• Vertimas

Straipsnį versti pasiūlė alessandro893. Medžiaga paimta iš plačios informacinės svetainės, kurioje visų pirma aprašomi radarų veikimo ir konstrukcijos principai.

Antena yra elektrinis prietaisas, paverčiantis elektros energiją radijo bangomis ir atvirkščiai. Antena naudojama ne tik radaruose, bet ir trukdžiuose, perspėjimo apie radiaciją sistemose bei ryšių sistemose. Perdavimo metu antena sutelkia radaro siųstuvo energiją ir suformuoja norima kryptimi nukreiptą spindulį. Priimdama antena surenka grįžtančią radaro energiją, esančią atspindėtuose signaluose, ir perduoda juos imtuvui. Antenos dažnai skiriasi spindulio forma ir efektyvumu.

Kairėje yra izotropinė antena, dešinėje - kryptinė antena

Dipolio antena

Dipolio antena, arba dipolis, yra paprasčiausia ir populiariausia antenų klasė. Susideda iš dviejų identiškų laidų, laidų arba strypų, dažniausiai turinčių dvišalę simetriją. Siuntimo prietaisams į jį tiekiama srovė, o priimantiems įrenginiams signalas priimamas tarp dviejų antenos pusių. Abi siųstuvo ar imtuvo tiektuvo pusės yra prijungtos prie vieno iš laidų. Dipoliai yra rezonuojančios antenos, tai yra, jų elementai tarnauja kaip rezonatoriai, kuriuose stovinčios bangos pereina iš vieno galo į kitą. Taigi dipolio elementų ilgį lemia radijo bangos ilgis.

Kryptinis modelis

Dipoliai yra įvairiakryptės antenos. Dėl šios priežasties jie dažnai naudojami ryšių sistemose.

Antena asimetrinio vibratoriaus (monopolio) pavidalu

Asimetrinė antena yra pusė dipolio antenos ir yra sumontuota statmenai laidžiam paviršiui, horizontaliai atspindinčiam elementui. Monopolio antenos kryptingumas yra du kartus didesnis nei dvigubo ilgio dipolio antenos, nes po horizontaliu atspindinčiu elementu nėra spinduliuotės. Šiuo atžvilgiu tokios antenos efektyvumas yra dvigubai didesnis ir ji gali toliau perduoti bangas naudodama tą pačią perdavimo galią.

Kryptinis modelis

Bangų kanalo antena, Yagi-Uda antena, Yagi antena

Kryptinis modelis

Kampinė antena

Antenos tipas, dažnai naudojamas VHF ir UHF siųstuvuose. Jį sudaro švitintuvas (tai gali būti dipolis arba Yagi matrica), sumontuotas prieš du plokščius stačiakampius atspindinčius ekranus, sujungtus 90° kampu. Metalo lakštas arba tinklelis (žemo dažnio radarams) gali veikti kaip atšvaitas, mažinantis svorį ir vėjo pasipriešinimą. Kampinės antenos turi platų diapazoną, o stiprinimas yra apie 10-15 dB.

Kryptinis modelis

Vibratoriaus log-periodinė (logaritminė periodinė) antena arba log-periodinė simetrinių vibratorių matrica

Log-periodic antena (LPA) susideda iš kelių palaipsniui didėjančio ilgio pusiau bangos dipolių emiterių. Kiekvienas susideda iš poros metalinių strypų. Dipoliai yra pritvirtinti glaudžiai, vienas už kito ir lygiagrečiai, priešingomis fazėmis, prijungti prie tiektuvo. Ši antena atrodo panaši į Yagi anteną, tačiau veikia kitaip. Pridėjus elementus prie Yagi antenos padidėja jos kryptingumas (stiprinimas), o pridėjus elementus prie LPA padidėja jos pralaidumas. Pagrindinis jos pranašumas prieš kitas antenas – itin platus veikimo dažnių diapazonas. Antenos elementų ilgiai yra susiję vienas su kitu pagal logaritminį dėsnį. Ilgiausio elemento ilgis yra 1/2 žemiausio dažnio bangos ilgio, o trumpiausias – 1/2 didžiausio dažnio bangos ilgio.

Kryptinis modelis

Sraigtinė antena

Sraigtinė antena susideda iš laidininko, susukto į spiralę. Paprastai jie montuojami virš horizontalaus atspindinčio elemento. Tiektuvas yra prijungtas prie spiralės apačios ir horizontalios plokštumos. Jie gali veikti dviem režimais – normaliu ir ašiniu.

Normalus (skersinis) režimas: spiralės matmenys (skersmuo ir pokrypis) yra maži, palyginti su perduodamo dažnio bangos ilgiu. Antena veikia taip pat, kaip sutrumpintas dipolis arba monopolis, su tuo pačiu spinduliavimo modeliu. Spinduliuotė yra tiesiškai poliarizuota lygiagrečiai spiralės ašiai. Šis režimas naudojamas kompaktiškose antenose, skirtose nešiojamiesiems ir mobiliesiems radijo imtuvams.

Ašinis režimas: spiralės matmenys yra panašūs į bangos ilgį. Antena veikia kaip kryptinė, perduodama spindulį iš spiralės galo išilgai savo ašies. Skleidžia žiedinės poliarizacijos radijo bangas. Dažnai naudojamas palydoviniam ryšiui.

Kryptinis modelis

Rombinė antena

Deimantinė antena yra plačiajuosčio ryšio kryptinė antena, susidedanti iš vieno ar trijų lygiagrečių laidų, pritvirtintų virš žemės deimanto pavidalu, kiekvienoje viršūnėje paremta bokšteliais arba stulpais, prie kurių laidai pritvirtinami naudojant izoliatorius. Visos keturios antenos pusės yra vienodo ilgio, dažniausiai bent tokio pat bangos ilgio arba ilgesnės. Dažnai naudojamas ryšiui ir darbui dekametro bangų diapazone.

Kryptinis modelis

Dvimatis antenos matrica

Kelių elementų dipolių masyvas, naudojamas HF juostose (1,6–30 MHz), susidedantis iš dipolių eilučių ir stulpelių. Eilučių skaičius gali būti 1, 2, 3, 4 arba 6. Stulpelių skaičius gali būti 2 arba 4. Dipoliai yra horizontaliai poliarizuoti, o už dipolio matricos uždedamas atspindintis ekranas, suteikiantis sustiprintą spindulį. Dipolio stulpelių skaičius lemia azimutinio pluošto plotį. 2 stulpelių spinduliavimo modelio plotis yra apie 50°, 4 stulpelių – 30°. Tolimąją šviesą galima pakreipti 15° arba 30°, kad aprėpimas būtų 90°.

Eilučių skaičius ir žemiausio elemento aukštis virš žemės nulemia pakilimo kampą ir aptarnaujamo ploto dydį. Dviejų eilučių masyvo kampas yra 20°, o keturių eilučių masyvo kampas yra 10°. Dvimatės matricos spinduliuotė dažniausiai artėja prie jonosferos nedideliu kampu ir dėl žemo dažnio dažnai atsispindi atgal į žemės paviršių. Kadangi spinduliuotė gali daug kartų atsispindėti tarp jonosferos ir žemės, antenos veikimas neapsiriboja horizontu. Dėl to tokia antena dažnai naudojama tolimojo ryšio ryšiams.

Kryptinis modelis

Garso antena

Rago antena susideda iš besiplečiančio rago formos metalinio bangolaidžio, kuris surenka radijo bangas į spindulį. Garso antenos turi labai platų veikimo dažnių diapazoną, jos gali veikti su 20 kartų tarpais jo ribose – pavyzdžiui, nuo 1 iki 20 GHz. Stiprinimas svyruoja nuo 10 iki 25 dB, ir jie dažnai naudojami kaip didesnių antenų tiekimas.

Kryptinis modelis

Parabolinė antena

Viena iš populiariausių radaro antenų yra parabolinis reflektorius. Tiekimas yra parabolės židinyje, o radaro energija nukreipiama į reflektoriaus paviršių. Dažniausiai kaip tiekimas naudojama rago antena, tačiau galima naudoti ir dipolinę, ir spiralinę anteną.

Kadangi taškinis energijos šaltinis yra židinyje, jis paverčiamas pastovios fazės bangos frontu, todėl parabolė puikiai tinka naudoti radare. Keičiant atspindinčio paviršiaus dydį ir formą, galima sukurti įvairių formų pluoštus ir spinduliavimo raštus. Parabolinių antenų kryptingumas yra daug geresnis nei Yagi ar dipolio, stiprinimas gali siekti 30-35 dB. Pagrindinis jų trūkumas yra nesugebėjimas valdyti žemų dažnių dėl savo dydžio. Kitas dalykas yra tai, kad švitintuvas gali blokuoti dalį signalo.

Kryptinis modelis

Cassegrain antena

Cassegrain antena yra labai panaši į įprastą parabolinę anteną, tačiau radaro spinduliui sukurti ir sufokusuoti naudojama dviejų atšvaitų sistema. Pagrindinis atšvaitas yra parabolinis, o pagalbinis – hiperbolinis. Švitintuvas yra viename iš dviejų hiperbolės židinių. Radaro energija iš siųstuvo atsispindi iš papildomo reflektoriaus į pagrindinį ir sufokusuojama. Iš taikinio grįžtančią energiją surenka pagrindinis reflektorius ir atspindi pluoštas, susiliejantis viename taške į pagalbinį. Tada jis atsispindi pagalbiniame reflektoriaus ir surenkamas toje vietoje, kur yra švitintuvas. Kuo didesnis pagalbinis atšvaitas, tuo jis gali būti arčiau pagrindinio. Ši konstrukcija sumažina ašinius radaro matmenis, bet padidina diafragmos šešėlį. Mažas pagalbinis atšvaitas, priešingai, sumažina angos šešėliavimą, tačiau jis turi būti atokiau nuo pagrindinio. Privalumai, palyginti su paraboline antena: kompaktiškumas (nepaisant antrojo atšvaito, bendras atstumas tarp dviejų reflektorių yra mažesnis nei atstumas nuo parabolinės antenos tiekimo iki reflektoriaus), mažesni nuostoliai (imtuvas gali būti arti garso signalo skleidėjui), sumažinti antžeminių radarų šoninių skilčių trukdžiai. Pagrindiniai trūkumai: spindulys blokuojamas stipriau (pagalbinio reflektoriaus ir pastūmos dydis yra didesnis nei įprastos parabolinės antenos padavimo dydis), blogai veikia esant plačiam bangų diapazonui.

Kryptinis modelis

Antena Gregory

Kairėje yra Gregory antena, dešinėje - Cassegrain antena

Gregory parabolinė antena savo struktūra labai panaši į Cassegrain anteną. Skirtumas tas, kad pagalbinis atšvaitas yra išlenktas priešinga kryptimi. Gregory dizainas gali naudoti mažesnį antrinį reflektorių, palyginti su Cassegrain antena, todėl mažiau užblokuojamas spindulys.

Offsetinė (asimetrinė) antena

Kaip rodo pavadinimas, ofsetinės antenos emiteris ir pagalbinis reflektorius (jei tai yra Gregory antena) yra nukrypę nuo pagrindinio reflektoriaus centro, kad neužblokuotų pluošto. Ši konstrukcija dažnai naudojama parabolinėse ir Grigaliaus antenose, siekiant padidinti efektyvumą.

Cassegrain antena su plokščia faze plokšte

Kitas dizainas, skirtas kovoti su spindulio blokavimu pagalbiniu atšvaitu, yra plokščia plokštelė Cassegrain antena. Jis veikia atsižvelgiant į bangų poliarizaciją. Elektromagnetinė banga turi 2 komponentus – magnetinį ir elektrinį, kurie visada yra statmeni vienas kitam ir judėjimo krypčiai. Bangos poliarizaciją lemia elektrinio lauko orientacija, ji gali būti linijinė (vertikali/horizontali) arba apskrita (apvali arba elipsinė, sukama pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę). Įdomus dalykas, susijęs su poliarizacija, yra poliarizatorius arba bangų filtravimo procesas, paliekant tik bangas, poliarizuotas viena kryptimi arba plokštumoje. Paprastai poliarizatorius yra pagamintas iš medžiagos, turinčios lygiagretų atomų išdėstymą, arba tai gali būti lygiagrečių laidų gardelė, kurios atstumas yra mažesnis už bangos ilgį. Dažnai manoma, kad atstumas turėtų būti maždaug pusė bangos ilgio.

Paplitęs klaidingas supratimas, kad elektromagnetinė banga ir poliarizatorius veikia panašiai kaip svyruojantis kabelis ir lentų tvora – tai, pavyzdžiui, horizontaliai poliarizuotą bangą turi blokuoti ekranas su vertikaliais plyšiais.

Tiesą sakant, elektromagnetinės bangos elgiasi kitaip nei mechaninės bangos. Lygiagrečių horizontalių laidų gardelė visiškai blokuoja ir atspindi horizontaliai poliarizuotą radijo bangą ir perduoda vertikaliai poliarizuotą – ir atvirkščiai. Priežastis yra tokia: kai elektrinis laukas arba banga yra lygiagreti vielai, jis sužadina elektronus išilgai laido, o kadangi laido ilgis yra daug kartų didesnis už jo storį, elektronai gali lengvai judėti ir sugeria didžiąją dalį bangos energijos. Elektronų judėjimas sukels srovės atsiradimą, o srovė sukurs savo bangas. Šios bangos panaikins perdavimo bangas ir elgsis kaip atspindėtos bangos. Kita vertus, kai bangos elektrinis laukas yra statmenas laidams, jis sužadins elektronus per visą laido plotį. Kadangi elektronai tokiu būdu negalės aktyviai judėti, atsispindės labai mažai energijos.

Svarbu pažymėti, kad nors daugelyje iliustracijų radijo bangos turi tik 1 magnetinį ir 1 elektrinį lauką, tai nereiškia, kad jos svyruoja griežtai toje pačioje plokštumoje. Tiesą sakant, galima įsivaizduoti, kad elektriniai ir magnetiniai laukai susideda iš kelių polaukių, kurie susijungia vektoriškai. Pavyzdžiui, vertikaliai poliarizuotai bangai iš dviejų polaukių, jų vektorių pridėjimo rezultatas yra vertikalus. Kai du polaukiai yra fazėje, susidaręs elektrinis laukas visada bus nejudantis toje pačioje plokštumoje. Bet jei vienas iš polaukių yra lėtesnis už kitą, gautas laukas pradės suktis ta kryptimi, kuria juda banga (tai dažnai vadinama elipsine poliarizacija). Jei vienas polaukis yra lėtesnis už kitus lygiai ketvirtadaliu bangos ilgio (fazė skiriasi 90 laipsnių), tada gauname žiedinę poliarizaciją:

Norint paversti tiesinę bangos poliarizaciją į žiedinę poliarizaciją ir atgal, reikia sulėtinti vieną iš polaukių kitų atžvilgiu lygiai ketvirtadaliu bangos ilgio. Tam dažniausiai naudojama lygiagrečių laidų, kurių atstumas tarp jų yra 1/4 bangos ilgio, grotelė (ketvirtos bangos fazinė plokštė), esanti 45 laipsnių kampu horizontalės atžvilgiu.
Per prietaisą einančios bangos linijinė poliarizacija virsta apskrita, o apskrita - tiesine.

Šiuo principu veikianti Cassegrain antena su plokščia fazine plokšte susideda iš dviejų vienodo dydžio reflektorių. Pagalbinis prietaisas atspindi tik horizontaliai poliarizuotas bangas ir perduoda vertikaliai poliarizuotas bangas. Pagrindinis atspindi visas bangas. Pagalbinė reflektoriaus plokštė yra priešais pagrindinę. Jis susideda iš dviejų dalių – plokštės su plyšiais, einančiomis 45° kampu, ir plokštės su horizontaliais plyšiais, kurių plotis mažesnis nei 1/4 bangos ilgio.

Tarkime, tiekimas perduoda bangą su apskrita poliarizacija prieš laikrodžio rodyklę. Banga praeina per ketvirčio bangos plokštę ir tampa horizontaliai poliarizuota banga. Jis atsispindi nuo horizontalių laidų. Jis vėl praeina per ketvirčio bangos plokštę, iš kitos pusės, ir jai plokštės laidai jau yra orientuoti į veidrodinį vaizdą, tai yra, tarsi pasukti 90°. Ankstesnis poliarizacijos pokytis yra atvirkštinis, todėl banga vėl tampa žiedine poliarizuota prieš laikrodžio rodyklę ir grįžta atgal į pagrindinį reflektorių. Atšvaitas keičia poliarizaciją iš prieš laikrodžio rodyklę į pagal laikrodžio rodyklę. Jis be pasipriešinimo praeina per horizontalius pagalbinio reflektoriaus plyšius ir vertikaliai poliarizuotas išeina taikinių kryptimi. Priėmimo režimu atsitinka priešingai.

Lizdinė antena

Nors aprašytos antenos turi gana didelį stiprinimą, palyginti su diafragmos dydžiu, jos visos turi bendrų trūkumų: didelis šoninių skilčių jautrumas (jautrumas trikdžiams atspindžiams nuo žemės paviršiaus ir jautrumas taikiniams, kurių efektyvusis sklaidos plotas), sumažėjęs efektyvumas dėl spindulio blokavimas (maži radarai, kuriuos galima naudoti orlaiviuose, turi blokavimo problemą; dideli radarai, kur blokavimo problema mažesnė, ore negali būti naudojami). Dėl to buvo išrastas naujas antenos dizainas - lizdinė antena. Jis pagamintas iš metalinio paviršiaus, dažniausiai plokščio, kuriame išpjaunamos skylės arba plyšiai. Kai jis apšvitinamas norimu dažniu, iš kiekvieno lizdo skleidžiamos elektromagnetinės bangos – tai yra, lizdai veikia kaip atskiros antenos ir sudaro masyvą. Kadangi iš kiekvieno lizdo sklindantis spindulys yra silpnas, jų šoninės skiltys taip pat yra labai mažos. Lizdinėms antenoms būdingas didelis stiprinimas, mažos šoninės skiltys ir mažas svoris. Juose gali nebūti išsikišusių dalių, o tai kai kuriais atvejais yra svarbus jų privalumas (pavyzdžiui, įrengiant orlaivyje).

Kryptinis modelis

Pasyvioji fazinė masyvo antena (PFAR)

Radaras su MIG-31

Nuo pat pirmųjų radarų kūrimo dienų kūrėjus kamavo viena problema: balansas tarp radaro tikslumo, nuotolio ir skenavimo laiko. Taip yra dėl to, kad siauresnio spindulio radarai padidina tikslumą (padidina skiriamąją gebą) ir nuotolią esant tokiai pačiai galiai (galios koncentracija). Tačiau kuo mažesnis spindulio plotis, tuo ilgiau radaras skenuoja visą matymo lauką. Be to, didelio stiprumo radarui reikės didesnių antenų, o tai nepatogu greitai nuskaityti. Norint pasiekti praktinį tikslumą esant žemiems dažniams, radarui reikėtų tokių didelių antenų, kad jas būtų sunku mechaniškai pasukti. Norėdami išspręsti šią problemą, buvo sukurta pasyvi fazinė masyvo antena. Jis remiasi ne mechanika, o bangų trukdžiais, kad valdytų spindulį. Jei dvi ar daugiau to paties tipo bangų svyruoja ir susitinka viename erdvės taške, bendra bangų amplitudė sumuojasi panašiai kaip bangos vandenyje. Priklausomai nuo šių bangų fazių, trukdžiai jas gali sustiprinti arba susilpninti.

Spindulys gali būti formuojamas ir valdomas elektroniniu būdu, valdant siunčiančių elementų grupės fazių skirtumą – taip valdant, kur atsiranda stiprinimo ar slopinimo trukdžiai. Iš to išplaukia, kad orlaivio radaras turi turėti bent du perdavimo elementus, kad būtų galima valdyti spindulį iš vienos pusės į kitą.

Paprastai PFAR radarą sudaro 1 tiekimas, vienas LNA (mažo triukšmo stiprintuvas), vienas galios skirstytuvas, 1000–2000 siųstuvų ir tiek pat fazių keitiklių.

Perduodantys elementai gali būti izotropinės arba kryptinės antenos. Kai kurie tipiški perdavimo elementų tipai:

Pirmųjų kartų naikintuvuose dažniausiai buvo naudojamos pataisinės antenos (juostinės antenos), nes jas buvo lengviausia sukurti.

Šiuolaikinės aktyviosios fazės matricos naudoja griovelius dėl plačiajuosčio ryšio galimybių ir pagerinto stiprinimo:

Nepriklausomai nuo naudojamos antenos tipo, padidinus spinduliuojančių elementų skaičių, pagerėja radaro kryptingumo charakteristikos.

Kaip žinome, tuo pačiu radaro dažniu padidinus diafragmą sumažėja spindulio plotis, o tai padidina diapazoną ir tikslumą. Tačiau fazinėms matricoms neverta didinti atstumo tarp skleidžiančių elementų, siekiant padidinti diafragmą ir sumažinti radaro kainą. Nes jei atstumas tarp elementų yra didesnis nei veikimo dažnis, gali atsirasti šoninių skilčių, kurios gerokai pablogins radaro veikimą.

Svarbiausia ir brangiausia PFAR dalis yra fazių keitikliai. Be jų neįmanoma valdyti signalo fazės ir pluošto krypties.

Jie būna įvairių tipų, tačiau paprastai juos galima suskirstyti į keturis tipus.

Fazių perjungikliai su laiko uždelsimu

Paprasčiausias fazių keitiklių tipas. Signalui perduoti perdavimo linija reikia laiko. Šis delsimas, lygus signalo fazės poslinkiui, priklauso nuo perdavimo linijos ilgio, signalo dažnio ir signalo fazinio greičio siunčiančioje medžiagoje. Perjungiant signalą tarp dviejų ar daugiau tam tikro ilgio perdavimo linijų, galima valdyti fazės poslinkį. Perjungimo elementai yra mechaninės relės, kontaktiniai diodai, lauko tranzistoriai arba mikroelektromechaninės sistemos. Kaiščių diodai dažnai naudojami dėl didelio greičio, mažų nuostolių ir paprastų poslinkių grandinių, užtikrinančių varžos pokyčius nuo 10 kΩ iki 1 Ω.

Delsa, sek. = fazės poslinkis ° / (360 * dažnis, Hz)

Jų trūkumas yra tas, kad fazės paklaida didėja didėjant dažniui ir didėja, kai dažnis mažėja. Be to, fazių pokytis skiriasi priklausomai nuo dažnio, todėl jie netaikomi labai žemiems ir aukštiems dažniams.

Atspindintis/kvadratūrinis fazių keitiklis

Paprastai tai yra kvadratinis sujungimo įtaisas, kuris padalija įvesties signalą į du signalus 90° fazės atžvilgiu, kurie vėliau atsispindi. Tada jie sujungiami fazėje prie išėjimo. Ši grandinė veikia, nes signalo atspindžiai iš laidžių linijų gali būti nefazių, palyginti su krintančio signalo. Fazių poslinkis svyruoja nuo 0° (atvira grandinė, nulinė varaktorio talpa) iki -180° (trumpasis jungimas, begalinė varaktorio talpa). Tokie fazių keitikliai turi platų veikimo spektrą. Tačiau fiziniai varaktorių apribojimai reiškia, kad praktiškai fazės poslinkis gali siekti tik 160°. Bet didesnei pamainai galima derinti kelias tokias grandines.

Vector IQ moduliatorius

Kaip ir atspindintis fazės keitiklis, čia signalas yra padalintas į du išėjimus su 90 laipsnių fazės poslinkiu. Nešališka įvesties fazė vadinama I kanalu, o kvadratūra su 90 laipsnių poslinkiu vadinama Q kanalu. Tada kiekvienas signalas perduodamas per dvifazį moduliatorių, galintį pakeisti signalo fazę. Kiekvienas signalas yra fazinis poslinkis 0° arba 180°, todėl galima pasirinkti bet kurią kvadratinių vektorių porą. Tada abu signalai sujungiami. Kadangi galima valdyti abiejų signalų slopinimą, valdoma ne tik fazė, bet ir išėjimo signalo amplitudė.

Aukšto / žemo dažnio filtrų fazių perjungiklis

Jis buvo pagamintas siekiant išspręsti problemą, kai laiko delsos fazių perjungikliai negali veikti dideliame dažnių diapazone. Jis veikia perjungiant signalo kelią tarp aukšto dažnio ir žemo dažnio filtrų. Panašus į laiko delsos fazių keitiklį, tačiau vietoj perdavimo linijų naudojami filtrai. Aukšto dažnio filtras susideda iš kelių induktorių ir kondensatorių, kurie užtikrina fazės pažangą. Toks fazių keitiklis užtikrina pastovų fazės poslinkį veikimo dažnių diapazone. Jis taip pat yra daug mažesnio dydžio nei anksčiau išvardyti fazių keitikliai, todėl dažniausiai naudojamas radaro srityse.

Apibendrinant galima teigti, kad, palyginti su įprasta atspindinčia antena, pagrindiniai PFAR pranašumai bus šie: didelis skenavimo greitis (padidinamas sekamų taikinių skaičius, sumažėja tikimybė, kad stotis aptiks įspėjimą apie radiaciją), optimizuojamas laikas, praleistas ties taikiniu, didelis stiprinimas ir mažos šoninės skiltys (sunku užstrigti ir aptikti), atsitiktinė nuskaitymo seka (sunkiau užstrigti), galimybė naudoti specialius moduliavimo ir aptikimo būdus signalui išgauti iš triukšmo. Pagrindiniai trūkumai yra didelė kaina, nesugebėjimas skenuoti plačiau nei 60 laipsnių pločio (stacionarios fazės matricos matymo laukas yra 120 laipsnių, mechaninis radaras gali išplėsti iki 360).

Aktyvi fazinė masyvo antena

Išorėje AFAR (AESA) ir PFAR (PESA) sunku atskirti, tačiau viduje jie kardinaliai skiriasi. PFAR naudoja vieną ar du didelės galios stiprintuvus, kad perduotų vieną signalą, kuris vėliau padalijamas į tūkstančius takų tūkstančiams fazių keitiklių ir elementų. AFAR radaras susideda iš tūkstančių priėmimo/perdavimo modulių. Kadangi siųstuvai yra tiesiai pačiuose elementuose, jis neturi atskiro imtuvo ir siųstuvo. Architektūros skirtumai parodyti paveikslėlyje.

AFAR dauguma komponentų, tokių kaip silpnas signalo stiprintuvas, didelės galios stiprintuvas, duplekseris ir fazių keitiklis, yra sumažinami ir surenkami į vieną korpusą, vadinamą perdavimo / priėmimo moduliu. Kiekvienas modulis yra mažas radaras. Jų architektūra yra tokia:

Nors AESA ir PESA spinduliui formuoti ir nukreipti naudoja bangų trukdžius, unikalus AESA dizainas turi daug pranašumų, palyginti su PFAR. Pavyzdžiui, mažas signalo stiprintuvas yra arti imtuvo, prieš komponentus, kuriuose prarandama dalis signalo, todėl jo signalo ir triukšmo santykis yra geresnis nei PFAR.

Be to, turėdamas vienodas aptikimo galimybes, AFAR turi mažesnį darbo ciklą ir didžiausią galią. Be to, kadangi atskiri APAA moduliai nepriklauso nuo vieno stiprintuvo, jie vienu metu gali perduoti signalus skirtingais dažniais. Dėl to AFAR gali sukurti keletą atskirų spindulių, padalydamas masyvą į pogrupius. Galimybė veikti keliais dažniais suteikia galimybę atlikti daugybę užduočių ir įdiegti elektronines trukdymo sistemas bet kurioje radaro atžvilgiu. Tačiau sukuriant per daug vienalaikių spindulių, sumažėja radaro nuotolis.

Du pagrindiniai AFAR trūkumai yra didelė kaina ir ribotas matymo laukas iki 60 laipsnių.

Hibridinės elektroninės-mechaninės fazinės matricos antenos

Labai didelis fazinio masyvo nuskaitymo greitis derinamas su ribotu matymo lauku. Norėdami išspręsti šią problemą, šiuolaikiniai radarai deda fazuotas matricas ant kilnojamojo disko, o tai padidina matymo lauką. Nepainiokite matymo lauko su spindulio pločiu. Spindulio plotis reiškia radaro spindulį, o matymo laukas – bendrą skenuojamos erdvės dydį. Siauri spinduliai dažnai reikalingi tikslumui ir diapazonui pagerinti, tačiau siauras matymo laukas dažniausiai nėra būtinas.

Žymos: pridėti žymų

Lauko antena. Atšvaitai . Antenos kryptingumas.

Sužinojome, nuo ko priklauso priėmimo diapazonas

Svarstytas kabelio pasirinkimo klausimas

Prijunkite anteną prie televizoriaus naudodami kištuką

Sužinojome, iš ko pagaminti anteną (ir vibratorių).

Visi klausimai antenų gamyba ir projektavimasžiūrėk

Antenos turi svarbų parametrą - PZO - tai priekinės ir galinės dalies santykis. Šis parametras apibūdina kryptingumą

Antenos. PZO priklauso nuo atšvaito konstrukcijos ir gamybos kokybės. Tai yra: kuo mažiau antena „reaguoja“

Dėl šoninių ir galinių signalų ir suteikia maksimalų potencialą iš priekinio signalo, tuo geriau. Žinoma,

Supaprastintas PZO paaiškinimas.

Antenos įrenginys. Atšvaitai.

Dabar apsvarstykime tokį antenos elementą kaip atšvaitą (atšvaitą). Atšvaitus surinksime iš kelių

Detalės. Paprasčiausias antžeminių antenų atšvaitas, kurį matėte, yra pritvirtintas vamzdis

Statmenai antenos strypui (1 pav.).

Jei tau reikia programasskaičiavimui analoginės ir skaitmeninės televizijos antenos, mobiliosios

telefonas, tada jų aprašymas ir

Paprastai tokie atšvaitai buvo montuojami ant skaitiklių nuotolio antenų. Be to, didžiausioms antenoms

metrų bangos ilgių.

Ryžiai. 1

Trumpesniame matuoklio diapazono bangos ilgio diapazone atšvaitai, parodyti Fig. 2. Visi

Konstrukcija buvo pritvirtinta prie horizontalios strėlės. Kartais tokie atšvaitai buvo naudojami decimetru

Diapazonas.

Ryžiai. 2Antenos įrenginys. Antenos kryptingumas. Antenų gamyba. Antenos surinkimas.

Dažniausiai buvo galima pamatyti UHF antenas, pagamintas pagal schemą pav. 3. Įrenginys

Antenos su reflektoriumi gaminamos pagal šią schemą, taip pat pagal schemą pav. 2, tačiau elementų skaičius buvo padidintas.

Čia mes turime daug darbo reikalaujantį dizainą. Norėdami užtikrinti gerą antenos kryptingumą (APO),

Būtina įrengti gana daug elementų nedideliu atstumu vienas nuo kito.

Ryžiai. 3

Antenos įrenginys. Antenos kryptingumas. Antenų gamyba. Antenos surinkimas.

Fig. 4 buvo pagaminta antena su atšvaitu metalinio rėmo pavidalu, ant kurio vietoj vamzdžių buvo ištempta

Santykinai plona viela. Surinkti anteną su tokiu reflektoriumi yra daug paprasčiau nei pagal schemą 3 pav. Norint gauti maksimalias PZO vertes, lygiagrečią laidą reikia pastatyti tam tikru atstumu.

λ λ/20

- trumpiausias gauto signalo bangos ilgis. Ryžiai.

4

Antenos įrenginys. Antenos kryptingumas. Antenų gamyba. Antenos surinkimas.

Fig. 5 paveiksle parodytas kryptinės antenos atšvaitas, pagamintas iš metalo, kaip parodyta 4 pav.

Rėmai, bet vietoj vielos per karkasą ištemptas metalinis tinklelis. Visi antenos įrenginiai turi

Užtikrinkite gerą elektrinį kontaktą tarp vamzdžių, vielos ir tinklelio su metaliniu rėmu, o tinklelio atveju

Be to, būtina lituoti arba suvirinti tinklo mazgus.

Arba antrinių emiterių rinkinys, esantis pirminio skleidėjo atžvilgiu toje pusėje, kuri yra priešinga pagrindinei antenos spinduliavimo modelio skilčiai, siekiant padidinti antenos kryptingumą.

Naudojama dokumente:. 2013 .

Pažiūrėkite, kas yra „Antenos reflektorius“ kituose žodynuose:

antenos reflektorius- NDP atšvaitas. reflektorius Antrinis antenos skleidėjas arba antrinių emiterių rinkinys, esantis pirminio emiterio atžvilgiu toje pusėje, kuri yra priešinga pagrindinei antenos spinduliuotės skilčiai, siekiant padidinti ... ... Techninis vertėjo vadovas

Antenos reflektorius- 397. Antenos reflektorius Reflektorius NDP. Atšvaitas Šaltinis: GOST 24375 80: Radijo ryšys. Terminai ir apibrėžimai originalus dokumentas... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas

REFLEKTORIAUS- (naujas lat., iš lat. reflektorius nukreipti, atsilenkti). Atšvaitas; įgaubtas veidrodis, atspindintis spindulius ir per jį sustiprinti šviesą; sviedinys šilumai atspindėti. Užsienio žodžių žodynas, įtrauktas į rusų kalbą. Chudinovas A.N., 1910 m. Rusų kalbos svetimžodžių žodynas

Atšvaitas- Atšvaitas yra antenos ar kito bet kokios spinduliuotės šaltinio ar imtuvo atšvaitas arba veidrodis. Reflektorius (teleskopas) yra teleskopas, kurio objektyvas yra veidrodis. Reflektorius yra įprastas namų ūkio pavadinimas... ... Vikipedijoje

REFLEKTORIAUS- (iš lotyniško reflekto atsisuku atgal, atspindiu), 1) reflektorius – tai įtaisas, susidedantis iš vieno ar kelių veidrodžių ir užtikrinantis beveik visišką į jį krentančių elektromagnetinių (pavyzdžiui, šviesos) ar garso bangų atspindį. Atspindintis paviršius...... Didysis enciklopedinis žodynas

atšvaitas- a, m reflektorius, gemalas. Atšvaitas lat. atšvaitas pasukite atgal. 1. Šviesos atšvaitas įgaubto veidrodžio pavidalu. BAS 1. Koridoriuje... ant sienos kabėjo skardinė žvakidė su atšvaitu, kuri Maskvoje kažkodėl vadinama priekine lempa.... ... Istorinis rusų kalbos galicizmų žodynas

atšvaitas- A; m [iš lat. reflektorius atsukti atgal, atspindėti] 1. Iš šviesos šaltinio sklindančių spindulių atšvaitas. Padėkite p ant lempos. // Atsipalaiduok Šviesos šaltinis su tokiu atšvaitu. Apšvieskite sceną atšvaitais. Darbas po atšvaitų šviesa. 2.…… enciklopedinis žodynas

REFLEKTORIAUS- (iš lot. reflekto atsilenkiu, pasisuku) 1) teleskopas, kuriame dangaus kūno atvaizdą sukuria įgaubtas veidrodis arba veidrodžių sistema. Spinduliuotės imtuvas gali būti Ch. fokusas parabolinis veidrodėliai, vamzdžio šone R., už... ... Didysis enciklopedinis politechnikos žodynas

Atšvaitas (veidrodis)- Radijo antena su reflektoriumi (galinė, ilgiausia strypas) ... Vikipedija

Atšvaitas- (iš lot. reflecto turn back reflect) 1) Atšvaitas – tai įtaisas, susidedantis iš vieno ar kelių veidrodžių ir beveik visiškai atspindintis į jį krentančius elektromagnetinius (pvz., šviesos) arba garso bangas. Atspindintis paviršius...... Astronomijos žodynas

Naudojimas: antenos technologijoje. Išradimo esmė: antenos reflektorius pagamintas iš korpusų, tarp kurių dedamas užpildas. Ant vienos iš dangų yra atspindintis paviršius, sudarytas iš persidengiančių atspindinčių elementų kreivų arba taisyklingų daugiakampių pavidalu. Odos gali būti daugiasluoksnės, o kiekvienas sluoksnis yra sudarytas iš elementų kreivių arba taisyklingų daugiakampių pavidalu, o odos sluoksniai yra simetriškai užpildo atžvilgiu. Be to, viršuje esantys sluoksniai suformuoti iš kreivių kvadratų formos elementų. 4 atlyginimas f-ly, 3 lig.

Išradimas yra susijęs su radijo inžinerija, būtent su antenos reflektorių konstrukcijomis. Taip pat žinomas antenos reflektorius, pagamintas iš daugiasluoksnės struktūros su atspindinčiu metalizuoto audinio sluoksniu, kurio pradinė medžiaga yra sintetinis arba natūralus pluoštas, padengtas variu, sidabru arba nikeliu. Norint suformuoti atspindintį paviršių, rišikliu impregnuotas audinys supjaustomas forminiais pleištais. Tam, naudojant centrinį projektavimo metodą kompiuteriu, audinys supjaustomas pleištais ir, sudėjus pleištus persidengiant, suformuojamas lenktas atspindintis veidrodžio paviršius. Toks antenos reflektoriaus atspindinčio paviršiaus preprego pjūvis neužtikrina šio sluoksnio izotropijos paraboloido sukimosi ašies atžvilgiu dėl pasirinktų pleišto krypčių, o tai lemia netolygias mechanines charakteristikas ir atitinkamai radijo charakteristikų iškraipymas. Klojant pleištą, preprego tempimas yra neišvengiamas, nes paraboloidas yra neišsivystantis paviršius, pleišto deformacija, kai jis dedamas ant šio paviršiaus, pažeidžiant tinklelio ląstelių kampą, o tai turi įtakos struktūrinėms savybėms. antenos reflektorių, pvz., tamprumo modulį, stiprumą, taip pat reflektoriaus temperatūros deformaciją. Kai atšvaito gamybos ir veikimo metu kinta temperatūra, atspindinčio sluoksnio medžiagoje atsiranda vidinių įtempimų, dėl kurių atsiranda delaminacija. Prepreg ruošinių vienodumo pažeidimo reiškiniai sustiprėja didėjant atšvaito skersmeniui, taigi, didėjant preprego gabalų ilgiui, o tai prisideda prie raukšlių, raukšlių ir panašių nelygybių susidarymo. Be to, didelio skersmens parabolinio reflektoriaus išdėstymas yra žemos technologijos, nes pjovimas nustato kiekvieno pleišto vietą. Išradimo tikslas yra sukurti antenos reflektorių, daugiausia parabolinės formos, pasižymintį dideliu radijo našumu, padidintu patikimumu ir standumu, sumažinant vidinius įtempius ir pavarą jo gamybos ir veikimo metu, taip pat padidinant pagaminamumą. Norint pasiekti tikslą, antenos atšvaitas, daugiausia parabolinės formos, yra pagamintas iš daugiasluoksnio gaminio, įskaitant akytą arba porėtą užpildą, esantį tarp odelių, o vidinėje odoje yra atspindintis sluoksnis, išdėstytas su lenktu sluoksniu. arba taisyklingų daugiakampių, pavyzdžiui, išlenktos trapecijos arba šešiakampių formų. Odos sluoksniai taip pat gali būti išdėstyti iš lenktų arba taisyklingų daugiakampių, pavyzdžiui, šešiakampių figūrų. Antenos reflektoriaus vidinio ir išorinio apvalkalo sluoksniai yra išdėstyti kaip veidrodis, palyginti su korinio ryšio šerdimi. Antenos reflektoriaus viršuje esantys sluoksniai yra pagaminti iš lenktų kvadratų. Siūlomo dizaino reflektorius užtikrina aukštą antenos radijo našumą dėl to, kad apvalkalų sluoksniai yra išdėstyti iš elementų taisyklingų daugiakampių, daugiausia penkiakampių arba šešiakampių, pavidalu, o sluoksniai yra orientuoti vienas kito atžvilgiu sukant. pastoviu kampu. Atsižvelgiant į odos sluoksnių šonus ir veidrodinį išdėstymą korinio užpildo atžvilgiu, gaunamas vienodas standus parabolinis paviršius, praktiškai izotropinis mechaninėmis savybėmis, pašalinantis nukrypimus nuo nurodytos geometrijos gaminant ir eksploatuojant antenos reflektorių. Santykinai trumpos išlenktų daugiakampių kraštinės užtikrina gerą persidengimą su paraboliniu paviršiumi, padidindamos konstrukcijos mechaninį stiprumą. Galimybė suvienodinti elementus užtikrina antenos reflektoriaus pagaminamumą, pašalina atliekas pjovimo metu ir sumažina jo gamybos sąnaudas. Fig. 1 parodytas antenos reflektorius (bendras vaizdas); 2 paveiksle, mazgas I 1 paveiksle; 3 pav.2 mazgas II pav.2. Antenos atšvaitas yra daugiasluoksnis gaminys, apimantis vidinį apvalkalą 1, išorinį apvalkalą 2 ir tarp jų esantį korinį šerdį 3. Apvalkalai yra daugiasluoksniai, sluoksniai sudaryti iš lenktų arba taisyklingų daugiakampių 4. Vidinė danga turi atspindinčią medžiagą. 5 sluoksnis, tai yra du anglies pluošto sluoksniai, išdėstyti 90 o kampu vienas kito atžvilgiu. Atspindintis sluoksnis 5 yra tarp antenos reflektoriaus vidinio pamušalo, pagaminto iš stiklo pluošto, išorinio 6 ir vidinio 7 sluoksnių. Išorinis apvalkalas 2 pagamintas iš keturių stiklo pluošto sluoksnių. Išorinės dangos išdėstymas yra veidrodinis vidinės dangos išdėstymo, palyginti su PSP korio šerdimi, sudarytas iš plono popieriaus ir fenolio rišiklio, vaizdas. 2 m skersmens reflektoriaus gamyba antenai, kurios židinio nuotolis 82 cm, skirtas veikti 10-12 GHz diapazone, kai bangos ilgis 2,5-3 cm. Antenos reflektoriaus gamyba apima šias operacijas. Vidaus pamušalo gamyba. Vidinė daugiasluoksnė danga daroma nuosekliai sumontuojant pakuotę: pirmiausia ant nemetalinės įrangos paviršiaus „0“ uždedamas pirmasis stiklo pluošto T-11 sluoksnis, impregnuotas termoreaktyviu „Sport“ epoksidinės dervos pagrindu pagamintu rišikliu. " kryptis. Toliau išdėstykite antrąjį ir trečiąjį atspindintį anglies pluošto ELUR-0.08 sluoksnius, pastatydami juos vienas kito atžvilgiu 90 o kampu, o pirmojo sluoksnio atžvilgiu - 45 o kampu. Tada išklokite ketvirtą stiklo pluošto T-11 sluoksnį, impregnuotą "Sport" rišikliu 90 o kampu pirmojo sluoksnio atžvilgiu. Kiekvienas iš keturių sluoksnių yra išdėstytas su lenktos trapecijos formos ruošinių persidengimu, gautu pjaunant prepregą. Lenktos trapecijos geometriniai matmenys nustatyti 30 cm, o plotis 40 cm. 0,5-0,7 kg/cm 2 2 valandoms Ant tokiu būdu pagamintos odos užtepamas klijų sluoksnis VK-51 ir atraminis sluoksnis PSP korio šerdies, pagamintos iš plono popieriaus ir fenolio rišiklio, kurio ląstelės dydis yra 5. mm, o aukštis – 50 mm. Atšvaito išorinė danga, susidedanti iš keturių stiklo pluošto T-11 sluoksnių, impregnuotų termoreaktyviu rišikliu „Sport“, klojama ant atraminio korio šerdies sluoksnio iš iš anksto supjaustytų ruošinių lenktos trapecijos pavidalu. Šiuo atveju išorinės dangos sluoksnių išdėstymas yra veidrodinis atšvaito vidinės odos sluoksnių išdėstymo vaizdas. Surinktas technologinis paketas supakuotas į sandarinimo dėklą ir taip pat atliekamas vakuuminis formavimas esant 130 o ir 0,5-0,7 kg/cm 2 slėgiui 2 valandas Taip pagamintas antenos reflektorius atitiko nurodytas radijo technines charakteristikas.

Reikalauti

1. Antenos reflektorius, turintis atspindintį paviršių, sudarytą iš atspindinčių elementų, išdėstytų persidengiant ant atraminio apvalkalo, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad atraminis apvalkalas yra pagamintas iš sluoksnių, tarp kurių dedamas akytas arba korinis užpildas, o atspindintys elementai yra lenktų arba taisyklingų daugiakampių ir pakloti ant vienos iš odų. 2. Atšvaitas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad kiekvienas atspindintis elementas yra pagamintas išlenktos trapecijos arba šešiakampio formos. 3. Atšvaitas pagal pastraipas. 1 ir 2, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad apvalkalai yra pagaminti iš kelių sluoksnių, o kiekvienas sluoksnis yra suformuotas iš elementų kreivių arba taisyklingų daugiakampių pavidalu. 4. Atšvaitas pagal pastraipas. 1 3, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad odos sluoksniai yra simetriškai išdėstyti ląstelinio užpildo atžvilgiu. 5. Atšvaitas pagal pastraipas. 1 4, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad jo viršuje esantys sluoksniai yra suformuoti iš kreivių kvadratų formos elementų.