang timbang. Maaaring wala silang nakausli na mga bahagi, na sa ilang mga kaso ay ang kanilang mahalagang kalamangan (halimbawa, kapag naka-install sa sasakyang panghimpapawid).

Pattern ng direksyon

Passive phased array antenna (PFAR)

Radar na may MIG-31

Mula noong mga unang araw ng pag-unlad ng radar, ang mga developer ay sinalanta ng isang problema: ang balanse sa pagitan ng katumpakan, saklaw at oras ng pag-scan ng radar. Lumilitaw ito dahil ang mga radar na may mas makitid na lapad ng beam ay nagdaragdag ng katumpakan (tumaas na resolution) at saklaw sa parehong kapangyarihan (konsentrasyon ng kapangyarihan). Ngunit mas maliit ang lapad ng sinag, mas mahaba ang pag-scan ng radar sa buong field ng view. Bukod dito, ang isang high-gain na radar ay mangangailangan ng mas malalaking antenna, na hindi maginhawa para sa mabilis na pag-scan. Upang makamit ang praktikal na katumpakan sa mababang frequency, ang radar ay mangangailangan ng mga antenna na napakalaki na ang mga ito ay mekanikal na mahirap iikot. Upang malutas ang problemang ito, nilikha ang isang passive phased array antenna. Hindi ito umaasa sa mekanika, ngunit sa interference ng mga alon upang makontrol ang sinag. Kung ang dalawa o higit pang mga alon ng parehong uri ay nag-o-ocillate at nagsalubong sa isang punto sa kalawakan, ang kabuuang amplitude ng mga alon ay nagdaragdag sa halos parehong paraan tulad ng pagdaragdag ng mga alon sa tubig. Depende sa mga yugto ng mga alon na ito, maaaring palakasin o pahinain ng interference ang mga ito.

Ang sinag ay maaaring hugis at kontrolado sa elektronikong paraan, sa pamamagitan ng pagkontrol sa pagkakaiba ng bahagi ng isang pangkat ng mga elemento ng pagpapadala - sa ganitong paraan makokontrol mo kung saan nangyayari ang pagpapalakas o pagpapahina ng interference. Kasunod nito na ang radar ng sasakyang panghimpapawid ay dapat magkaroon ng hindi bababa sa dalawang elemento ng pagpapadala upang makontrol ang sinag mula sa gilid patungo sa gilid.

Karaniwan, ang PFAR radar ay binubuo ng 1 feed, isang LNA (low noise amplifier), isang power distributor, 1000-2000 transmitting elements at isang pantay na bilang ng mga phase shifter.

Ang mga elemento ng pagpapadala ay maaaring isotropic o directional antenna. Ang ilang mga tipikal na uri ng mga elemento ng paghahatid:

Sa mga unang henerasyon ng fighter aircraft, ang mga patch antenna (strip antenna) ay kadalasang ginagamit dahil sila ang pinakamadaling bumuo.

Ang mga modernong active phase array ay gumagamit ng mga groove emitter dahil sa kanilang mga kakayahan sa wideband at pinahusay na pakinabang:

Anuman ang uri ng antenna na ginamit, ang pagtaas ng bilang ng mga elementong nag-iilaw ay nagpapabuti sa mga katangian ng directivity ng radar.

Tulad ng alam natin, para sa parehong dalas ng radar, ang pagtaas ng aperture ay humahantong sa pagbaba sa lapad ng beam, na nagpapataas ng saklaw at katumpakan. Ngunit para sa mga phased array, hindi ito nagkakahalaga ng pagtaas ng distansya sa pagitan ng mga naglalabas na elemento sa pagtatangkang pataasin ang aperture at bawasan ang gastos ng radar. Dahil kung ang distansya sa pagitan ng mga elemento ay mas malaki kaysa sa dalas ng pagpapatakbo, maaaring lumitaw ang mga side lobe, na makabuluhang nagpapasama sa pagganap ng radar.

Ang pinakamahalaga at mahal na bahagi ng PFAR ay ang mga phase shifter. Kung wala ang mga ito, imposibleng kontrolin ang bahagi ng signal at direksyon ng beam.

Nangyayari sila iba't ibang uri, ngunit sa pangkalahatan maaari silang nahahati sa apat na uri.

Mga phase shifter na may pagkaantala sa oras

Ang pinakasimpleng uri ng mga phase shifter. Ito ay tumatagal ng oras para sa isang signal upang maglakbay sa isang linya ng paghahatid. Ang pagkaantala na ito, katumbas ng phase shift ng signal, ay depende sa haba ng linya ng paghahatid, ang dalas ng signal, at ang bilis ng phase ng signal sa materyal na nagpapadala. Pagpapalit ng signal sa pagitan ng dalawa o higit pang mga linya ng transmission binigay na haba, makokontrol ang phase shift. Ang mga switching element ay mga mechanical relay, pin diode, field-effect transistors o microelectromechanical system. Ang mga diode ng pin ay kadalasang ginagamit dahil sa kanilang mataas na bilis, mababang pagkawala, at mga simpleng bias na circuit na nagbibigay ng mga pagbabago sa paglaban mula 10 kΩ hanggang 1 Ω.

Pagkaantala, seg = phase shift ° / (360 * frequency, Hz)

Ang kanilang kawalan ay ang phase error ay tumataas sa pagtaas ng dalas at pagtaas ng laki sa pagbaba ng dalas. Gayundin, ang pagbabago ng bahagi ay nag-iiba sa dalas, kaya hindi naaangkop ang mga ito para sa napakababa at mataas na mga frequency.

Reflective/quadrature phase shifter

Kadalasan ito ay isang quadrature coupling device na naghahati sa input signal sa dalawang signal na 90° out of phase, na pagkatapos ay makikita. Pagkatapos ay pinagsama ang mga ito sa phase sa output. Gumagana ang circuit na ito dahil ang mga pagmuni-muni ng signal mula sa mga conductive na linya ay maaaring wala sa phase na may paggalang sa signal ng insidente. Ang phase shift ay nag-iiba mula 0° (open circuit, zero varactor capacitance) hanggang -180° (shorted circuit, infinite varactor capacitance). Ang ganitong mga phase shifter ay may malawak na hanay ng operasyon. Gayunpaman, ang mga pisikal na limitasyon ng mga varactor ay nangangahulugan na sa pagsasanay ang phase shift ay maaari lamang umabot sa 160°. Ngunit para sa isang mas malaking paglilipat posible na pagsamahin ang ilang mga naturang kadena.

Vector IQ modulator

Tulad ng isang reflective phase shifter, dito ang signal ay nahahati sa dalawang output na may 90-degree na phase shift. Ang unbiased input phase ay tinatawag na I-channel, at ang quadrature na may 90-degree na offset ay tinatawag na Q-channel. Ang bawat signal ay ipinapasa sa pamamagitan ng isang biphasic modulator na may kakayahang ilipat ang bahagi ng signal. Ang bawat signal ay inililipat ng phase ng 0° o 180°, na nagpapahintulot sa anumang pares ng quadrature vectors na mapili. Ang dalawang signal ay muling pinagsama. Dahil ang pagpapalambing ng parehong mga signal ay maaaring kontrolin, hindi lamang ang phase kundi pati na rin ang amplitude ng output signal ay kinokontrol.

Phase shifter sa mga high/low pass filter

Ginawa ito upang malutas ang problema ng mga time delay phase shifter na hindi gumana sa isang malaking saklaw ng dalas. Gumagana ito sa pamamagitan ng pagpapalit ng signal path sa pagitan ng mga high-pass at low-pass na mga filter. Katulad ng isang time delay phase shifter, ngunit gumagamit ng mga filter sa halip na mga linya ng paghahatid. Ang high-pass na filter ay binubuo ng isang serye ng mga inductor at capacitor na nagbibigay ng phase advance. Ang nasabing phase shifter ay nagbibigay ng pare-parehong phase shift sa operating frequency range. Ito ay mas maliit din sa laki kaysa sa mga nakaraang phase shifter na nakalista, kaya naman madalas itong ginagamit sa mga radar application.

Upang ibuod, kumpara sa isang maginoo na reflective antenna, ang mga pangunahing bentahe ng PFAR ay: mataas na bilis ng pag-scan (pagtaas ng bilang ng mga sinusubaybayang target, binabawasan ang posibilidad ng istasyon na makakita ng babala sa radiation), pag-optimize ng oras na ginugol sa target, high gain at maliliit na side lobes (mahirap i-jam at ma-detect), random scan sequence (mas mahirap i-jam), kakayahang gumamit ng espesyal na modulation at detection techniques para kunin ang signal mula sa ingay. Ang mga pangunahing disadvantages ay mataas na gastos, ang kawalan ng kakayahang mag-scan ng mas malawak kaysa sa 60 degrees sa lapad (ang larangan ng view ng isang nakatigil na phase array ay 120 degrees, ang isang mekanikal na radar ay maaaring palawakin ito sa 360).

Aktibong phased array antenna

Sa labas, ang AFAR (AESA) at PFAR (PESA) ay mahirap na makilala, ngunit sa loob sila ay lubhang naiiba. Gumagamit ang PFAR ng isa o dalawang high-power amplifier upang magpadala ng isang signal, na pagkatapos ay nahahati sa libu-libong mga landas para sa libu-libong mga phase shifter at elemento. Ang isang AFAR radar ay binubuo ng libu-libong mga module ng pagtanggap/pagpapadala. Dahil ang mga transmitters ay direktang matatagpuan sa mga elemento mismo, wala itong hiwalay na receiver at transmitter. Ang mga pagkakaiba sa arkitektura ay ipinapakita sa larawan.

Sa AFAR, karamihan sa mga bahagi, tulad ng mahinang signal amplifier, high-power amplifier, duplexer, at phase shifter, ay binabawasan ang laki at pinagsama-sama sa isang housing na tinatawag na transmit/receive module. Ang bawat isa sa mga module ay isang maliit na radar. Ang kanilang arkitektura ay ang mga sumusunod:

Bagama't ang AESA at PESA ay gumagamit ng wave interference upang hubugin at ilihis ang sinag, ang natatanging disenyo ng AESA ay nagbibigay ng maraming pakinabang kaysa sa PFAR. Halimbawa, ang isang maliit na signal amplifier ay matatagpuan malapit sa receiver, bago ang mga bahagi kung saan nawala ang bahagi ng signal, kaya ito ay may mas mahusay na signal-to-noise ratio kaysa sa isang PFAR.

Bukod dito, na may pantay na kakayahan sa pagtuklas, ang AFAR ay may mas mababang duty cycle at peak power. Gayundin, dahil ang mga indibidwal na module ng APAA ay hindi umaasa sa isang amplifier, maaari silang magpadala ng mga signal sa iba't ibang mga frequency nang sabay-sabay. Bilang resulta, ang AFAR ay maaaring lumikha ng ilang magkakahiwalay na beam, na naghahati sa array sa mga subarray. Ang kakayahang gumana sa maraming frequency ay nagdudulot ng multitasking at ang kakayahang mag-deploy ng mga electronic jamming system kahit saan na may kaugnayan sa radar. Pero ganun din ang formation malaking dami binabawasan ng mga sabay-sabay na sinag ang hanay ng radar.

Ang dalawang pangunahing disadvantage ng AFAR ay mataas ang gastos at limitadong field of view hanggang 60 degrees.

Hybrid electronic-mechanical phased array antennas

Ang napakataas na bilis ng pag-scan ng phased array ay pinagsama sa isang limitadong larangan ng view. Upang malutas ang problemang ito, ang mga modernong radar ay naglalagay ng mga phased array sa isang movable disk, na nagpapataas ng field of view. Huwag malito ang field of view sa lapad ng beam. Ang lapad ng beam ay tumutukoy sa radar beam, at ang field of view ay tumutukoy sa kabuuang sukat ng space na ini-scan. Ang mga makitid na beam ay madalas na kailangan upang mapabuti ang katumpakan at saklaw, ngunit ang isang makitid na larangan ng view ay karaniwang hindi kinakailangan.

Ang radiation ay nagmumula sa bukas na dulo ng waveguide. Upang i-channel ang electromagnetic energy, ginagamit ang mga rectangular o round waveguides.

Gayunpaman, ang mga waveguides ay maaaring gamitin hindi lamang upang i-channel ang electromagnetic energy, kundi pati na rin para i-radiate ito.

Ang bukas na dulo ng waveguide ay maaaring ituring bilang isang simpleng microwave antenna.

Ang bukas na dulo ng waveguide ay isang platform na may electromagnetic field.1

Mga tampok ng electromagnetic field sa bukas na dulo ng waveguide.

1. Ang wave ay hindi transverse type TEM. (may mas kumplikadong istraktura).

2. Bilang karagdagan sa alon ng insidente, mayroong isang nakalarawan.

3. Kasama ang pangunahing uri ng wave, ang mas matataas na uri ng wave ay naroroon sa dulo ng waveguide.

Bilang karagdagan, ang patlang ay naroroon hindi lamang sa pagbubukas ng waveguide, kundi pati na rin sa panlabas na ibabaw dahil sa daloy ng mga alon papunta sa ibabaw na ito mula sa dulo ng waveguide.

Ang pagsasaalang-alang sa mga salik na ito ay lubos na nagpapalubha sa problema ng pagtukoy sa patlang ng radiation mula sa bukas na dulo ng waveguide, at ang mahigpit na solusyon sa matematika nito ay nakakaharap ng malalaking kahirapan. Para sa kadahilanang ito, karaniwang ginagamit ang tinatayang mga paraan ng solusyon. Para sa solusyon na ito, ang problema ay nahahati sa dalawang gawain: panloob at panlabas.

1) Ang panloob na gawain ay hanapin ang field sa pagbubukas ng waveguide.

2) Ang panlabas na gawain ay hanapin ang radiation field mula sa kilalang field sa siwang.

Isaalang-alang ang isang hugis-parihaba na waveguide.

Pangunahing uri ng alon.

kanin. 45. Parihabang waveguide (a) at ang istraktura ng field sa loob nito para sa isang wave ng uri: sa xOy plane (b); sa xOz plane (c); sa yOz (g) eroplano.

;

Ang intensity ng insidente electromagnetic field sa gitna ng pagbubukas ng waveguide.

Wavelength sa waveguide.

Haba ng daluyong sa libreng espasyo.

Kumplikadong pagmumuni-muni.

Outfield na field:

Katangiang impedance ng wave front sa bukas na dulo ng waveguide.

Ang katangian ng impedance ng daluyan ay .

Isinasaalang-alang ang nahanap na mga ugnayan sa larangan sa mga pangunahing eroplano

Lugar ng pagbubukas ng waveguide.

Pattern ng radiation ng bukas na dulo ng isang hugis-parihaba na waveguide.

kanin. 46. Patern ng radiation mula sa bukas na dulo ng isang hugis-parihaba na waveguide sa

Tulad ng makikita mula sa mga figure, ang lapad ng pattern ng radiation ay malaki. Upang makakuha ng mas matalas na pattern ng radiation, ang cross-section ng waveguide ay maaaring unti-unting tumaas, na ginagawang sungay ang waveguide. Sa kasong ito, ang istraktura ng field sa waveguide ay karaniwang napanatili.

Ang isang maayos na pagtaas sa cross-section ng waveguide ay nagpapabuti sa koordinasyon nito sa libreng espasyo.

kanin. 47. Mga pangunahing uri ng electromagnetic horns.

Ang pinakalat na kalat ay sectorial at pyramidal horns.

Isaalang-alang ang paayon na seksyon ng isang hugis-parihaba na sungay sa pamamagitan ng eroplanong E o H.

kanin. 48. Paayon na seksyon ng isang hugis-parihaba na sungay.

Pagbukas ng busina

Lapad ng pagbubukas ng sungay.

Haba ng sungay.

Ang tuktok ng sungay.

Ang pagsasaliksik ng sungay ay karaniwang isinasagawa gamit ang tinatayang mga pamamaraan dahil sa mga kahirapan sa matematika.

Sa una, ang patlang sa pambungad ay tinutukoy. Kapag nilutas ang problemang ito, ang sungay ay ipinapalagay na walang hanggan ang haba, at ang mga dingding nito ay perpektong conductive.

Matapos malutas ang panloob na problema, ang panlabas na problema ay malulutas gamit ang karaniwang pamamaraan, i.e. ay ang radiation field.

H - planar na sektoral na sungay.

Upang mahanap ang istraktura ng field sa sungay gumagamit kami ng isang cylindrical coordinate system.

Ang alon ay magkakaroon ng mga bahagi.

kanin. 49. Cylindrical coordinate system para sa pagsusuri ng mga sektoral na sungay.

Ang paglutas ng sistema ng mga equation ni Maxwell at paggamit ng mga asymptotic na expression ng mga function ng Hankel para sa malalaking halaga ng argumento, nakuha namin ang mga sumusunod na halaga para sa mga bahagi ng field

(1)

Narito ang lakas ng patlang ng kuryente sa punto ng sungay na may mga coordinate at .

Ang mga formula (1) ay nagpapakita na sa malalaking bahagi at ang field sa sungay ay isang transverse electromagnetic cylindrical wave. Dahil sa katotohanan na karamihan sa mga sungay na ginamit ay may flat aperture at ang wave sa sungay ay cylindrical, ang field sa aperture ay hindi magiging in phase.

Upang matukoy ang mga phase distortion sa aperture, isaalang-alang ang longitudinal na seksyon ng sungay. Ang isang pabilog na arko na nakasentro sa tuktok ng sungay ay sumusunod sa harap ng alon at samakatuwid ay isang linya ng pantay na mga yugto. Sa isang arbitrary na punto na may coordinate , ang field phase ay nahuhuli sa phase sa gitna ng opening (sa punto ) ng isang anggulo

kanin. 50. Patungo sa pagpapasiya ng mga pagbaluktot ng bahagi sa siwang ng sungay.

Dahil karaniwan itong nasa sungay, maaari nating limitahan ang ating sarili sa unang termino ng pagpapalawak

Ang pormula (2) ay tinatayang. Maaari silang magamit kapag o. Sa mga sungay na ginamit, ang mga kundisyong ito ay karaniwang natutugunan.

Minsan ito ay maginhawa upang matukoy ang maximum na mga error sa phase sa siwang ng isang sungay sa pamamagitan ng haba nito at kalahati ng anggulo ng siwang.

Ang formula ay totoo para sa anuman at .

Malinaw mula sa formula na, para sa isang partikular na field sa aperture, mas mababa ang pagkakaiba mula sa in-phase na field, mas malaki ang haba ng sungay. Ang mga paghihigpit sa dimensyon ay nangangailangan ng paghahanap ng solusyon sa kompromiso, ibig sabihin. pagtukoy sa haba ng sungay kung saan ang maximum na phase shift sa pagbubukas nito ay hindi lalampas sa isang tiyak na pinahihintulutang halaga. Ang halagang ito ay kadalasang tinutukoy ng pinakamalaking direksyong nakuha na maaaring makuha mula sa isang sungay ng isang partikular na haba. Para sa isang sektoral na sungay, ang maximum na pinapahintulutang phase shift ay , na tumutugma sa sumusunod na ugnayan sa pagitan ng pinakamainam na haba ng sungay, laki ng aperture at wavelength:

Upang matukoy ang pamamahagi ng mga amplitude ng patlang sa siwang ng sungay, kinukuha namin

Kaya, ang patlang sa siwang ng isang sektoral na sungay ay maaaring sa wakas ay kinakatawan ng mga expression

In-plane radiation pattern

Ang mga katangiang dependence ng directivity coefficient sa relative horn aperture para sa iba't ibang haba ng horn ay ibinibigay sa ibaba.

kanin. 51. pagtitiwala sa KND N – sektoral na sungay sa kamag-anak na lapad ng pagbubukas

sa iba't ibang haba ng sungay.

Upang maalis ang pag-asa ng koepisyent ng direksyon sa ordinate axis, ang produkto ay naka-plot. Malinaw mula sa mga graph na para sa bawat haba ng sungay ay mayroong isang tiyak na siwang ng sungay kung saan ang koepisyent ng direktiba ay pinakamataas. Ang pagbaba nito sa karagdagang pagtaas ay ipinaliwanag ng isang matalim na pagtaas sa mga error sa phase sa siwang.

Ang sungay, na para sa isang naibigay na haba ay may pinakamataas na koepisyent ng direksyon, ay tinatawag na pinakamainam. Mula sa mga kurba na ipinakita sa Fig. 3 ay malinaw na sa pinakamataas na punto ng mga kurba ay tumutugma sa pagkakapantay-pantay

Kung ang haba ng sungay ay kinuha nang mas mahaba, pagkatapos ay sa parehong lugar ng pagbubukas ang direksyon ng koepisyent ay tumataas, ngunit hindi masyadong marami. Ang maximum na mga punto ng koepisyent ng direksyon ay tumutugma sa koepisyent ng paggamit ng lugar ng pagbubukas.

Kung ang haba ng sungay ay patuloy na tataas, pagkatapos ay sa limitasyon sa makakakuha tayo ng in-phase na field sa siwang ng sungay. Ang koepisyent ng paggamit ng common-mode area na may cosine distribution ng field amplitude ay katumbas ng . Kaya, ang pagtaas ng haba ng sungay kumpara sa pinakamainam na haba nito ay hindi maaaring tumaas ang koepisyent ng direktiba ng higit sa

Coefficient kapaki-pakinabang na aksyon Ang mga antenna ng sungay dahil sa mababang pagkalugi ay halos maituturing na pagkakaisa.

E-eroplano sektoral sungay.

Field sa siwang ng isang planar sectorial horn

(1)

Dito ; distansya mula sa lalamunan ng sungay.

Mula sa formula (1) malinaw na ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng field sa isang planar horn at ng field sa isang waveguide ay ang cylindrical na hugis ng wave. Bilang resulta, magkakaroon ng mga phase distortion sa horn aperture, katulad ng mga distortion sa isang planar horn.

Kung maliit ang anggulo ng pagbubukas ng sungay, maaari mong ilagay ang . Sa kasong ito, ang lakas ng electric field sa pagbubukas ay maaaring katawanin ng: