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L'article à traduire a été proposé par alessandro893. Le matériel est tiré d'un vaste site de référence, décrivant notamment les principes de fonctionnement et de conception des radars.

Une antenne est un appareil électrique qui convertit l'électricité en ondes radio et vice versa. L'antenne est utilisée non seulement dans les radars, mais également dans les brouilleurs, les systèmes d'alerte aux radiations et les systèmes de communication. Lors de l'émission, l'antenne concentre l'énergie de l'émetteur radar et forme un faisceau dirigé dans la direction souhaitée. Lors de la réception, l'antenne collecte l'énergie radar renvoyée contenue dans les signaux réfléchis et les transmet au récepteur. Les antennes varient souvent en termes de forme et d'efficacité du faisceau.

A gauche se trouve une antenne isotrope, à droite se trouve une antenne directionnelle

Antenne dipôle

Une antenne dipôle, ou dipôle, est la classe d'antennes la plus simple et la plus populaire. Se compose de deux conducteurs, fils ou tiges identiques, généralement à symétrie bilatérale. Pour les appareils émetteurs, du courant lui est fourni et pour les appareils récepteurs, un signal est reçu entre les deux moitiés de l'antenne. Les deux côtés du chargeur au niveau de l'émetteur ou du récepteur sont connectés à l'un des conducteurs. Les dipôles sont des antennes résonantes, c'est-à-dire que leurs éléments servent de résonateurs dans lesquels les ondes stationnaires passent d'une extrémité à l'autre. Ainsi, la longueur des éléments dipolaires est déterminée par la longueur de l’onde radio.

Modèle directionnel

Les dipôles sont des antennes omnidirectionnelles. C’est pour cette raison qu’ils sont souvent utilisés dans les systèmes de communication.

Antenne en forme de vibrateur asymétrique (monopole)

Une antenne asymétrique est la moitié d'une antenne dipôle et est montée perpendiculairement à la surface conductrice, un élément réfléchissant horizontal. La directivité d'une antenne monopôle est le double de celle d'une antenne dipôle double longueur car il n'y a pas de rayonnement sous l'élément réfléchissant horizontal. À cet égard, l’efficacité d’une telle antenne est deux fois plus élevée et elle est capable de transmettre davantage d’ondes en utilisant la même puissance de transmission.

Modèle directionnel

Antenne à canal d'onde, antenne Yagi-Uda, antenne Yagi

Modèle directionnel

Antenne d'angle

Type d'antenne souvent utilisé sur les émetteurs VHF et UHF. Il se compose d'un irradiateur (il peut s'agir d'un dipôle ou d'un réseau Yagi) monté devant deux écrans réfléchissants rectangulaires plats connectés selon un angle, généralement de 90°. Une feuille de métal ou une grille (pour les radars basse fréquence) peut agir comme un réflecteur, réduisant ainsi le poids et réduisant la résistance au vent. Les antennes d'angle ont une large portée et le gain est d'environ 10 à 15 dB.

Modèle directionnel

Antenne log-périodique de vibrateur (périodique logarithmique) ou réseau log-périodique de vibrateurs symétriques

Une antenne log-périodique (LPA) se compose de plusieurs émetteurs dipolaires demi-onde de longueur progressivement croissante. Chacun est constitué d'une paire de tiges métalliques. Les dipôles sont attachés étroitement, les uns derrière les autres, et connectés au chargeur en parallèle, avec des phases opposées. Cette antenne ressemble à l'antenne Yagi, mais elle fonctionne différemment. L'ajout d'éléments à une antenne Yagi augmente sa directivité (gain), et l'ajout d'éléments à un LPA augmente sa bande passante. Son principal avantage par rapport aux autres antennes réside dans sa gamme extrêmement large de fréquences de fonctionnement. Les longueurs des éléments d'antenne se rapportent les unes aux autres selon une loi logarithmique. La longueur de l’élément le plus long est la moitié de la longueur d’onde de la fréquence la plus basse et celle du plus court est la moitié de la longueur d’onde de la fréquence la plus élevée.

Modèle directionnel

Antenne hélicoïdale

Une antenne hélicoïdale est constituée d'un conducteur torsadé en spirale. Ils sont généralement montés au-dessus d'un élément réfléchissant horizontal. Le chargeur est relié au bas de la spirale et au plan horizontal. Ils peuvent fonctionner selon deux modes : normal et axial.

Mode normal (transversal) : Les dimensions de l'hélice (diamètre et inclinaison) sont petites par rapport à la longueur d'onde de la fréquence transmise. L'antenne fonctionne de la même manière qu'un dipôle ou un monopôle en court-circuit, avec le même diagramme de rayonnement. Le rayonnement est polarisé linéairement parallèlement à l’axe de la spirale. Ce mode est utilisé dans les antennes compactes pour radios portables et mobiles.

Mode axial : les dimensions de la spirale sont comparables à la longueur d'onde. L'antenne fonctionne comme une antenne directionnelle, transmettant le faisceau depuis l'extrémité de la spirale le long de son axe. Émet des ondes radio de polarisation circulaire. Souvent utilisé pour les communications par satellite.

Modèle directionnel

Antenne rhombique

Une antenne diamant est une antenne directionnelle à large bande constituée d'un à trois fils parallèles fixés au-dessus du sol en forme de losange, soutenus à chaque sommet par des tours ou poteaux auxquels les fils sont fixés à l'aide d'isolateurs. Les quatre côtés de l'antenne ont la même longueur, généralement au moins la même longueur d'onde, ou plus. Souvent utilisé pour la communication et le fonctionnement dans la gamme des ondes décamétriques.

Modèle directionnel

Réseau d'antennes bidimensionnelles

Réseau multi-éléments de dipôles utilisé dans les bandes HF (1,6 - 30 MHz), composé de rangées et de colonnes de dipôles. Le nombre de lignes peut être 1, 2, 3, 4 ou 6. Le nombre de colonnes peut être 2 ou 4. Les dipôles sont polarisés horizontalement et un écran réfléchissant est placé derrière le réseau de dipôles pour fournir un faisceau amplifié. Le nombre de colonnes dipolaires détermine la largeur du faisceau azimutal. Pour 2 colonnes la largeur du diagramme de rayonnement est d'environ 50°, pour 4 colonnes elle est de 30°. Le faisceau principal peut être incliné de 15° ou 30° pour une couverture maximale de 90°.

Le nombre de rangées et la hauteur de l'élément le plus bas au-dessus du sol déterminent l'angle d'élévation et la taille de la zone desservie. Un réseau de deux lignes a un angle de 20° et un réseau de quatre lignes a un angle de 10°. Le rayonnement d'un réseau bidimensionnel s'approche généralement de l'ionosphère sous un léger angle et, en raison de sa basse fréquence, est souvent réfléchi vers la surface de la Terre. Le rayonnement pouvant être réfléchi de nombreuses fois entre l’ionosphère et le sol, l’action de l’antenne ne se limite pas à l’horizon. De ce fait, une telle antenne est souvent utilisée pour les communications longue distance.

Modèle directionnel

Antenne cornet

Une antenne cornet se compose d’un guide d’ondes métallique en forme de cornet en expansion qui collecte les ondes radio dans un faisceau. Les antennes cornet ont une très large gamme de fréquences de fonctionnement ; elles peuvent fonctionner avec un écart de 20 fois dans ses limites - par exemple de 1 à 20 GHz. Le gain varie de 10 à 25 dB et ils sont souvent utilisés comme alimentation pour des antennes plus grandes.

Modèle directionnel

Antenne parabolique

L'une des antennes radar les plus populaires est le réflecteur parabolique. L'alimentation est située au foyer de la parabole et l'énergie radar est dirigée vers la surface du réflecteur. Le plus souvent, une antenne cornet est utilisée comme alimentation, mais une antenne dipôle et une antenne hélicoïdale peuvent être utilisées.

Puisque la source ponctuelle d'énergie est au foyer, elle est convertie en un front d'onde de phase constante, ce qui rend la parabole bien adaptée à une utilisation dans les radars. En modifiant la taille et la forme de la surface réfléchissante, des faisceaux et des diagrammes de rayonnement de différentes formes peuvent être créés. La directivité des antennes paraboliques est bien meilleure que celle d'un Yagi ou d'un dipôle ; le gain peut atteindre 30-35 dB. Leur principal inconvénient est leur incapacité à gérer les basses fréquences en raison de leur taille. Une autre raison est que le flux peut bloquer une partie du signal.

Modèle directionnel

Antenne Cassegrain

Une antenne Cassegrain est très similaire à une antenne parabolique classique, mais utilise un système de deux réflecteurs pour créer et focaliser le faisceau radar. Le réflecteur principal est parabolique et le réflecteur auxiliaire est hyperbolique. L'irradiateur est situé à l'un des deux foyers de l'hyperbole. L'énergie radar de l'émetteur est réfléchie du réflecteur auxiliaire sur le réflecteur principal et focalisée. L'énergie revenant de la cible est collectée par le réflecteur principal et réfléchie sous la forme d'un faisceau convergeant en un point vers le réflecteur auxiliaire. Il est ensuite réfléchi par un réflecteur auxiliaire et collecté à l'endroit où se trouve l'irradiateur. Plus le réflecteur auxiliaire est grand, plus il peut être proche du réflecteur principal. Cette conception réduit les dimensions axiales du radar, mais augmente l'ombrage de l'ouverture. Au contraire, un petit réflecteur auxiliaire réduit l'ombrage de l'ouverture, mais il doit être éloigné de l'ouverture principale. Avantages par rapport à une antenne parabolique : compacité (malgré la présence d'un deuxième réflecteur, la distance totale entre les deux réflecteurs est inférieure à la distance de l'alimentation au réflecteur d'une antenne parabolique), pertes réduites (le récepteur peut être placé à proximité à l'émetteur du klaxon), réduction des interférences des lobes latéraux pour les radars au sol. Principaux inconvénients : le faisceau est bloqué plus fortement (la taille du réflecteur auxiliaire et de l'alimentation est plus grande que la taille de l'alimentation d'une antenne parabolique classique), ne fonctionne pas bien avec une large gamme d'ondes.

Modèle directionnel

Antenne Grégory

A gauche l'antenne Gregory, à droite l'antenne Cassegrain

L'antenne parabolique Gregory a une structure très similaire à l'antenne Cassegrain. La différence est que le réflecteur auxiliaire est courbé dans le sens opposé. La conception de Gregory peut utiliser un réflecteur secondaire plus petit par rapport à une antenne Cassegrain, ce qui permet de bloquer moins de faisceau.

Antenne décalée (asymétrique)

Comme son nom l'indique, l'émetteur et le réflecteur auxiliaire (s'il s'agit d'une antenne Gregory) d'une antenne déportée sont décalés par rapport au centre du réflecteur principal afin de ne pas bloquer le faisceau. Cette conception est souvent utilisée sur les antennes paraboliques et Gregory pour augmenter l'efficacité.

Antenne Cassegrain avec plaque de phase plate

Une autre conception conçue pour lutter contre le blocage du faisceau par un réflecteur auxiliaire est l'antenne plate Cassegrain. Il fonctionne en tenant compte de la polarisation des ondes. Une onde électromagnétique comporte 2 composantes, magnétique et électrique, qui sont toujours perpendiculaires l'une à l'autre et à la direction du mouvement. La polarisation de l'onde est déterminée par l'orientation du champ électrique, elle peut être linéaire (verticale/horizontale) ou circulaire (circulaire ou elliptique, tordue dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse). La chose intéressante à propos de la polarisation est le polariseur, ou le processus de filtrage des ondes, ne laissant que les ondes polarisées dans une direction ou un plan. Généralement, le polariseur est constitué d'un matériau avec une disposition parallèle d'atomes, ou il peut s'agir d'un réseau de fils parallèles dont la distance est inférieure à la longueur d'onde. On suppose souvent que la distance doit être d’environ la moitié de la longueur d’onde.

Une idée fausse courante est que l'onde électromagnétique et le polariseur fonctionnent de la même manière qu'un câble oscillant et une clôture en planches - c'est-à-dire, par exemple, qu'une onde polarisée horizontalement doit être bloquée par un écran doté de fentes verticales.

En fait, les ondes électromagnétiques se comportent différemment des ondes mécaniques. Un réseau de fils horizontaux parallèles bloque et réfléchit complètement une onde radio polarisée horizontalement et transmet une onde radio polarisée verticalement - et vice versa. La raison en est la suivante : lorsqu'un champ électrique, ou une onde, est parallèle à un fil, il excite des électrons sur toute la longueur du fil, et comme la longueur du fil est plusieurs fois supérieure à son épaisseur, les électrons peuvent facilement se déplacer et absorber la majeure partie de l’énergie de la vague. Le mouvement des électrons entraînera l’apparition d’un courant, et le courant créera ses propres ondes. Ces ondes annuleront les ondes de transmission et se comporteront comme des ondes réfléchies. D’un autre côté, lorsque le champ électrique de l’onde est perpendiculaire aux fils, elle excitera les électrons sur toute la largeur du fil. Puisque les électrons ne pourront pas se déplacer activement de cette manière, très peu d’énergie sera réfléchie.

Il est important de noter que même si dans la plupart des illustrations les ondes radio n’ont qu’un seul champ magnétique et un seul champ électrique, cela ne signifie pas qu’elles oscillent strictement dans le même plan. En fait, on peut imaginer que les champs électriques et magnétiques sont constitués de plusieurs sous-champs qui s'additionnent vectoriellement. Par exemple, pour une onde polarisée verticalement provenant de deux sous-champs, le résultat de l’addition de leurs vecteurs est vertical. Lorsque deux sous-champs sont en phase, le champ électrique résultant sera toujours stationnaire dans le même plan. Mais si l’un des sous-champs est plus lent que l’autre, le champ résultant commencera à tourner dans la direction dans laquelle l’onde se déplace (c’est ce qu’on appelle souvent la polarisation elliptique). Si un sous-champ est plus lent que les autres d'exactement un quart de longueur d'onde (la phase diffère de 90 degrés), alors nous obtenons une polarisation circulaire :

Pour convertir la polarisation linéaire d'une onde en polarisation circulaire et inversement, il est nécessaire de ralentir l'un des sous-champs par rapport aux autres d'exactement un quart de la longueur d'onde. Pour cela, un réseau (lame de phase quart d'onde) de fils parallèles espacés de 1/4 de longueur d'onde entre eux, situé à un angle de 45 degrés par rapport à l'horizontale, est le plus souvent utilisé.
Pour une onde traversant l'appareil, la polarisation linéaire se transforme en circulaire et circulaire en linéaire.

Une antenne Cassegrain à lame de phase plate fonctionnant sur ce principe est constituée de deux réflecteurs de taille égale. L'auxiliaire réfléchit uniquement les ondes polarisées horizontalement et transmet les ondes polarisées verticalement. Le principal reflète toutes les vagues. La plaque réflectrice auxiliaire est située devant la plaque réflectrice principale. Il se compose de deux parties : une plaque avec des fentes s'étendant à un angle de 45° et une plaque avec des fentes horizontales de moins de 1/4 de longueur d'onde de large.

Disons que l'alimentation transmet une onde à polarisation circulaire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'onde traverse la lame quart d'onde et devient une onde polarisée horizontalement. Il est réfléchi par les fils horizontaux. Il traverse à nouveau la plaque quart d'onde, de l'autre côté, et pour cela les fils de la plaque sont déjà orientés en miroir, c'est-à-dire comme s'ils étaient tournés de 90°. Le changement de polarisation précédent est inversé, de sorte que l'onde redevient polarisée circulairement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et retourne vers le réflecteur principal. Le réflecteur change de polarisation du sens inverse des aiguilles d'une montre au sens des aiguilles d'une montre. Il traverse les fentes horizontales du réflecteur auxiliaire sans résistance et sort en direction des cibles, polarisé verticalement. En mode réception, c'est l'inverse qui se produit.

Antenne à fente

Bien que les antennes décrites aient un gain assez élevé par rapport à la taille de l'ouverture, elles présentent toutes des inconvénients communs : une susceptibilité élevée des lobes latéraux (susceptibilité aux réflexions nuisibles de la surface terrestre et sensibilité aux cibles avec une faible zone de diffusion effective), une efficacité réduite en raison de blocage du faisceau (les petits radars, qui peuvent être utilisés à bord des avions, ont un problème de blocage ; les grands radars, où le problème de blocage est moindre, ne peuvent pas être utilisés dans les airs). En conséquence, un nouveau modèle d'antenne a été inventé : une antenne à fente. Il se présente sous la forme d'une surface métallique, généralement plate, dans laquelle sont découpés des trous ou des fentes. Lorsqu'il est irradié à la fréquence souhaitée, des ondes électromagnétiques sont émises par chaque fente, c'est-à-dire que les fentes agissent comme des antennes individuelles et forment un réseau. Le faisceau provenant de chaque fente étant faible, leurs lobes latéraux sont également très petits. Les antennes à fentes se caractérisent par un gain élevé, de petits lobes latéraux et un faible poids. Ils peuvent ne comporter aucune partie saillante, ce qui constitue dans certains cas un avantage important (par exemple, lorsqu'ils sont installés sur un avion).

Modèle directionnel

Antenne réseau à commande de phase passive (PFAR)

Radar avec MIG-31

Depuis les premiers jours du développement du radar, les développeurs ont été confrontés à un problème : l'équilibre entre la précision, la portée et le temps de balayage du radar. Cela se produit parce que les radars avec une largeur de faisceau plus étroite augmentent la précision (résolution accrue) et la portée à la même puissance (concentration de puissance). Mais plus la largeur du faisceau est petite, plus le radar balaie l'ensemble du champ de vision longtemps. De plus, un radar à gain élevé nécessitera des antennes plus grandes, ce qui n’est pas pratique pour un balayage rapide. Pour atteindre une précision pratique aux basses fréquences, le radar nécessiterait des antennes si énormes qu’il serait mécaniquement difficile de les faire tourner. Pour résoudre ce problème, une antenne réseau à commande de phase passive a été créée. Le contrôle du faisceau ne repose pas sur la mécanique, mais sur l’interférence des ondes. Si deux vagues ou plus du même type oscillent et se rencontrent en un point de l'espace, l'amplitude totale des vagues s'additionne à peu près de la même manière que les vagues sur l'eau. Selon les phases de ces ondes, les interférences peuvent les renforcer ou les affaiblir.

Le faisceau peut être façonné et contrôlé électroniquement en contrôlant la différence de phase d'un groupe d'éléments de transmission, contrôlant ainsi l'endroit où se produisent les interférences d'amplification ou d'atténuation. Il s'ensuit que le radar de l'avion doit comporter au moins deux éléments émetteurs pour contrôler le faisceau d'un côté à l'autre.

En règle générale, un radar PFAR se compose d'une alimentation, d'un LNA (amplificateur à faible bruit), d'un distributeur de puissance, de 1 000 à 2 000 éléments de transmission et d'un nombre égal de déphaseurs.

Les éléments émetteurs peuvent être des antennes isotropes ou directives. Quelques types typiques d’éléments de transmission :

Sur les premières générations d'avions de combat, les antennes patch (antennes ruban) étaient le plus souvent utilisées car elles étaient les plus simples à développer.

Les réseaux de phases actives modernes utilisent des émetteurs à rainure en raison de leurs capacités à large bande et de leur gain amélioré :

Quel que soit le type d'antenne utilisé, l'augmentation du nombre d'éléments rayonnants améliore les caractéristiques de directivité du radar.

Comme on le sait, pour une même fréquence radar, l’augmentation de l’ouverture entraîne une diminution de la largeur du faisceau, ce qui augmente la portée et la précision. Mais pour les réseaux multiéléments, il ne vaut pas la peine d'augmenter la distance entre les éléments émetteurs pour tenter d'augmenter l'ouverture et de réduire le coût du radar. Car si la distance entre les éléments est supérieure à la fréquence de fonctionnement, des lobes secondaires peuvent apparaître, dégradant considérablement les performances du radar.

La partie la plus importante et la plus coûteuse du PFAR sont les déphaseurs. Sans eux, il est impossible de contrôler la phase du signal et la direction du faisceau.

Il en existe différents types, mais ils peuvent généralement être divisés en quatre types.

Déphaseurs avec temporisation

Le type le plus simple de déphaseurs. Il faut du temps pour qu'un signal traverse une ligne de transmission. Ce retard, égal au déphasage du signal, dépend de la longueur de la ligne de transmission, de la fréquence du signal et de la vitesse de phase du signal dans le matériau de transmission. En commutant un signal entre deux ou plusieurs lignes de transmission d'une longueur donnée, le déphasage peut être contrôlé. Les éléments de commutation sont des relais mécaniques, des diodes à broches, des transistors à effet de champ ou des systèmes microélectromécaniques. Les diodes à broches sont souvent utilisées en raison de leur vitesse élevée, de leurs faibles pertes et de leurs circuits de polarisation simples qui fournissent des changements de résistance de 10 kΩ à 1 Ω.

Retard, sec = déphasage ° / (360 * fréquence, Hz)

Leur inconvénient est que l’erreur de phase augmente avec l’augmentation de la fréquence et augmente en taille avec la diminution de la fréquence. De plus, le changement de phase varie en fonction de la fréquence, ils ne sont donc pas applicables aux très basses et hautes fréquences.

Déphaseur réfléchissant/quadrature

Il s'agit généralement d'un dispositif de couplage en quadrature qui divise le signal d'entrée en deux signaux déphasés de 90°, qui sont ensuite réfléchis. Ils sont ensuite combinés en phase en sortie. Ce circuit fonctionne parce que les réflexions du signal provenant des lignes conductrices peuvent être déphasées par rapport au signal incident. Le déphasage varie de 0° (circuit ouvert, capacité varactor nulle) à -180° (court-circuit, capacité varactor infinie). De tels déphaseurs ont une large plage de fonctionnement. Cependant, les limitations physiques des varactors font qu'en pratique le déphasage ne peut atteindre que 160°. Mais pour un déplacement plus important, il est possible de combiner plusieurs de ces chaînes.

Modulateur de QI vectoriel

Tout comme un déphaseur réfléchissant, le signal est ici divisé en deux sorties avec un déphasage de 90 degrés. La phase d'entrée non biaisée est appelée canal I et la quadrature avec un décalage de 90 degrés est appelée canal Q. Chaque signal passe ensuite par un modulateur biphasique capable de décaler la phase du signal. Chaque signal est déphasé de 0° ou 180°, permettant de sélectionner n'importe quelle paire de vecteurs en quadrature. Les deux signaux sont ensuite recombinés. Puisque l'atténuation des deux signaux peut être contrôlée, non seulement la phase mais également l'amplitude du signal de sortie sont contrôlées.

Déphaseur sur les filtres passe-haut/bas

Il a été fabriqué pour résoudre le problème des déphaseurs à retardement qui ne peuvent pas fonctionner sur une large plage de fréquences. Il fonctionne en commutant le chemin du signal entre les filtres passe-haut et passe-bas. Semblable à un déphaseur temporisé, mais utilise des filtres au lieu de lignes de transmission. Le filtre passe-haut est constitué d'une série d'inductances et de condensateurs qui assurent une avance de phase. Un tel déphaseur fournit un déphasage constant dans la plage de fréquences de fonctionnement. Il est également beaucoup plus petit que les déphaseurs précédents répertoriés, c'est pourquoi il est le plus souvent utilisé dans les applications radar.

En résumé, par rapport à une antenne réfléchissante classique, les principaux avantages du PFAR seront : une vitesse de balayage élevée (augmentant le nombre de cibles suivies, réduisant la probabilité que la station détecte une alerte radiologique), l'optimisation du temps passé sur la cible, gain élevé et petits lobes secondaires (difficiles à brouiller et à détecter), séquence de balayage aléatoire (plus difficile à brouiller), possibilité d'utiliser des techniques spéciales de modulation et de détection pour extraire le signal du bruit. Les principaux inconvénients sont le coût élevé, l'incapacité de balayer sur une largeur supérieure à 60 degrés (le champ de vision d'un réseau de phases stationnaire est de 120 degrés, un radar mécanique peut l'étendre jusqu'à 360).

Antenne réseau à commande de phase active

À l’extérieur, AFAR (AESA) et PFAR (PESA) sont difficiles à distinguer, mais à l’intérieur ils sont radicalement différents. PFAR utilise un ou deux amplificateurs haute puissance pour transmettre un signal unique, qui est ensuite divisé en milliers de chemins pour des milliers de déphaseurs et d'éléments. Un radar AFAR se compose de milliers de modules de réception/émission. Étant donné que les émetteurs sont situés directement dans les éléments eux-mêmes, il n'y a pas de récepteur et d'émetteur séparés. Les différences d'architecture sont montrées sur l'image.

Dans AFAR, la plupart des composants, tels qu'un amplificateur de signal faible, un amplificateur haute puissance, un duplexeur et un déphaseur, sont de taille réduite et assemblés dans un boîtier appelé module d'émission/réception. Chacun des modules est un petit radar. Leur architecture est la suivante :

Bien que l'AESA et le PESA utilisent l'interférence des ondes pour façonner et dévier le faisceau, la conception unique de l'AESA offre de nombreux avantages par rapport au PFAR. Par exemple, un petit amplificateur de signal est situé à proximité du récepteur, avant les composants où une partie du signal est perdue, il a donc un meilleur rapport signal/bruit qu'un PFAR.

De plus, à capacités de détection égales, l’AFAR a un cycle de service et une puissance de crête inférieurs. De plus, étant donné que les modules APAA individuels ne reposent pas sur un seul amplificateur, ils peuvent transmettre simultanément des signaux à différentes fréquences. En conséquence, AFAR peut créer plusieurs faisceaux distincts, divisant le réseau en sous-réseaux. La capacité d'opérer sur plusieurs fréquences apporte le multitâche et la possibilité de déployer des systèmes de brouillage électronique n'importe où par rapport au radar. Mais former trop de faisceaux simultanés réduit la portée du radar.

Les deux principaux inconvénients de l’AFAR sont son coût élevé et son champ de vision limité à 60 degrés.

Antennes réseau hybrides électroniques-mécaniques

La vitesse de balayage très élevée du multiéléments est combinée à un champ de vision limité. Pour résoudre ce problème, les radars modernes placent des réseaux multiéléments sur un disque mobile, ce qui augmente le champ de vision. Ne confondez pas le champ de vision avec la largeur du faisceau. La largeur du faisceau fait référence au faisceau radar et le champ de vision fait référence à la taille globale de la zone balayée. Des faisceaux étroits sont souvent nécessaires pour améliorer la précision et la portée, mais un champ de vision étroit n'est généralement pas nécessaire.

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Antenne extérieure. Réflecteurs . Directivité de l'antenne.

Nous avons découvert de quoi dépend la portée de réception

Considéré la question de la sélection des câbles

Connectez l'antenne au téléviseur à l'aide d'une prise

Nous avons découvert de quoi fabriquer l'antenne (et le vibrateur)

Toutes les questions fabrication et conception d'antennes regarder

Les antennes ont un paramètre important - PZO - c'est le rapport antéro-arrière. Ce paramètre caractérise la directivité.

Antennes. Le PZO dépend de la conception et de la qualité de fabrication du réflecteur. Autrement dit : moins l’antenne « réagit »

Sur les signaux latéraux et arrière et donne un potentiel maximum du signal avant, mieux c'est. Bien sûr,

Explication simplifiée du PZO.

Dispositif d'antenne. Réflecteurs.

Considérons maintenant un élément d'antenne tel qu'un réflecteur (réflecteur). Nous assemblerons des réflecteurs de plusieurs

Détails. Le réflecteur le plus simple des antennes terrestres que vous puissiez voir est un tube fixé

Perpendiculaire au bras de l'antenne (Fig. 1).

Si tu as besoin programmespour le calcul antennes pour télévision analogique et numérique, mobile

téléphone, puis leur description et

En règle générale, ces réflecteurs étaient installés sur des antennes à portée métrique. De plus, pour les antennes des plus grands

longueurs d'onde du mètre.

Riz. 1

Dans la gamme de longueurs d'onde la plus courte de la gamme des compteurs, les réflecteurs représentés sur la Fig. 2. Tous

La structure était fixée à une flèche horizontale. Parfois, de tels réflecteurs étaient également utilisés en décimètre

Gamme.

Riz. 2Dispositif d'antenne. Directivité de l'antenne. Fabrication d'antennes. Assemblage d'antenne.

Le plus souvent, on pouvait voir des antennes UHF réalisées selon le schéma de la Fig. 3. Appareil

Les antennes avec réflecteur sont fabriquées selon ce schéma, ainsi que selon le schéma de la Fig. 2, mais le nombre d'éléments a été augmenté.

Nous avons ici une conception plus exigeante en main d’œuvre. Pour assurer une bonne directivité de l'antenne (APO),

Il est nécessaire d'installer un grand nombre d'éléments à faible distance les uns des autres.

Riz. 3 Dispositif d'antenne. Directivité de l'antenne. Fabrication d'antennes. Assemblage d'antenne.

En figue. 4 une antenne a été réalisée avec un réflecteur en forme de cadre métallique, sur lequel au lieu de tubes elle était tendue

Fil relativement fin. L'assemblage d'une antenne avec un tel réflecteur est beaucoup plus simple que selon le schéma de la Fig. 3. Pour

Pour obtenir les valeurs maximales de PZO, il faut placer le fil parallèle à distance λ/20.

λ - la longueur d'onde la plus courte du signal reçu.

Riz. 4 Dispositif d'antenne. Directivité de l'antenne. Fabrication d'antennes. Assemblage d'antenne.

En figue. La figure 5 montre un réflecteur d'antenne directionnelle, réalisé, comme dans le schéma de la figure 4, en métal.

Cadres, mais au lieu de fil, un treillis métallique est tendu sur le cadre. Tous les dispositifs d'antenne doivent

Assurer un bon contact électrique entre les tubes, fils et treillis avec l'ossature métallique, et dans le cas de treillis,

De plus, il est nécessaire de souder ou de souder les nœuds du maillage.

Soit un ensemble d'émetteurs secondaires situés par rapport à l'émetteur primaire du côté opposé au lobe principal du diagramme de rayonnement de l'antenne afin d'augmenter la directivité de l'antenne

Utilisé dans le document :

GOST 24375-80

Dictionnaire des télécommunications. 2013 .

Voyez ce qu'est « Réflecteur d'antenne » dans d'autres dictionnaires :

réflecteur d'antenne- Réflecteur NPD. réflecteur Un émetteur secondaire d'une antenne ou un ensemble d'émetteurs secondaires situé par rapport à l'émetteur primaire du côté opposé au lobe principal du diagramme de rayonnement de l'antenne afin d'augmenter ... ... Guide du traducteur technique

Réflecteur d'antenne- 397. Réflecteur d'antenne Réflecteur NDP. Source du réflecteur : GOST 24375 80 : Communications radio. Termes et définitions document original... Dictionnaire-ouvrage de référence des termes de la documentation normative et technique

RÉFLECTEUR- (nouveau lat., de lat. réflecteur pour dévier, se replier). Réflecteur; un miroir concave pour réfléchir les rayons et amplifier la lumière à travers lui ; projectile pour réfléchir la chaleur. Dictionnaire de mots étrangers inclus dans la langue russe. Chudinov A.N., 1910.… … Dictionnaire des mots étrangers de la langue russe

Réflecteur- Un réflecteur est un réflecteur ou un miroir d'une antenne ou d'une autre source ou récepteur de tout rayonnement. Le réflecteur (télescope) est un télescope dont la lentille est un miroir. Le réflecteur est un nom commun pour le ménage... ... Wikipédia

RÉFLECTEUR- (du latin réflecto je me retourne je réfléchis), 1) un réflecteur est un dispositif constitué d'un ou plusieurs miroirs et assurant une réflexion presque complète des ondes électromagnétiques (par exemple la lumière) ou sonores incidentes sur lui. Surface réfléchissante... ... Grand dictionnaire encyclopédique

réflecteur- un, m. réflecteur, germe. Réflecteur lat. réfléchissez, faites demi-tour. 1. Réflecteur de lumière en forme de miroir concave. BAS 1. Dans le couloir... au mur était accroché un chandelier en étain avec un réflecteur, qui à Moscou, pour une raison quelconque, est appelé une lampe frontale.... ... Dictionnaire historique des gallicismes de la langue russe

réflecteur- UN; m. [de lat. réflectere revenir en arrière, réfléchir] 1. Un réflecteur de rayons émanant d'une source de lumière. Placez p sur la lampe. // Détendez-vous Une source lumineuse équipée d'un tel réflecteur. Éclairez la scène avec des réflecteurs. Travaillez sous la lumière de réflecteurs. 2.… … Dictionnaire encyclopédique

RÉFLECTEUR- (du latin reflexo je me penche en arrière, je tourne) 1) un télescope dans lequel l'image d'un corps céleste est créée par un miroir concave ou un système de miroirs. Le récepteur de rayonnement peut être situé au Ch. mise au point parabolique rétroviseurs, du côté du tuyau R., derrière... ... Grand dictionnaire polytechnique encyclopédique

Réflecteur (miroir)- Antenne radio avec réflecteur (arrière, tige la plus longue)... Wikipédia

Réflecteur- (de lat. réflecteur à retourner réfléchir) 1) Un réflecteur est un dispositif constitué d'un ou plusieurs miroirs et fournissant une réflexion presque complète des ondes électromagnétiques (par exemple la lumière) ou sonores qui y arrivent. Surface réfléchissante... ... Dictionnaire astronomique

Utilisation : dans la technologie des antennes. L'essence de l'invention : le réflecteur d'antenne est constitué de boîtiers entre lesquels un remplissage est placé. Sur l'une des peaux se trouve une surface réfléchissante constituée d'éléments réfléchissants superposés sous forme de polygones curvilignes ou réguliers. Les peaux peuvent être réalisées multicouches, et chaque couche est constituée d'éléments en forme de polygones curvilignes ou réguliers, les couches de peau sont situées symétriquement par rapport au filler. De plus, les couches supérieures sont formées d'éléments en forme de carrés curvilignes. 4 salaire f-ly, 3 malades.

L'invention concerne le domaine de la technique radio, notamment la conception de réflecteurs d'antenne. On connaît également un réflecteur d'antenne, réalisé sous la forme d'une structure multicouche avec une couche réfléchissante en tissu métallisé dont la matière première est des fibres synthétiques ou naturelles enduites de cuivre, d'argent ou de nickel. Pour former une surface réfléchissante, un tissu pré-imprégné d'un liant est découpé en coins façonnés. Pour ce faire, en utilisant la méthode de conception centrale utilisant un ordinateur, le tissu est découpé en coins et, en plaçant les coins se chevauchant, une surface réfléchissante incurvée du miroir est formée. Une telle découpe du préimprégné de la surface réfléchissante du réflecteur d'antenne n'assure pas l'isotropie de cette couche par rapport à l'axe de rotation du paraboloïde du fait de la présence de directions de coin choisies, ce qui conduit à des caractéristiques mécaniques inégales et, par conséquent, distorsion des caractéristiques radio. Lors de la pose d'un coin, l'étirement du préimprégné est inévitable, puisque le paraboloïde est une surface non développable, déformation du coin lorsqu'il est appliqué sur cette surface avec violation de l'angle des cellules du maillage, ce qui affecte les propriétés structurelles de le réflecteur d'antenne, tel que le module élastique, la résistance, ainsi que la déformation thermique du réflecteur. Lorsque des changements de température se produisent lors de la fabrication du réflecteur et de son fonctionnement, des contraintes internes apparaissent dans le matériau de la couche réfléchissante, conduisant à un délaminage. Les phénomènes de violation de l'uniformité des flans préimprégnés s'intensifient avec une augmentation du diamètre du réflecteur et, par conséquent, avec une augmentation de la longueur des pièces préimprégnées, ce qui contribue à la formation de plis, de rides et d'irrégularités similaires. De plus, la pose d'un réflecteur parabolique de grand diamètre est low-tech, puisque la découpe fixe l'emplacement de chaque cale. L'objectif de l'invention est de créer un réflecteur d'antenne, de forme principalement parabolique, présentant des performances radio élevées, une fiabilité et une rigidité accrues en minimisant les contraintes internes et l'entraînement pendant sa fabrication et son fonctionnement, ainsi qu'en augmentant la capacité de fabrication. Pour atteindre cet objectif, le réflecteur d'antenne, de forme majoritairement parabolique, est réalisé sous la forme d'un produit multicouche, comprenant une charge alvéolaire ou poreuse située entre les peaux, tandis que la peau interne contient une couche réfléchissante disposée avec un chevauchement de bandes courbes. ou des polygones réguliers, par exemple sous la forme d'un trapèze courbe ou de formes hexagonales. Des couches de peaux peuvent également être disposées à partir de polygones courbes ou réguliers, par exemple des figures hexagonales. Les couches des peaux interne et externe du réflecteur d'antenne sont disposées de manière miroir par rapport à la charge cellulaire. Les couches situées au-dessus du réflecteur d'antenne sont constituées de carrés incurvés. Le réflecteur de la conception proposée assure des performances radio élevées de l'antenne du fait que les couches de peaux sont disposées à partir d'éléments en forme de polygones réguliers, principalement des pentagones ou des hexagones, tandis que les couches sont orientées les unes par rapport aux autres par rotation. sous un angle constant. Compte tenu des côtés et de la disposition miroir des couches de peau par rapport à la charge cellulaire, une surface parabolique rigide uniforme, pratiquement isotrope en propriétés mécaniques, est obtenue, éliminant les écarts par rapport à la géométrie spécifiée lors de la fabrication et du fonctionnement du réflecteur d'antenne. Les côtés relativement courts des polygones courbes assurent un bon chevauchement avec la surface parabolique, augmentant ainsi la résistance mécanique de la structure. La possibilité d'unifier les éléments garantit la fabricabilité du réflecteur d'antenne, élimine les déchets lors de la découpe et réduit le coût de sa production. En figue. La figure 1 montre le réflecteur d'antenne (vue générale) ; sur la figure 2, le nœud I sur la figure 1 ; sur la figure 3, nœud II sur la figure 2. Le réflecteur d'antenne est un produit multicouche, comprenant une peau interne 1, une peau externe 2 et une âme en nid d'abeille 3 située entre elles. Les peaux sont multicouches, les couches étant constituées de polygones incurvés ou réguliers 4. La peau interne présente un élément réfléchissant. couche 5, qui est constituée de deux couches de fibres de carbone disposées à un angle de 90° l'une par rapport à l'autre. La couche réfléchissante 5 est située entre les couches externe 6 et interne 7 du revêtement interne du réflecteur d'antenne, en fibre de verre. La peau externe 2 est constituée de quatre couches de fibre de verre. L'agencement de la peau externe est une image miroir de l'agencement de la peau interne par rapport à l'âme en nid d'abeille PSP à base de papier finelon et d'un liant phénolique. Fabrication d'un réflecteur d'un diamètre de 2 m pour une antenne d'une distance focale de 82 cm, conçue pour fonctionner dans la plage de 10 à 12 GHz à une longueur d'onde de 2,5 à 3 cm. La fabrication d'un réflecteur d'antenne comprend les opérations suivantes. Fabrication de revêtement intérieur. Le revêtement multicouche interne est réalisé par assemblage séquentiel du colis : dans un premier temps, la première couche de fibre de verre T-11 imprégnée d'un liant thermodurcissable à base de résine époxy « Sport » est posée sur la surface de l'équipement non métallique dans le sens « 0 ». " direction. Ensuite, disposez les deuxième et troisième couches réfléchissantes de fibre de carbone ELUR-0,08, en les positionnant l'une par rapport à l'autre à un angle de 90° et par rapport à la première couche à un angle de 45°. Disposez ensuite la quatrième couche de fibre de verre T-11 imprégnée du liant « Sport » à un angle de 90° par rapport à la première couche. Chacune des quatre couches est disposée avec un chevauchement des flans, obtenu par découpe du préimprégné, sous la forme d'un trapèze courbe. Les dimensions géométriques du trapèze incurvé ont été déterminées expérimentalement ; la hauteur du trapèze était de 30 cm et la largeur était de 40 cm. L'emballage technologique est conditionné dans un étui hermétique et le moulage sous vide est effectué à une température de 130 °C et sous une pression. de 0,5 à 0,7 kg/cm 2 pendant 2 heures. Sur la peau ainsi réalisée, on applique une couche de colle VK-51 et une couche de support en nid d'abeille PSP à base de papier finelon et d'un liant phénolique avec une taille d'alvéole de 5. mm et une hauteur de 50 mm est posée. La peau extérieure du réflecteur, constituée de quatre couches de fibre de verre T-11 imprégnées du liant thermodurcissable « Sport », est posée sur la couche de support en âme en nid d'abeille, à partir d'ébauches prédécoupées en forme de trapèze incurvé. Dans ce cas, la disposition des couches de la peau externe est une image miroir de la disposition des couches de la peau interne du réflecteur. L'ensemble technologique assemblé est conditionné dans un étui hermétique et le moulage sous vide est également effectué à 130° et sous une pression de 0,5 à 0,7 kg/cm 2 pendant 2 heures. Le réflecteur d'antenne ainsi fabriqué correspondait aux caractéristiques techniques radio spécifiées.

Réclamer

1. Réflecteur d'antenne contenant une surface réfléchissante constituée d'éléments réfléchissants superposés sur une coque support, caractérisé en ce que la coque support est constituée de peaux entre lesquelles est placée une charge poreuse ou alvéolaire, et les éléments réfléchissants sont réalisés sous forme de polygones courbes ou réguliers et posés sur une des peaux. 2. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément réfléchissant est réalisé en forme de trapèze ou d'hexagone courbé. 3. Réflecteur selon les paragraphes. 1 et 2, caractérisé en ce que les peaux sont constituées de multicouches, et chaque couche est formée d'éléments en forme de polygones curvilignes ou réguliers. 4. Réflecteur selon les paragraphes. 1 3, caractérisé en ce que les couches cutanées sont situées symétriquement par rapport à la charge cellulaire. 5. Réflecteur selon les paragraphes. 1 4, caractérisé en ce que les couches à son sommet sont formées d'éléments en forme de carrés curvilignes.