آرایه های آنتن HF هدف ویژه afu

بخش دوم مقاله به راه هایی برای دیدن آنچه فراتر از افق است اختصاص دارد.
پس از خواندن نظرات، تصمیم گرفتم با جزئیات بیشتری در مورد ارتباطات VSD و رادارها بر اساس اصول "پرتو آسمانی" در مورد رادارهایی که بر اساس اصول "پرتو زمین" کار می کنند، صحبت کنم در مورد آن صحبت کنید سپس من به طور متوالی در مورد آن صحبت خواهم کرد.

رادارهای فرا افق، تلاش یک مهندس برای توضیح این مجموعه به زبان ساده. (قسمت دوم) "دارکوب روسی"، "زئوس" و "آنتی".

به جای پیشگفتار

در قسمت اول مقاله، اصول لازم برای درک مطلب را توضیح دادم. بنابراین، اگر ناگهان چیزی مبهم شد، آن را بخوانید، چیز جدیدی یاد بگیرید یا چیزی فراموش شده را تازه کنید. در این قسمت تصمیم گرفتم از تئوری به سمت جزئیات حرکت کنم و داستان را بر اساس مثال های واقعی روایت کنم. به عنوان مثال، برای جلوگیری از پر کردن، اطلاعات نادرست و تحریک به گوزهای تحلیلگران صندلی راحتی، از سیستم هایی استفاده خواهم کرد که مدت هاست کار می کنند و مخفی نیستند. از آنجایی که این تخصص من نیست، به شما می گویم که در دوران دانشجویی از معلمان مبحث "مبانی مکان یابی رادیویی و ناوبری رادیویی" و آنچه از منابع مختلف در اینترنت کشف کردم، یاد گرفتم. رفقا در این مبحث به خوبی مسلط هستند، در صورت مشاهده نادرستی، انتقاد سازنده همیشه پذیرفته می شود.

"دارکوب روسی" با نام مستعار "ARC"

"DUGA" اولین رادار فرا افق در اتحادیه است (با رادارهای فرا افق اشتباه نشود) که برای شناسایی پرتاب موشک های بالستیک طراحی شده است. سه ایستگاه از این سری شناخته شده است: نصب آزمایشی "DUGA-N" در نزدیکی Nikolaev، "DUGA-1" در روستای Chernobyl-2، "DUGA-2" در روستای Bolshaya Kartel در نزدیکی Komsomolsk-on-Amur. بر این لحظههر سه ایستگاه از کار افتاده و تجهیزات الکترونیکی آنها برچیده شده است آرایه های آنتنبه جز ایستگاه واقع در چرنوبیل. میدان آنتن ایستگاه DUGA یکی از قابل توجه ترین سازه ها در منطقه محروم پس از ساخت خود نیروگاه هسته ای چرنوبیل است.

میدان آنتن "ARC" در چرنوبیل، اگرچه بیشتر شبیه یک دیوار است)

این ایستگاه در محدوده HF در فرکانس های 5-28 مگاهرتز کار می کرد. لطفا توجه داشته باشید که عکس، به طور تقریبی، دو دیوار را نشان می دهد. از آنجایی که ایجاد یک آنتن پهن باند کافی غیرممکن بود، تصمیم گرفته شد که محدوده عملیاتی را به دو آنتن تقسیم کنیم که هر کدام برای باند فرکانس خود طراحی شده اند. خود آنتن ها یک آنتن جامد نیستند، بلکه از تعداد زیادی آنتن نسبتا کوچک تشکیل شده اند. این طرح آنتن آرایه فازی (PAR) نامیده می شود. در عکس زیر یک بخش از چنین PAR وجود دارد:

این همان چیزی است که یک بخش از چراغ های جلو "ARC" بدون ساختارهای نگهدارنده به نظر می رسد.

چیدمان عناصر منفرد بر روی ساختار نگهدارنده

چند کلمه در مورد PAR چیست. برخی از من خواستند توضیح دهم که چیست و چگونه کار می کند ، من قبلاً در مورد شروع فکر می کردم ، اما به این نتیجه رسیدم که باید این کار را در قالب یک مقاله جداگانه انجام دهم ، زیرا باید تئوری های زیادی را بیان کنم. برای درک، بنابراین مقاله ای در مورد آرایه فازی در آینده خواهد بود. و به طور خلاصه: آرایه فازی به شما امکان می دهد امواج رادیویی را که از جهت خاصی به آن می آیند دریافت کنید و هر چیزی را که از جهات دیگر می آید فیلتر کنید و می توانید جهت دریافت را بدون تغییر موقعیت آرایه فازی در فضا تغییر دهید. جالب اینجاست که این دو آنتن در عکس های بالا در حال دریافت هستند، یعنی نمی توانند چیزی را به فضا منتقل کنند. یک عقیده اشتباه وجود دارد که ساطع کننده "ARC" مجتمع "CIRCLE" در نزدیکی آن بود، این چنین نیست. VNZ "KRUG" (با سیستم دفاع هوایی KRUG اشتباه نشود) برای اهداف دیگری در نظر گرفته شده بود، اگرچه در کنار "ARC" کار می کرد، در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح می دهیم. ساطع کننده قوس در 60 کیلومتری چرنوبیل-2 در نزدیکی شهر لیوبچ (منطقه چرنیگوف) قرار داشت. متاسفانه نتوانستم یکی را پیدا کنم عکس معتبردر مورد این شی فقط یک توصیف شفاهی وجود دارد: "آنتن های فرستنده نیز بر اساس اصل آنتن آرایه فازی ساخته شده اند و کوچکتر و پایین تر بوده و ارتفاع آنها 85 متر بوده است." اگر کسی به طور ناگهانی عکس هایی از این سازه داشته باشد، بسیار سپاسگزار خواهم بود. سیستم دریافت کننده سیستم پدافند هوایی "DUGA" حدود 10 مگاوات مصرف می کرد، اما نمی توانم بگویم که فرستنده چقدر مصرف کرده است زیرا اعداد در آنها بسیار متفاوت است. منابع مختلف، می توانم به طور غیرمجاز بگویم که توان یک پالس کمتر از 160 مگاوات نبود. من می خواهم توجه شما را به این واقعیت جلب کنم که امیتر دارای پالس بود و دقیقاً همین پالس هایی بود که آمریکایی ها در پخش خود شنیدند که نام ایستگاه را "دارکوب" گذاشت. استفاده از پالس ها ضروری است تا با کمک آنها بتوان به توان تابشی بیشتر از توان مصرفی ثابت امیتر دست یافت. این با ذخیره انرژی در دوره بین پالس ها و انتشار این انرژی در قالب یک پالس کوتاه مدت به دست می آید. به طور معمول، زمان بین پالس ها حداقل ده برابر بیشتر از زمان خود پالس است. این مصرف عظیم انرژی است که ساخت ایستگاه را در مجاورت نسبی نیروگاه هسته ای - منبع انرژی - توضیح می دهد. به هر حال "دارکوب روسی" در رادیو آمریکا اینگونه بود. در مورد قابلیت های "ARC"، ایستگاه های این نوع فقط می توانند پرتاب موشک عظیمی را شناسایی کنند که طی آن تعداد زیادی مشعل گاز یونیزه شده از موتورهای موشک تشکیل شده است. من این تصویر را با بخش های مشاهده سه ایستگاه از نوع "DUGA" پیدا کردم:

این تصویر تا حدی درست است زیرا فقط جهت‌های مشاهده را نشان می‌دهد و خود بخش‌های مشاهده به درستی علامت‌گذاری نشده‌اند. بسته به وضعیت یونوسفر، زاویه دید تقریباً 50-75 درجه بود، اگرچه در تصویر حداکثر 30 درجه نشان داده شده است. محدوده دید دوباره به وضعیت یونوسفر بستگی داشت و کمتر از 3 هزار کیلومتر نبود و در بهترین حالت امکان مشاهده پرتاب ها دقیقاً فراتر از استوا وجود داشت. که از آن می توان نتیجه گرفت که ایستگاه ها کل قلمرو آمریکای شمالی، قطب شمال و قسمت های شمالی اقیانوس اطلس و اقیانوس آرام و در یک کلام تقریباً تمام مناطق ممکن برای پرتاب موشک های بالستیک را اسکن کردند.

VNZ "CIRCLE"

برای عملکرد صحیحبرای پایش راداری و تعیین مسیر بهینه پرتو صدا، داشتن اطلاعات دقیق از وضعیت یونوسفر ضروری است. برای به دست آوردن این داده ها، ایستگاه "CIRCLE" برای صدای مورب معکوس (ROS) یونوسفر طراحی شد. ایستگاه شامل دو حلقه آنتن شبیه به HEADLIGHTS "ARC" بود که فقط به صورت عمودی قرار داشت، در مجموع 240 آنتن، هر کدام 12 متر ارتفاع داشت، و یک آنتن روی یک ساختمان یک طبقه در مرکز دایره ها قرار داشت.

VNZ "CIRCLE"

برخلاف "ARC"، گیرنده و فرستنده در یک مکان هستند. وظیفه این مجموعه این بود که دائماً طول موج هایی را که در جو منتشر می شوند با کمترین تضعیف، محدوده انتشار آنها و زوایایی که امواج از یونوسفر منعکس می شوند، تعیین کند. با استفاده از این پارامترها مسیر پرتو به هدف و عقب محاسبه شد و آرایه فازی دریافت کننده به گونه ای پیکربندی شد که فقط سیگنال بازتابی خود را دریافت کند. به عبارت ساده، زاویه ورود سیگنال بازتابی محاسبه شد و حداکثر حساسیت آرایه فازی در این جهت ایجاد شد.

سیستم های مدرن دفاع هوایی "DON-2N" "DARYAL"، "VOLGA"، "VORONEZH"

این ایستگاه ها هنوز در حالت آماده باش هستند (به جز دارال)، اطلاعات موثق بسیار کمی در مورد آنها وجود دارد، بنابراین من به طور سطحی توانایی های آنها را بیان می کنم. برخلاف «DUGI»، این ایستگاه‌ها می‌توانند پرتاب‌های انفرادی موشک‌ها را ثبت کنند و حتی موشک‌های کروز را که با سرعت بسیار پایین پرواز می‌کنند، شناسایی کنند. به طور کلی، طراحی تغییر نکرده است. سیگنال های مورد استفاده تغییر کرده اند، آنها همان سیگنال های پالسی هستند، اما اکنون به طور مساوی در باند فرکانس کاری پخش شده اند. به زبان سادهاین دیگر ضربه یک دارکوب نیست، بلکه صدای یکنواختی است که تشخیص آن از پس زمینه سایر نویزها بدون دانستن ساختار اصلی سیگنال دشوار است. اگر قوس در محدوده HF کار کند، فرکانس ها نیز تغییر کرده است، در این صورت "Daryal" می تواند در HF، VHF و UHF کار کند. اکنون اهداف را می توان نه تنها با اگزوز گاز، بلکه توسط خود لاشه هدف نیز شناسایی کرد.

ارتباطات رادیویی طولانی VHF

در آخرین مقاله به طور خلاصه در مورد امواج کیلومتری صحبت کردم. شاید در آینده مقاله ای در مورد این نوع ارتباطات بنویسم، اما اکنون به طور خلاصه با استفاده از نمونه های دو فرستنده ZEUS و مرکز ارتباطات 43 نیروی دریایی روسیه به شما می گویم. عنوان SDV صرفاً نمادین است، زیرا این طول ها خارج از طبقه بندی های پذیرفته شده عمومی هستند و سیستم هایی که از آنها استفاده می کنند نادر هستند. ZEUS از امواجی به طول 3656 کیلومتر و فرکانس 82 هرتز استفاده می کند. یک سیستم آنتن مخصوص برای تشعشع استفاده می شود. یک قطعه زمین با کمترین حد ممکن پیدا کنید رساناییدو الکترود در فاصله 60 کیلومتری تا عمق 2-3 کیلومتری به داخل آن رانده می شود. برای تابش، یک ولتاژ ولتاژ بالا به الکترودها با فرکانس معین (82 هرتز) اعمال می شود، زیرا مقاومت سنگ زمین بین الکترودها بسیار زیاد است. جریان الکتریسیتهشما باید از لایه های عمیق تر زمین عبور کنید و در نتیجه آنها را به یک آنتن بزرگ تبدیل کنید. در حین کار، زئوس 30 مگاوات مصرف می کند، اما قدرت ساطع شده بیش از 5 وات نیست. با این حال، این 5 وات کاملاً کافی است تا سیگنال به طور کامل در سراسر جهان حرکت کند، کار زئوس حتی در قطب جنوب نیز ثبت شده است، اگرچه خود در شبه جزیره کولا قرار دارد. اگر به استانداردهای قدیمی شوروی پایبند باشید، "زئوس" در محدوده ELF (فرکانس بسیار کم) کار می کند. ویژگی این نوع ارتباط این است که یک طرفه است، بنابراین هدف آن ارسال سیگنال های کوتاه شرطی است که با شنیدن آن، زیردریایی ها برای برقراری ارتباط با مرکز فرماندهی یا رها کردن شناور رادیویی به عمق کم شناور می شوند. جالب اینجاست که زئوس تا دهه 1990 مخفی ماند، زمانی که دانشمندان دانشگاه استنفورد (کالیفرنیا) تعدادی اظهارات جالب را در مورد تحقیقات در زمینه مهندسی رادیو و انتقال رادیویی منتشر کردند. آمریکایی ها شاهد یک پدیده غیرمعمول بوده اند - تجهیزات رادیویی علمی که در تمام قاره های زمین قرار دارد به طور منظم، در همان زمان، سیگنال های تکراری عجیب و غریب را با فرکانس 82 هرتز ضبط می کنند. سرعت انتقال در هر جلسه سه رقمی هر 5-15 دقیقه است. سیگنال‌ها مستقیماً از پوسته زمین می‌آیند - محققان احساس عرفانی دارند که انگار خود سیاره با آنها صحبت می‌کند. عرفان بسیاری از تاریک‌شناسان قرون وسطایی است، و یانکی‌های پیشرفته بلافاصله متوجه شدند که با یک فرستنده ELF باورنکردنی روبرو هستند که در جایی در آن سوی زمین قرار دارد. جایی که؟ مشخص است که در کجا - در روسیه. به نظر می رسد که این روس های دیوانه کل سیاره را اتصال کوتاه کرده اند و از آن به عنوان یک آنتن غول پیکر برای انتقال پیام های رمزگذاری شده استفاده می کنند.

چهل و سومین مرکز ارتباطات نیروی دریایی روسیه نوع کمی متفاوت از فرستنده موج بلند را ارائه می دهد (ایستگاه رادیویی "Antey"، RJH69). این ایستگاه در نزدیکی شهر Vileika، منطقه مینسک، جمهوری بلاروس واقع شده است، میدان آنتن مساحت 6.5 کیلومتر مربع را پوشش می دهد. از 15 دکل به ارتفاع 270 متر و سه دکل به ارتفاع 305 متر تشکیل شده است که عناصر میدان آنتن بین دکل ها کشیده شده است که وزن کل آنها حدود 900 تن است. میدان آنتن در بالای تالاب ها قرار دارد که شرایط خوبی را برای تشعشع سیگنال فراهم می کند. من خودم در کنار این ایستگاه بودم و می توانم بگویم که فقط کلمات و تصاویر نمی توانند اندازه و حسی را که این غول در واقعیت برمی انگیزد، منتقل کند.

این همان چیزی است که میدان آنتن در نقشه های گوگل به نظر می رسد.

نمایی از یکی از دکل های Antea

قدرت "آنتی" حداقل 1 مگاوات است، بر خلاف فرستنده های رادار پدافند هوایی، پالس نیست، یعنی در حین کار، در تمام مدت کار، همان مگا وات یا بیشتر را ساطع می کند. سرعت انتقال اطلاعات دقیق مشخص نیست، اما اگر با جالوت اسیر آلمانی قیاس کنیم، کمتر از 300 bps نیست. برخلاف زئوس، زیردریایی‌های ارتباطی دوطرفه هستند یا از آنتن‌های سیم‌کشی چند کیلومتری یا شناورهای رادیویی ویژه که توسط زیردریایی از اعماق زیاد رها می‌شوند، استفاده می‌کنند. محدوده VLF برای ارتباط استفاده می شود. مزایای ارتباط SDV این است که پارازیت آن با تداخل دشوار است و همچنین می تواند در شرایط کار کند انفجار هسته ایو پس از آن، در حالی که سیستم های فرکانس بالاتر به دلیل تداخل در جو پس از انفجار نمی توانند ارتباط برقرار کنند. «آنتی» علاوه بر ارتباط با زیردریایی ها، برای شناسایی رادیویی و ارسال سیگنال های زمانی دقیق سامانه «بتا» استفاده می شود.

به جای پس واژه

این مقاله نهایی در مورد اصول نگاه کردن به فراسوی افق نیست، در این مقاله، به درخواست خوانندگان، روی آن تمرکز کردم. سیستم های واقعیبه جای تئوری.. همچنین بابت تاخیر در انتشار عذرخواهی می کنم، من وبلاگ نویس یا ساکن اینترنت نیستم، شغلی دارم که دوستش دارم و به طور دوره ای من را بسیار "دوست دارد"، بنابراین به طور معمول مقالات می نویسم. امیدوارم خواندن آن جالب بوده باشد، زیرا من هنوز در حالت آزمایشی هستم و هنوز تصمیم نگرفته ام با چه سبکی بنویسم. مثل همیشه از انتقاد سازنده استقبال می شود. خوب، و مخصوصاً برای فیلسوفان، یک حکایت در پایان:

معلم متان درباره فیلسوفان:
-... تف به صورت هرکسی که می گوید فیلولوژیست ها بنفشه های لطیف با چشمانی درخشان هستند! به تو التماس می کنم! در واقع آن‌ها تیپ‌های عبوس و صفراوی هستند و حاضرند برای عباراتی مانند «بهای آب پرداخت کن»، «تولد من است»، «در کت من سوراخ است»، زبان طرف مقابلشان را درآورند.
صدا از پشت:
- این عبارات چه اشکالی دارد؟
معلم عینکش را مرتب کرد:
"و روی جنازه تو، مرد جوان، آنها حتی می پریدند."

این اختراع مربوط به حوزه مهندسی رادیو، یعنی فناوری آنتن است و می تواند به عنوان یک سیستم آنتن باند پهن با الگوی تابش کنترل شده در هنگام ارائه ارتباطات رادیویی با امواج یونوسفر در محدوده HF و VHF استفاده شود. هدف از اختراع توسعه سیستم آنتنی است که با یک اندازه استاندارد، عملکرد فرستنده‌های برد وسیعی را که نیاز به تطابق با کیفیت بالا با آنتن دارند، تضمین کند. یک آنتن آرایه فازی (PAA) از عناصر مسطح یکسانی تشکیل شده است که هر یک از آنها توسط یک جفت لرزاننده متعامد همسطح به طول L با بازوهای مثلثی 1 تشکیل شده است (مقدار L برابر است با حداقل طول موج در محدوده عملیاتی). عنصر مرکزی و با استفاده از یک اتصال کوتاه به آن متصل می شود. هادی ها و 2 عنصر محیطی یک جفت ارتعاش کننده متعامد از ارتعاشات فرکانس پایین را تشکیل می دهند. تمام عناصر جانبی، از جمله عناصر موجود در ویبراتور فرکانس پایین، آرایه فازی فرکانس بالا را تشکیل می دهند. تحریک سیستم آنتن برای لرزاننده های افقی (g-g") و (v-v") جداگانه است، اما می توان آن را به منظور تحقق تابش قطبی دایره ای ترکیب کرد. آرایه فازی عملکرد را در محدوده 40 برابری در سطح BEV حداقل 0.5 ارائه می دهد. 6 بیمار

این اختراع مربوط به حوزه مهندسی رادیو، یعنی فناوری آنتن است و به ویژه، می تواند به عنوان یک فرستنده گیرنده زیرزمینی یا سیستم آنتن خزنده برای عملکرد امواج یونوسفر در محدوده HF و VHF مورد استفاده قرار گیرد. آنتن های شناخته شده زیرزمینی و سطحی محدوده های HF و VHF (Sosunov B.V. Filippov V.V. Fundamentals of Calculation of Underground antennes. L. VAS, 1990). آنتن های آنالوگ زیرزمینی چندبخشی به شکل گروهی از ویبراتورهای ایزوله در فاز موازی ساخته می شوند. برای افزایش بهره، از چندین گروه از این قبیل استفاده می شود که یکی پس از دیگری قرار می گیرند و بر اساس آن مرحله بندی می شوند. معایب آنالوگ های شناخته شده محدوده باریکی از فرکانس های کاری به دلیل تغییرات ناگهانی امپدانس ورودی، بخش اسکن پرتو محدود و ابعاد بزرگ است. برای اطمینان از عملکرد در محدوده مورد نیاز و جهت های داده شده، داشتن چندین اندازه استاندارد ضروری است. نزدیکترین در ماهیت فنی خود به آنتن آرایه فازی ادعا شده (PAR) معروف SGDP 3.6/4 RA PAR است (Eisenberg G.Z. و همکاران. آنتن های موج کوتاه. M. Radio and Communications, 1985, pp. 271-274. ، شکل 13.11.). نمونه اولیه آنتن از گروهی از عناصر تخت (PE) ساخته شده از هادی های فلزی تشکیل شده است. هر پلی اتیلن رادیاتوری به شکل یک ویبراتور متقارن است که از دو بازوی مثلثی تشکیل شده است که انتهای بیرونی آن توسط یک اتصال کوتاه به هم متصل شده است. هادی ها همه عناصر توسط یک مسیر تغذیه کننده مشترک متحد می شوند و یک آرایه درون فازی یا فازی (اگر دستگاه های فازبندی در مسیر فیدر گنجانده شده باشند) تشکیل می دهند. المان ها به صورت همسطح در مستطیل قرار گرفته اند که دیافراگم آرایه فازی را محدود می کند و به صورت عمودی بر روی دکل های آرایه فازی آویزان شده اند، به لطف استفاده از عناصر متشکل از قطره چکان با بازوهای مثلثی، دارای طیف وسیعی از فرکانس ها و فرکانس های کاری است. تطبیق بهتر با این حال، نمونه اولیه دارای معایبی است. ضریب همپوشانی محدوده عملیاتی (نسبت حداکثر فرکانس کاری به حداقل) آرایه آنتن SGDP 3.6/4 RA برابر با 2.14 است که به طور قابل توجهی کمتر از مقدار این پارامتر برای فرستنده های مدرن است و اجازه یک استاندارد را نمی دهد. اندازه مورد استفاده در هنگام ارائه ارتباطات فواصل مختلف. بخش کنترل الگوی تشعشع (DP) در صفحه افقی، برابر با 60 درجه، قابلیت های این آنتن را هنگام کار در یک شبکه رادیویی محدود می کند. علاوه بر این، آنتن دارای ابعاد بزرگ و امنیت پایین است و عملکرد مستقل با قطبش عمودی و افقی یا موج قطبی دایره ای را ارائه نمی دهد. هدف از این اختراع ایجاد یک آرایه فازی باند پهن است که برای استفاده به عنوان آنتن سطحی یا زیرزمینی در محدوده‌های HF و VHF در نظر گرفته شده است و کنترل الگوی تشعشع را در کل نیمه فضای بالایی و در عین حال کاهش اندازه سطح تابش را فراهم می‌کند. این کار با این واقعیت به دست می آید که در یک آرایه فازی شناخته شده حاوی گروهی از PE، که هر کدام شامل یک جفت قطره چکان مثلثی است که به صورت همسطح در مستطیل نصب شده اند که دیافراگم آرایه فازی را محدود می کند و به مسیر تغذیه کننده متصل است، یک جفت اضافی از قطره چکان های یکسان که به صورت همسطح و متعامد با اولی نصب شده اند. همه PE به صورت افقی در محیط نیمه هادی یا روی سطح آن قرار دارند. انتهای بیرونی قطره چکان های مثلثی متعلق به PE مجاور یکدیگر به صورت الکتریکی به هم متصل می شوند. انتهای بیرونی قطره چکان های مثلثی متعلق به PE های محیطی در امتداد محیط دیافراگم آرایه فازی توسط مدارهای کوتاه اضافی متصل می شوند. هادی ها انتهای بیرونی قطره چکان های مثلثی، در مجاورت دو طرف مورب های بزرگآرایه های فازی از نظر الکتریکی ایزوله هستند و انتهای بیرونی ساطع کننده های مثلثی باقی مانده توسط هادی های اتصال کوتاه به هم متصل می شوند. مسیر تغذیه کننده کانال LF به بالای امیترهای مثلثی PE واقع در مرکز آرایه فازی متصل می شود. بالای امیترهای مثلثی PE های باقی مانده به مسیر تغذیه کننده کانال RF متصل می شوند. ساطع کننده های متعامد در هر PE به طور مستقل تغذیه می شوند، یعنی. می تواند هر کدام را به طور جداگانه با پلاریزاسیون خطی یا با جابجایی 90 درجه تحریک کند و در نتیجه به تابش قطبی دایره ای دست یابد. با چنین طرح آرایه فازی، عناصر مشابه دو بار برای عملکرد در هر دو محدوده LF و HF (به ترتیب با ضریب همپوشانی 5.33 و 7.5) با تطبیق در سطح BV حداقل 0.5 استفاده می شود. به طور کلی، آرایه فازی پیشنهادی در محدوده ای با همپوشانی 40 برابری عمل می کند. علاوه بر این، در فرکانس تشدید، مساحت سطح نشر آن 1.6 برابر کمتر از نمونه اولیه است. در شکل 1 نمای کلی از آرایه فازی را نشان می دهد. در شکل 2 عنصر مسطح؛ در شکل 3 PE چهار و سه شانت. در شکل 4 سیستم تغذیه؛ در شکل 5، 6 - نتایج مطالعات تجربی. آرایه فازی نشان داده شده در شکل. 1، شامل N (به عنوان مثال، N 9 گرفته شده است) PE یکسان است. تجسمی از PE در شکل نشان داده شده است. 2. هر پلی اتیلن توسط یک جفت لرزاننده مسطح متعامد z-g" و b-v" به طول 2L 1 با بازوهایی به شکل مثلث های متساوی الاضلاع تشکیل شده است. خطوط m-mانتهای محیطی قطره چکان های مثلثی PE توسط هادی های 2 (شکل 3) به اتصال کوتاه متصل می شوند، به استثنای قطره چکان های مثلثی مجاور هر دو طرف به قطر بزرگ. مورب های c-c"و p-p"، یعنی. این قطره چکان ها به صورت الکتریکی ایزوله هستند (شکل 3). تحت این شرایط، اتصال کوتاه PE مرکزی. هادی ها نه کمتر (شکل 2). انتهای ساطع کننده های مثلثی c-c" و d-g، واقع در لبه های بیرونی آرایه فازی، علاوه بر این توسط هادی 3 متصل می شوند (در این حالت، هر هادی 3 به همراه دو هادی یک مدار بسته را تشکیل می دهند که می توان آن را پر کرد. هادی های اضافی یا جایگزینی با یک صفحه فلزی جامد از همان اشکال). هر پلی اتیلن دارای ابعاد عرضی و طولی 2L=min است (که min حداقل طول موج در محدوده عملیاتی است) و به طور کلی آرایه فازی یک مربع با یک ضلع است. . سیستم تغذیه کننده آرایه فازی نشان داده شده در شکل. 4، شامل دو گروه یکسان تغذیه می شود افقی y-y" و عمودی در داخلساطع کننده های PE. شکل 1 گروه تغذیه کننده های افقی را نشان می دهد. شامل فیدر 4 ویبراتور LF و فیدر (N-1) از 5 ویبراتور HF است. پوسته های صفحه 6 فیدرهای 4 و 5 به صورت الکتریکی به قسمت بالایی وصل می شوند. قطره چکان های مثلثی سمت چپ ویبراتورهای افقی و هادی های مرکزی 7 این فیدرها به همین ترتیب به قطره چکان های مثلثی سمت راست المان LF مستقیماً به فرستنده (گیرنده) متصل می شوند از طریق خطوط تاخیر کنترل شده (ULZ) و یک تقسیم کننده برای اطمینان از فازبندی آرایه آنتن و رابط با خروجی فرستنده 9 (هنگام کار با یک دستگاه جفت کننده 1:8) متصل می شوند یک ولتاژ تحریک از طریق فیدر 4 k تامین می شود. نقاط y-y"(برای یک ویبراتور عمودی b-c")، جریان از نقاط مشخص شده در امتداد بازوهای لوزی شکل که توسط قطره چکان های مثلثی به هم پیوسته 1 از PE مرکزی و جانبی و همچنین از نقاط E و E" از طریق هادی های 2 به نقاط تشکیل شده است جریان می یابد. H و H" ساطع کننده های مثلثی متعامد PE های محیطی، سپس در امتداد آنها در جهت عرضی به نقاط K و K، که از هر یک از آنها جفت هادی 2 واقع در ضلع خارجی آرایه فازی (یا صفحات جایگزین آنها) وجود دارد. برای کار با آرایه فازی در محدوده HF، توان فرستنده در تقسیم کننده 9 به 8 کانال یکسان تقسیم می شود که در هر کدام از آنها تغییر فاز مورد نیاز با استفاده از ULZ 8 ایجاد می شود و سپس PE از طریق فیدرهای 5 برانگیخته می شود. هنگامی که ولتاژ تحریک به ورودی یکی از ارتعاشات (افقی یا عمودی) هر پلی اتیلن اعمال می شود، ارتعاش کننده دیگر همراه با هادی ها یک ولتاژ .h را تشکیل می دهد که در نتیجه به آن متصل می شود تطبیق بهبود یافته در قسمت پایینی محدوده مطالعات تجربی آرایه فازی پیشنهادی بر روی نمونه اولیه طراحی شده برای عملکرد در محدوده 1.5-60 مگاهرتز، ساخته شده از ورق فولادی 2 میلی متری انجام شد. ابعاد طرح 15×15 متر مربع، خاک خشک است (=5، = 0.001 S/m). سیستم تغذیه کننده HF PAR از کابل های کواکسیال RK-75-9-12 با طول (140-0.1) متر ساخته شده است، تحریک عناصر LF از طریق کابل های RK-75-17-12 با طول ( 120-0.1 متر مدار شامل یک تقسیم کننده قدرت ترانسفورماتور 1:8 و یک خط تاخیر کنترل شده 4 بیتی است که توسط قطعات تشکیل شده است. کابل هممحوربا طول عایق فلوروپلاستیک 0.66 متر، 1.32 متر، 2.64 متر و 5.28 متر. در طول تحقیق، امپدانس های ورودی عناصر فرکانس پایین، عناصر فرکانس بالا به طور جداگانه و به عنوان بخشی از یک آرایه فازی اندازه گیری شد که از آن مقادیر BEF و چنین الگوهای تابش دینامیکی در فرکانس های مختلف محاسبه شد. مقادیر KBV، عنصر فرکانس پایین، عنصر فرکانس بالا و آرایه فازی به عنوان یک کل، نشان داده شده در شکل 5، تایید می کند. کیفیت بالاهماهنگی در کل محدوده عملیاتی الگوهای تابش دینامیکی آرایه فازی در قسمت‌های پایین، میانی و بالایی محدوده در شکل 6 نشان داده شده است (به ترتیب نمودارهای a، b، c). خط ثابت الگوهای محاسبه شده را نشان می دهد، صلیب ها نتایج اندازه گیری را نشان می دهند. مشاهده می شود که در کل محدوده، آرایه فازی تشکیل حداکثر تابش را در یک جهت معین تضمین می کند.

مطالبه

یک آنتن آرایه فازی شامل گروهی از عناصر مسطح، که هر یک شامل یک جفت قطره چکان مثلثی است که به صورت همسطح در یک مستطیل که دیافراگم آرایه آنتن فازی را مشخص می‌کند، نصب شده‌اند و به مسیر تغذیه‌کننده متصل می‌شوند، مشخصه آن این است که عناصر تخت به صورت افقی قرار دارند. در داخل محیط نیمه هادی یا روی سطح آن، یک جفت دوم از قطره چکان های یکسان در هر عنصر مسطح وارد می شود که به صورت همسطح و متعامد با اولی نصب می شود، انتهای بیرونی قطره چکان های مثلثی متعلق به عناصر تخت مجاور به صورت الکتریکی به هم متصل می شوند و انتهای بیرونی قطره چکان های مثلثی متعلق به عناصر مسطح محیطی در امتداد محیط آرایه آنتن دیافراگم فازی با هادی های اتصال کوتاه اضافی متصل می شوند و انتهای بیرونی تابش های مثلثی مجاور هر دو طرف به مورب های بزرگ آرایه آنتن فازی از نظر الکتریکی جدا می شوند. و انتهای بیرونی ساطع کننده های مثلثی باقی مانده توسط هادی های اتصال کوتاه به هم متصل می شوند، در حالی که مسیر تغذیه کانال فرکانس پایین به بالای قطره چکان های مثلثی عنصر تخت، واقع در مرکز آرایه آنتن فازی متصل می شود. ، و بالای قطره چکان های مثلثی عناصر تخت باقی مانده به مسیر تغذیه کننده متصل می شوند. کانال فرکانس بالا، و تابشگرهای مثلثی متعامد در هر عنصر مسطح به طور مستقل تغذیه می شوند.

در مقاله قبلی /1/ نشان دادیم که در شرایطی که امکان بالا بردن آنتن به ارتفاع قابل توجهی وجود ندارد، آنتن‌هایی با قطبش عمودی و زاویه تابش کم در ارتباطات از راه دور دارای مزیت هستند: دوقطبی منحنی عمودی (شکل 1). 1)، موکسون عمودی (شکل 2)

ما عمداً در اینجا به عمودهایی با سیستم وزنه های تعادل یا شعاعی اشاره نمی کنیم ، زیرا این آنتن ها برای قرار دادن در کلبه های تابستانی یا در شرایط اعزامی بسیار ناخوشایند هستند.

موکسون عمودی (شکل 2)، اگرچه یک آنتن جهت دار خوب با زاویه تابش کوچک است، اما هنوز در مقایسه با "کانال های موج" یا "مربع" چند عنصری بهره کافی ندارد. بنابراین، ما به طور طبیعی تمایل داشتیم که یک آرایه فازی از دو موکسون عمودی را امتحان کنیم، مشابه آنچه که آماتورهای رادیویی آمریکایی در سفری به جامائیکا (آنها آن را "2x2" نامیدند) استفاده می کردند /2/.
سادگی طراحی آن و فضای کوچک مورد نیاز برای قرار دادن آن، کار را به راحتی قابل اجرا می کند. آزمایش بر روی باند 17 متر (فرکانس مرکزی 18.120 مگاهرتز) انجام شد، زیرا ما قبلاً یک موکسون عمودی برای این محدوده داشتیم. ویژگی های محاسبه شده آن (شکل 3): بهره 4.42 دسی بل، لوب پشت سرکوب شده توسط بیش از 20 دسی بل، حداکثر تابش در زاویه 17 درجه، قطبش عمودی تقریبا خالص تشعشع. و این در حالی است که ارتفاع لبه پایینی آنتن تنها 2 متر بالاتر از زمین واقعی است.
برای هر یک از آنتن ها به یک دکل دی الکتریک به ارتفاع 8 تا 10 متر (یا یک درخت با ارتفاع مناسب) و دو (ترجیحاً سه) اسپیسر دی الکتریک به طول 2.2 متر (می توان از نوارهای چوبی استفاده کرد) نیاز دارید. عناصر - از هر سیم مسی، به قطر 1-3 میلی متر، لخت یا عایق.
در طول آزمایش از مجموعه ای از لوله های فایبرگلاس RQuad با ارتفاع کلی 10 متر به عنوان دکل و لوله های پلاستیکی آب با قطر 20 میلی متر به عنوان فاصله دهنده استفاده شد. عناصر از سیم ولوم ساخته شده اند. بچه ها از طناب پلی پروپیلن 3 میلی متری ساخته شده اند. نتیجه طرحی است که در شکل 4 نشان داده شده است.

شکل 3. ویژگی های طراحی آنتن عمودی موکسون

سیم از سوراخ های نزدیک به انتهای اسپیسرها عبور داده می شود و با استفاده از نوار الکتریکی یا گیره های پلاستیکی روی آنها محکم می شود. برای جلوگیری از خم شدن اسپیسرها در زیر وزن آنتن، انتهای آنها با نخ ماهیگیری کشیده می شود. برای حفظ صافی المنت فعال که به دلیل وزن کابل مختل می شود، می توان از یک اسپیسر سوم در سطح وسط المنت ها استفاده کرد و سیم کارگردان را از سوراخ آن عبور داد و نقاط اتصال را محکم کرد. عنصر فعال به کابل روی آن. کابل در امتداد پخش کننده به دکل و سپس پایین دکل می رود. این کابل به لوله های فریت در هر 2 متر مجهز شده است که تأثیر قیطان آن بر ویژگی های آنتن را از بین می برد و در عین حال جریان های تغذیه را متعادل می کند. آنتن به راحتی روی دکل از پیش نصب شده با یک غلتک در بالا با استفاده از طناب نایلونی بلند می شود.
مشخصات یک پشته افقی از دو آنتن که با استفاده از برنامه MMANA محاسبه شده است، در شکل 5 نشان داده شده است. بهترین ویژگی هااز نظر تقویت و سرکوب لوب پشتی در فاصله بین آنتن های 0.7 طول موج، یعنی. 11.6 متر این آنتن را می توان "2×MOXON" نامید.

شکل 5. الگوی تابش یک آرایه فازی از دو آنتن موکسون عمودی.

مدار جمع بندی کلاسیک است: از آنجایی که هر آنتن دارای امپدانس ورودی 50 اهم است، از کابل های برق با مقاومت 75 اهم، طول موج ¾ با در نظر گرفتن ضریب کوتاه شدن کابل استفاده می شود. در انتهای کابل ها، مقاومت آنتن به 100 اهم تبدیل می شود. بنابراین، آنها را می توان به صورت موازی با استفاده از یک سه راهی و به دنبال آن یک کابل برق 50 اهم با هر طولی متصل کرد. طول کابل های تبدیل کننده ¾ طول موج انتخاب شد، زیرا در طول موج ¼ طول آنها برای پوشش فاصله بین آنتن ها کافی نیست.
ساخت نسخه دوم این آنتن حدود دو ساعت طول کشید. دکل ها با فاصله 11.6 متر نصب شدند (عرض کلبه تابستانی کافی بود).
هر آنتن به طور جداگانه تنظیم شد، آنها را از طریق یک کابل نیم طول موج (با در نظر گرفتن کوتاه شدن) وصل کرد و انتهای قسمت های خمیده پایین عناصر را برش داد. برای جلوگیری از خطا در پیکربندی، لازم است به سرکوب جریان های معمولی در کابل های برق با استفاده از چوک های قرار داده شده روی کابل توجه ویژه ای داشته باشید. مجبور شدیم تا 10 قطعه استفاده کنیم. فیلترهای فریت چسبنده در طول کابل 75 اهم قبل از تثبیت نتایج توزیع شده است. این چوک‌ها باید روی کابل‌های تبدیل که توسط یک سه راهی متصل هستند نیز باشند. نیازی به گذاشتن چوک بر روی کابل 50 اهم نیست که سه راهی را به فرستنده گیرنده وصل می کند. در غیاب فریت ها، چوک ها را می توان با چندین چرخش کابل که در سیم پیچی به قطر 15-20 سانتی متر مونتاژ شده است، جایگزین کرد و آنها را در نزدیکی نقاط تغذیه آنتن و نزدیک سه راهی قرار داد. برای بهبود عملکرد آنتن‌ها، تقریباً تمام طول آزاد کابل‌های تبدیل را می‌توان به کویل‌های چوکی مونتاژ کرد.
پس از اتصال دو موکسون عمودی به یک شبکه فرکانس تشدیدحدود 500 کیلوهرتز بالا می رود و SWR در فرکانس مرکزی برابر با 1.4 می شود.
اصلاح رزونانس سیستم با تنظیم موکسون ها غیرممکن است، زیرا در این حالت الگوی جهت از هم می پاشد. اکثر راه های سادهتطبیق سیستم - یا اتصال سیم پیچ ها با اندوکتانس 0.2 μH به صورت سری با ورودی هر دو آنتن، یا یک خازن 400-550 pF (مقدار حداقل SWR را در فرکانس مرکزی انتخاب کنید) به صورت سری با ورودی سه راهی روشن سمت فیدر 50 اهم در این مورد، باند با توجه به سطح SWR< 1,2 получается около 200 кГц (рис.6).

شکل 6. SWR از ورودی پس از تنظیم با استفاده از سلف های 0.2 μH.

پارامترهای محاسبه شده در ارتفاع لبه پایینی آنتن ها 2 متر بالاتر از زمین واقعی:
افزایش 8.58 dBi (6.43 dBd)،
زاویه ارتفاع 17 درجه،
سرکوب لوب پشت > 25 دسی بل،
SWR در محدوده عملیاتی< 1,2.
وجود لوب های جانبی با سرکوب 10 دسی بل نسبت به لوب اصلی، به نظر ما، یک نقطه ضعف نیست، زیرا به شما امکان می دهد بدون چرخاندن آنتن، ایستگاه های خارج از پرتو اصلی باریک را بشنوید.
ما از طرح های آنتن دیگری که دارای چنین پارامترهای بالایی با این سادگی طراحی هستند اطلاعی نداریم.
البته این آرایه فازی ثابت است و باید در جهت جالب ترین DX (مثلاً به سمت غرب) نصب شود. سپس چرخاندن نمودار آن به سمت شرق دشوار نخواهد بود: برای انجام این کار، باید آنتن ها را پایین بیاورید، آنها را 180 درجه بچرخانید و دوباره آنها را به سمت دکل ها ببرید. برای ما این عملیات بعد از مدتی تمرین بیش از پنج دقیقه طول نکشید.
عکسی از آنتن آزمایشی در شکل 7 نشان داده شده است.

شکل 7. نمای یک آرایه فازی از دو موکسون عمودی.

ولادیسلاو شچرباکوف، (RU3ARJ)
سرگئی فیلیپوف، (RW3ACQ)
یوری زولوتوف، (UA3HR)

ادبیات:

1. Vladislav Shcherbakov RU3ARJ, Sergey Filippov RW3ACQ. آنتن های عمودی متقارن راه حل بهینه برای ارتباطات DX در شرایط میدانی و کشوری هستند. مطالب انجمن جشنواره "Domodedovo 2007".

2. K5K Kingman Reef DXpedition.
www.force12inc.com/k5kinfo.htm

اطلاعات - http://cqmrk.ru

مقاله برای ترجمه توسط alessandro893 پیشنهاد شده است. این مطالب از یک سایت مرجع گسترده گرفته شده است که به طور خاص اصول عملیات و طراحی رادارها را توصیف می کند.

آنتن وسیله ای الکتریکی است که الکتریسیته را به امواج رادیویی و بالعکس تبدیل می کند. این آنتن نه تنها در رادارها، بلکه در پارازیت ها، سیستم های هشدار تشعشع و سیستم های ارتباطی نیز استفاده می شود. در حین انتقال، آنتن انرژی فرستنده رادار را متمرکز می کند و پرتویی را تشکیل می دهد که در جهت مورد نظر هدایت می شود. هنگام دریافت، آنتن انرژی رادار برگشتی موجود در سیگنال های منعکس شده را جمع آوری کرده و به گیرنده ارسال می کند. آنتن ها اغلب از نظر شکل پرتو و کارایی متفاوت هستند.

در سمت چپ یک آنتن ایزوتروپیک، در سمت راست یک آنتن جهت دار قرار دارد

آنتن دوقطبی

آنتن دوقطبی یا دوقطبی ساده ترین و محبوب ترین کلاس آنتن است. از دو هادی یکسان، سیم یا میله، معمولاً با تقارن دو طرفه تشکیل شده است. برای دستگاه های فرستنده جریان به آن و برای دستگاه های گیرنده سیگنال بین دو نیمه آنتن دریافت می شود. هر دو طرف فیدر در فرستنده یا گیرنده به یکی از هادی ها متصل است. دوقطبی ها آنتن های تشدید کننده هستند، یعنی عناصر آنها به عنوان تشدید کننده عمل می کنند که در آن امواج ایستاده از یک سر به سر دیگر عبور می کنند. بنابراین طول عناصر دوقطبی با طول موج رادیویی تعیین می شود.

طرح تشعشع

دوقطبی ها آنتن های همه جهته هستند. به همین دلیل اغلب در سیستم های ارتباطی استفاده می شوند.

آنتن به شکل ویبراتور نامتقارن (تک قطبی)

آنتن نامتقارن نیمی از آنتن دوقطبی است و عمود بر سطح رسانا، یک عنصر بازتابی افقی، نصب شده است. جهت دهی آنتن تک قطبی دو برابر آنتن دوقطبی دوقطبی است زیرا هیچ تشعشعی در زیر عنصر بازتابنده افقی وجود ندارد. از این نظر راندمان چنین آنتنی دو برابر بیشتر است و با استفاده از همان توان انتقال قادر به ارسال امواج بیشتر است.

طرح تشعشع

آنتن کانال موج، آنتن یاگی اودا، آنتن یاگی

طرح تشعشع

آنتن گوشه

نوعی آنتن که اغلب در فرستنده های VHF و UHF استفاده می شود. از یک تابش دهنده (این می تواند یک دوقطبی یا یک آرایه یاگی باشد) تشکیل شده است که در مقابل دو صفحه بازتابنده مستطیلی مسطح که با زاویه ای معمولاً 90 درجه به هم متصل شده اند نصب شده است. یک ورق فلز یا یک توری (برای رادارهای فرکانس پایین) می تواند به عنوان یک بازتابنده عمل کند، وزن را کاهش دهد و مقاومت باد را افزایش دهد. آنتن های گوشه ای دارای دامنه وسیعی هستند و بهره آن حدود 10-15 دسی بل است.

طرح تشعشع

آنتن لگاریتمی لگاریتمی (لگاریتمی تناوبی) یا آرایه لگاریتم تناوبی ویبراتورهای متقارن

یک آنتن log-periodic (LPA) از چندین ساطع کننده دوقطبی نیمه موجی تشکیل شده است که طول آنها به تدریج افزایش می یابد. هر کدام از یک جفت میله فلزی تشکیل شده است. دوقطبی ها به صورت نزدیک و پشت سر هم به هم متصل می شوند و به صورت موازی و با فازهای مخالف به فیدر متصل می شوند. این آنتن ظاهری شبیه به آنتن یاگی دارد، اما عملکرد متفاوتی دارد. افزودن عناصر به آنتن Yagi باعث افزایش جهت (بهره) آن می شود و افزودن عناصر به LPA پهنای باند آن را افزایش می دهد. مزیت اصلی آن نسبت به سایر آنتن ها، محدوده بسیار وسیع فرکانس کاری آن است. طول عناصر آنتن طبق قانون لگاریتمی به یکدیگر مربوط می شود. طول طولانی ترین عنصر 1/2 طول موج کمترین فرکانس و کوتاه ترین آن 1/2 طول موج بالاترین فرکانس است.

طرح تشعشع

آنتن هلیکس

یک آنتن مارپیچ از یک هادی تشکیل شده است که به صورت مارپیچ پیچیده شده است. آنها معمولاً بالای یک عنصر بازتابنده افقی نصب می شوند. فیدر به پایین مارپیچ و صفحه افقی متصل است. آنها می توانند در دو حالت - معمولی و محوری کار کنند.

حالت عادی (عرضی): ابعاد مارپیچ (قطر و شیب) در مقایسه با طول موج فرکانس ارسالی کوچک است. آنتن مانند دوقطبی یا تک قطبی کوتاه عمل می کند، با همان الگوی تابش. تابش به صورت خطی موازی با محور مارپیچ قطبی شده است. این حالت در آنتن های فشرده برای رادیوهای قابل حمل و موبایل استفاده می شود.

حالت محوری: ابعاد مارپیچ با طول موج قابل مقایسه است. آنتن به عنوان یک جهت کار می کند و پرتو را از انتهای مارپیچ در امتداد محور خود منتقل می کند. امواج رادیویی قطبش دایره ای ساطع می کند. اغلب برای ارتباطات ماهواره ای استفاده می شود.

طرح تشعشع

آنتن لوزی

آنتن الماسی یک آنتن جهت دار باند پهن است که از یک تا سه سیم موازی تشکیل شده است که به شکل الماس در بالای زمین ثابت شده و در هر رأس توسط برج ها یا قطب هایی که سیم ها با استفاده از عایق ها به آن ها متصل می شوند، پشتیبانی می شود. هر چهار طرف آنتن دارای طول یکسانی هستند، معمولاً حداقل طول موج یکسان یا بیشتر دارند. اغلب برای ارتباط و عملیات در محدوده موج ده متر استفاده می شود.

طرح تشعشع

آرایه آنتن دو بعدی

آرایه چند عنصری دوقطبی مورد استفاده در باندهای HF (1.6 - 30 مگاهرتز)، متشکل از ردیف‌ها و ستون‌های دوقطبی. تعداد ردیف ها می تواند 1، 2، 3، 4 یا 6 باشد. تعداد ستون ها می تواند 2 یا 4 باشد. دوقطبی ها به صورت افقی قطبی شده اند و یک صفحه بازتابنده در پشت آرایه دوقطبی قرار می گیرد تا یک پرتو تقویت شده ارائه دهد. تعداد ستون های دوقطبی پهنای تیر آزیموتال را تعیین می کند. برای 2 ستون عرض الگوی تابش حدود 50 درجه است، برای 4 ستون 30 درجه است. پرتو اصلی را می توان 15 درجه یا 30 درجه برای حداکثر پوشش 90 درجه کج کرد.

تعداد ردیف ها و ارتفاع پایین ترین عنصر از سطح زمین، زاویه ارتفاع و اندازه منطقه خدماتی را تعیین می کند. یک آرایه از دو ردیف دارای زاویه 20 درجه و یک آرایه چهار تایی دارای زاویه 10 درجه است. تابش یک آرایه دو بعدی معمولاً با زاویه کمی به یونوسفر نزدیک می شود و به دلیل فرکانس کم آن اغلب به سطح زمین منعکس می شود. از آنجایی که تابش می تواند بارها بین یونوسفر و زمین منعکس شود، عملکرد آنتن به افق محدود نمی شود. در نتیجه، چنین آنتنی اغلب برای ارتباطات از راه دور استفاده می شود.

طرح تشعشع

آنتن شاخ

آنتن بوق از یک موجبر فلزی شیپوری شکل در حال گسترش تشکیل شده است که امواج رادیویی را در یک پرتو جمع می کند. آنتن‌های شاخ دارای طیف وسیعی از فرکانس‌های کاری هستند که می‌توانند با فاصله 20 برابری در مرزهای آن کار کنند - به عنوان مثال، از 1 تا 20 گیگاهرتز. بهره از 10 تا 25 دسی بل متغیر است و اغلب به عنوان تغذیه برای آنتن های بزرگتر استفاده می شود.

طرح تشعشع

آنتن پارابولیک

یکی از محبوب ترین آنتن های رادار، بازتابنده سهموی است. تغذیه در کانون سهمی قرار دارد و انرژی رادار به سطح بازتابنده هدایت می شود. اغلب از آنتن شاخ به عنوان تغذیه استفاده می شود، اما می توان از آنتن دوقطبی و مارپیچ هم استفاده کرد.

از آنجایی که منبع نقطه ای انرژی در کانون قرار دارد، به یک جبهه موج فاز ثابت تبدیل می شود و سهمی را برای استفاده در رادار مناسب می کند. با تغییر اندازه و شکل سطح بازتابنده می توان پرتوها و الگوهای تشعشعی با اشکال مختلف ایجاد کرد. جهت دهی آنتن های سهموی بسیار بهتر از یاگی یا دوقطبی است. اشکال اصلی آنها ناتوانی آنها در کنترل فرکانس های پایین به دلیل اندازه آنها است. نکته دیگر این است که پرتودهی می تواند بخشی از سیگنال را مسدود کند.

طرح تشعشع

آنتن کاسگرین

آنتن کاسگرین بسیار شبیه به آنتن سهموی معمولی است، اما از یک سیستم دو بازتابنده برای ایجاد و تمرکز پرتو رادار استفاده می کند. بازتابنده اصلی سهموی و بازتابنده کمکی هذلولی است. تابش دهنده در یکی از دو کانون هذلولی قرار دارد. انرژی رادار از فرستنده از بازتابنده کمکی به بازتابنده اصلی منعکس شده و متمرکز می شود. انرژی بازگشتی از هدف توسط بازتابنده اصلی جمع‌آوری شده و به شکل پرتویی که در یک نقطه به نقطه کمکی همگرا می‌شود منعکس می‌شود. سپس توسط یک بازتابنده کمکی منعکس شده و در نقطه ای که تابشگر قرار دارد جمع آوری می شود. هرچه بازتابنده کمکی بزرگتر باشد، می تواند به بازتابنده اصلی نزدیکتر باشد. این طراحی ابعاد محوری رادار را کاهش می دهد، اما سایه دیافراگم را افزایش می دهد. برعکس، یک بازتابنده کمکی کوچک، سایه دهانه را کاهش می دهد، اما باید دور از اصلی قرار گیرد. مزایا در مقایسه با آنتن سهموی: فشردگی (علی رغم وجود بازتابنده دوم، فاصله کل بین دو بازتابنده کمتر از فاصله تغذیه تا بازتابنده آنتن سهمی است)، کاهش تلفات (گیرنده را می توان نزدیک قرار داد. به ساطع کننده شاخ)، کاهش تداخل لوب جانبی برای رادارهای زمینی. معایب اصلی: پرتو با شدت بیشتری مسدود می شود (اندازه بازتابنده کمکی و تغذیه بزرگتر از اندازه تغذیه یک آنتن سهموی معمولی است)، با طیف گسترده ای از امواج به خوبی کار نمی کند.

طرح تشعشع

آنتن گریگوری

در سمت چپ آنتن Gregory، در سمت راست آنتن Cassegrain است

آنتن سهموی گریگوری از نظر ساختار بسیار شبیه به آنتن کاسگرین است. تفاوت این است که بازتابنده کمکی در جهت مخالف منحنی است. طراحی گرگوری می تواند از یک بازتابنده ثانویه کوچکتر در مقایسه با آنتن کاسگرین استفاده کند که در نتیجه پرتو کمتری مسدود می شود.

آنتن افست (نامتقارن).

همانطور که از نام آن پیداست، امیتر و بازتابنده کمکی (اگر آنتن گرگوری باشد) آنتن افست از مرکز بازتابنده اصلی جدا می شود تا پرتو را مسدود نکند. این طرح اغلب بر روی آنتن های سهموی و گریگوری برای افزایش کارایی استفاده می شود.

آنتن کاسه گرین با صفحه فاز تخت

طرح دیگری که برای مقابله با مسدود شدن پرتو توسط یک بازتابنده کمکی طراحی شده است، آنتن صفحه تخت Cassegrain است. با در نظر گرفتن قطبش امواج کار می کند. یک موج الکترومغناطیسی دارای 2 جزء مغناطیسی و الکتریکی است که همیشه بر یکدیگر و جهت حرکت عمود هستند. قطبش موج با جهت گیری تعیین می شود میدان الکتریکی، می تواند خطی (عمودی/افقی) یا دایره ای (دایره ای یا بیضی شکل، پیچ خورده در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت) باشد. نکته جالب در مورد پلاریزاسیون، پلاریزه کننده یا فرآیند فیلتر کردن امواج است که تنها امواج را در یک جهت یا صفحه قطبی می کند. به طور معمول، پلاریزه کننده از ماده ای با آرایش موازی اتم ها ساخته شده است، یا می تواند شبکه ای از سیم های موازی باشد که فاصله بین آنها کمتر از طول موج است. اغلب فرض بر این است که فاصله باید تقریباً نصف طول موج باشد.

یک تصور اشتباه رایج این است که موج الکترومغناطیسی و پلاریزه کننده به روشی مشابه کابل نوسانی و حصار تخته ای کار می کنند - به عنوان مثال، یک موج پلاریزه افقی باید توسط صفحه ای با شکاف های عمودی مسدود شود.

در واقع، امواج الکترومغناطیسی رفتار متفاوتی با امواج مکانیکی دارند. شبکه ای از سیم های افقی موازی به طور کامل یک موج رادیویی پلاریزه افقی را مسدود کرده و منعکس می کند و یک موج قطبی شده عمودی را مخابره می کند - و بالعکس. دلیل آن این است: وقتی میدان الکتریکی یا موجی موازی با سیم باشد، الکترون ها را در طول سیم تحریک می کند و از آنجایی که طول سیم چندین برابر ضخامت آن است، الکترون ها به راحتی می توانند حرکت کنند و بیشتر انرژی موج را جذب می کند. حرکت الکترون ها منجر به ظهور جریان می شود و جریان امواج خود را ایجاد می کند. این امواج امواج ارسالی را خنثی می‌کنند و مانند امواج منعکس شده رفتار می‌کنند. از طرف دیگر، زمانی که میدان الکتریکی موج بر سیم ها عمود باشد، الکترون ها را در عرض سیم تحریک می کند. از آنجایی که الکترون ها قادر به حرکت فعال در این راه نیستند، انرژی بسیار کمی منعکس می شود.

توجه به این نکته مهم است که اگرچه در بیشتر تصاویر امواج رادیویی فقط 1 میدان مغناطیسی و 1 میدان الکتریکی دارند، اما این بدان معنا نیست که آنها دقیقاً در یک صفحه نوسان دارند. در واقع، می توان تصور کرد که میدان های الکتریکی و مغناطیسی از چندین میدان فرعی تشکیل شده اند که به صورت برداری جمع می شوند. به عنوان مثال، برای یک موج قطبی عمودی از دو میدان فرعی، نتیجه جمع بردارهای آنها عمودی است. وقتی دو میدان فرعی در فاز باشند، میدان الکتریکی حاصل همیشه در همان صفحه ساکن خواهد بود. اما اگر یکی از زیر فیلدها کندتر از دیگری باشد، میدان حاصل شروع به چرخش در جهتی خواهد کرد که موج در حال حرکت است (این معمولاً قطبش بیضوی نامیده می شود). اگر یک زیرفیلد دقیقاً یک چهارم طول موج کندتر از بقیه باشد (فاز 90 درجه متفاوت است)، آنگاه قطبش دایره ای به دست می آید:

برای تبدیل قطبش خطی موج به قطبش دایره ای و برگشتی، باید سرعت یکی از زیرفیلدها را نسبت به بقیه دقیقاً به اندازه یک چهارم طول موج کاهش داد. برای این، اغلب از یک توری (صفحه فاز یک چهارم موج) از سیم های موازی با فاصله بین آنها 1/4 طول موج، واقع در زاویه 45 درجه نسبت به افقی استفاده می شود.
برای موجی که از دستگاه عبور می کند، قطبش خطی به دایره و دایره ای به خطی تبدیل می شود.

یک آنتن Cassegrain با یک صفحه فاز مسطح که بر اساس این اصل کار می کند از دو بازتابنده با اندازه مساوی تشکیل شده است. کمکی فقط امواج پلاریزه افقی را منعکس می کند و امواج قطبی شده عمودی را ارسال می کند. اصلی همه امواج را منعکس می کند. صفحه بازتابنده کمکی در جلوی صفحه اصلی قرار دارد. از دو بخش تشکیل شده است - یک صفحه با شکاف هایی که با زاویه 45 درجه اجرا می شوند و یک صفحه با شکاف های افقی کمتر از عرض موج 1/4.

فرض کنید تغذیه موجی را با قطبش دایره ای در خلاف جهت عقربه های ساعت ارسال می کند. موج از صفحه موج چهارم عبور می کند و به یک موج پلاریزه افقی تبدیل می شود. از سیم های افقی منعکس می شود. دوباره از صفحه موج ربع عبور می کند، از طرف دیگر، و سیم های صفحه از قبل به صورت آینه ای جهت دار هستند، یعنی گویی 90 درجه چرخیده اند. تغییر قبلی در قطبش معکوس می شود، به طوری که موج دوباره در خلاف جهت عقربه های ساعت به صورت دایره ای قطبی می شود و به بازتابنده اصلی برمی گردد. بازتابنده قطبش را از خلاف جهت عقربه های ساعت به جهت عقربه های ساعت تغییر می دهد. بدون مقاومت از شکاف های افقی بازتابنده کمکی عبور می کند و در جهت اهداف به صورت عمودی پلاریزه می شود. در حالت دریافت برعکس این اتفاق می افتد.

آنتن اسلات

اگرچه آنتن های توصیف شده نسبت به اندازه دیافراگم بهره نسبتاً بالایی دارند، اما همه آنها دارای معایب مشترک هستند: حساسیت بالای لوب جانبی (حساسیت به بازتاب های مزاحم از سطح زمین و حساسیت به اهداف با منطقه پراکندگی موثر کم)، کاهش راندمان به دلیل مسدود کردن پرتو (رادارهای کوچک قابل استفاده در هواپیما، مشکل انسداد دارند؛ رادارهای بزرگ که مشکل انسداد کمتر است، در هوا قابل استفاده نیستند). در نتیجه، یک طرح آنتن جدید اختراع شد - یک آنتن شکاف. این به شکل یک سطح فلزی معمولاً مسطح ساخته می شود که در آن سوراخ ها یا شکاف هایی بریده می شود. هنگامی که در فرکانس مورد نظر تابش می شود، امواج الکترومغناطیسی از هر شکاف ساطع می شود - یعنی شکاف ها به عنوان آنتن های جداگانه عمل می کنند و یک آرایه را تشکیل می دهند. از آنجایی که پرتوی که از هر شکاف می آید ضعیف است، لوب های جانبی آنها نیز بسیار کوچک است. آنتن های اسلات با بهره زیاد، لوب های جانبی کوچک و وزن کم مشخص می شوند. ممکن است فاقد قطعات بیرون زده باشند که در برخی موارد مربوط به آنهاست مزیت مهم(به عنوان مثال، هنگام نصب در هواپیما).

طرح تشعشع

آنتن آرایه فازی غیرفعال (PFAR)

رادار با MIG-31

از همان روزهای اولیه توسعه رادار، توسعه دهندگان با یک مشکل مواجه بوده اند: تعادل بین دقت، برد و زمان اسکن رادار. این به این دلیل به وجود می آید که رادارهایی با عرض پرتو باریک تر، دقت (تفکیک پذیری افزایش یافته) و برد را با همان قدرت (تمرکز قدرت) افزایش می دهند. اما هرچه عرض پرتو کمتر باشد، رادار کل میدان دید را بیشتر اسکن می کند. علاوه بر این، یک رادار با بهره بالا به آنتن های بزرگتری نیاز دارد که برای اسکن سریع ناخوشایند است. برای دستیابی به دقت عملی در فرکانس های پایینرادار به آنتن هایی به قدری بزرگ نیاز دارد که چرخش آنها از نظر مکانیکی دشوار است. برای حل این مشکل، یک آنتن آرایه فازی غیرفعال ایجاد شد. برای کنترل پرتو نه بر مکانیک، بلکه به تداخل امواج متکی است. اگر دو یا چند موج از یک نوع نوسان کنند و در یک نقطه از فضا به هم برسند، دامنه کل امواج تقریباً به همان شکلی که امواج روی آب جمع می‌شوند، جمع می‌شود. بسته به فازهای این امواج، تداخل می تواند آنها را تقویت یا تضعیف کند.

پرتو را می توان با کنترل اختلاف فاز گروهی از عناصر فرستنده شکل داده و به صورت الکترونیکی کنترل کرد - بنابراین کنترل محل تداخل تقویت یا تضعیف. از این نتیجه می شود که رادار هواپیما باید حداقل دو عنصر فرستنده برای کنترل پرتو از سمتی به سمت دیگر داشته باشد.

به طور معمول، یک رادار با PFAR از 1 تغذیه، یک تقویت کننده کم نویز، یک توزیع کننده توان، 1000-2000 عنصر فرستنده و تعداد مساوی شیفتر فاز تشکیل شده است.

عناصر انتقال دهنده می توانند آنتن های همسانگرد یا جهت دار باشند. برخی از انواع معمولی عناصر انتقال:

در اولین نسل هواپیماهای جنگنده، آنتن‌های پچ (آنتن‌های نواری) بیشتر مورد استفاده قرار می‌گرفتند، زیرا توسعه آن‌ها آسان‌تر بود.

آرایه‌های فاز فعال مدرن به دلیل قابلیت‌های پهنای باند و بهره بهبودیافته از امیترهای شیار استفاده می‌کنند:

صرف نظر از نوع آنتن مورد استفاده، افزایش تعداد عناصر تشعشع کننده ویژگی های جهت دهی رادار را بهبود می بخشد.

همانطور که می دانیم برای همان فرکانس رادار، افزایش دیافراگم منجر به کاهش عرض پرتو می شود که باعث افزایش برد و دقت می شود. اما برای آرایه های فازی، افزایش فاصله بین عناصر ساطع کننده در تلاش برای افزایش دیافراگم و کاهش هزینه رادار ارزش ندارد. زیرا اگر فاصله بین عناصر بیشتر از فرکانس عملیاتی باشد، ممکن است لوب های جانبی ظاهر شوند و عملکرد رادار را به طور قابل توجهی کاهش دهند.

مهمترین و گرانترین بخش PFAR شیفترهای فاز است. بدون آنها، کنترل فاز سیگنال و جهت پرتو غیرممکن است.

آن ها هستند انواع متفاوت، اما به طور کلی می توان آنها را به چهار نوع تقسیم کرد.

تغییر فاز با تاخیر زمانی

ساده ترین نوع شیفترهای فاز. طول می کشد تا سیگنال از طریق خط انتقال عبور کند. این تاخیر، برابر با تغییر فاز سیگنال، به طول خط انتقال، فرکانس سیگنال و سرعت فاز سیگنال در ماده فرستنده بستگی دارد. با سوئیچ کردن یک سیگنال بین دو یا چند خط انتقال با طول معین، می توان تغییر فاز را کنترل کرد. عناصر سوئیچینگ رله های مکانیکی، دیودهای پین، ترانزیستورهای اثر میدانییا سیستم های میکروالکترومکانیکی. دیودهای پین اغلب به دلیل سرعت بالا، تلفات کم و مدارهای بایاس ساده که تغییرات مقاومت را از 10 کیلو اهم به 1 Ω ارائه می دهند، استفاده می شوند.

تأخیر، ثانیه = تغییر فاز ° / (360 * فرکانس، هرتز)

عیب آنها این است که با افزایش فرکانس خطای فاز افزایش می یابد و با کاهش فرکانس اندازه آن افزایش می یابد. همچنین تغییر فاز با فرکانس متفاوت است، بنابراین برای فرکانس های بسیار پایین و بالا قابل استفاده نیستند.

تغییر دهنده فاز انعکاسی/مربع

به طور معمول این یک دستگاه کوپلینگ مربعی است که سیگنال ورودی را به دو سیگنال 90 درجه خارج از فاز تقسیم می کند که سپس منعکس می شوند. سپس در خروجی به صورت فاز ترکیب می شوند. این مدار کار می کند زیرا انعکاس سیگنال از خطوط رسانا می تواند نسبت به سیگنال فرودی خارج از فاز باشد. تغییر فاز از 0 درجه (مدار باز، ظرفیت خازن وارکتور صفر) تا -180 درجه (مدار کوتاه، ظرفیت وارکتور بی نهایت) متغیر است. چنین شیفترهای فاز دارای محدوده عملیاتی گسترده ای هستند. با این حال، محدودیت های فیزیکی واکتورها به این معنی است که در عمل تغییر فاز تنها می تواند به 160 درجه برسد. اما برای یک جابجایی بزرگتر می توان چندین زنجیره از این قبیل را با هم ترکیب کرد.

وکتور تعدیل کننده IQ

درست مانند یک تغییر فاز رفلکس، در اینجا سیگنال به دو خروجی با تغییر فاز 90 درجه تقسیم می شود. فاز ورودی بدون سوگیری را کانال I و مربع با افست 90 درجه را کانال Q می نامند. سپس هر سیگنال از یک مدولاتور دو فازی عبور می کند که قادر به تغییر فاز سیگنال است. هر سیگنال به اندازه 0 یا 180 درجه تغییر فاز داده می شود و امکان انتخاب هر جفت بردار مربعی را فراهم می کند. سپس این دو سیگنال دوباره با هم ترکیب می شوند. از آنجایی که تضعیف هر دو سیگنال قابل کنترل است، نه تنها فاز، بلکه دامنه سیگنال خروجی نیز کنترل می شود.

تغییر فاز در فیلترهای بالا/پایین گذر

این برای حل مشکل شیفترهای فاز تاخیر زمانی که قادر به کار در محدوده فرکانس بزرگ نیستند ساخته شده است. با تغییر مسیر سیگنال بین فیلترهای بالا گذر و پایین گذر کار می کند. شبیه شیفتر فاز تاخیر زمانی، اما از فیلترها به جای خطوط انتقال استفاده می کند. فیلتر کنید سه برابر شدنمتشکل از دنباله ای از سلف ها و خازن هایی است که پیشروی فاز را فراهم می کند. چنین تغییر فاز یک تغییر فاز ثابت در محدوده فرکانس کاری را فراهم می کند. همچنین از نظر اندازه بسیار کوچکتر از شیفترهای فاز قبلی ذکر شده است، به همین دلیل است که بیشتر در کاربردهای رادار استفاده می شود.

به طور خلاصه، در مقایسه با یک آنتن انعکاسی معمولی، مزایای اصلی PFAR عبارتند از: سرعت بالااسکن (افزایش تعداد اهداف ردیابی شده، کاهش احتمال تشخیص اخطار تشعشع توسط ایستگاه)، بهینه سازی زمان رسیدن به هدف، بهره زیاد و لوب های جانبی کوچک (جمع کردن و شناسایی سخت تر)، دنباله اسکن تصادفی (گیر کردن سخت تر) توانایی استفاده از تکنیک های مدولاسیون و تشخیص ویژه برای استخراج سیگنال از نویز. معایب اصلی هزینه بالا، عدم توانایی در اسکن گسترده تر از 60 درجه در عرض است (میدان دید یک آرایه فاز ثابت 120 درجه است، یک رادار مکانیکی می تواند آن را تا 360 گسترش دهد).

آنتن آرایه فازی فعال

در خارج، AFAR (AESA) و PFAR (PESA) به سختی قابل تشخیص هستند، اما در داخل کاملاً متفاوت هستند. PFAR از یک یا دو تقویت کننده با قدرت بالا برای ارسال یک سیگنال استفاده می کند که سپس به هزاران مسیر برای هزاران شیفتر فاز و المان تقسیم می شود. یک رادار AFAR از هزاران ماژول دریافت/انتقال تشکیل شده است. از آنجایی که فرستنده ها مستقیماً در خود عناصر قرار دارند، گیرنده و فرستنده جداگانه ای ندارد. تفاوت های معماری در تصویر نشان داده شده است.

در AFAR، بیشتر قطعات مانند تقویت کننده سیگنال ضعیف، تقویت کننده با توان بالا، دوبلکسر و شیفتر فاز کاهش یافته و در یک محفظه به نام ماژول انتقال/دریافت مونتاژ می شوند. هر یک از ماژول ها یک رادار کوچک هستند. معماری آنها به شرح زیر است:

اگرچه AESA و PESA از تداخل امواج برای شکل دادن و منحرف کردن پرتو استفاده می کنند، طراحی منحصر به فرد AESA مزایای زیادی نسبت به PFAR دارد. به عنوان مثال، یک تقویت کننده سیگنال ضعیفنزدیک به گیرنده قرار دارد، تا اجزایی که بخشی از سیگنال از بین می رود، بنابراین نسبت سیگنال به تداخل بهتری نسبت به PFAR دارد.

علاوه بر این، با قابلیت‌های تشخیص برابر، AFAR دارای چرخه کار و اوج قدرت کمتری است. همچنین، از آنجا که ماژول های فردی AFAR ها به یک تقویت کننده تکیه نمی کنند، آنها می توانند به طور همزمان سیگنال ها را در فرکانس های مختلف ارسال کنند. در نتیجه، AFAR می تواند چندین پرتو جداگانه ایجاد کند و آرایه را به زیرآرایه ها تقسیم کند. توانایی کار بر روی فرکانس‌های چندگانه، چندوظیفه‌ای و توانایی استقرار سیستم‌های پارازیت الکترونیکی را در هر نقطه مرتبط با رادار به ارمغان می‌آورد. اما تشکیل بیش از حد پرتوهای همزمان برد رادار را کاهش می دهد.

دو عیب اصلی AFAR هزینه بالا و میدان دید محدود تا 60 درجه است.

آنتن های آرایه فازی الکترونیکی مکانیکی هیبریدی

سرعت اسکن بسیار بالای آرایه فازی با میدان دید محدود ترکیب شده است. برای حل این مشکل رادارهای مدرن آرایه های فازی را روی یک دیسک متحرک قرار می دهند که باعث افزایش میدان دید می شود. میدان دید را با عرض پرتو اشتباه نگیرید. عرض پرتو به پرتو رادار اشاره دارد و میدان دید به اندازه کلی فضای اسکن شده اشاره دارد. پرتوهای باریک اغلب برای بهبود دقت و برد مورد نیاز هستند، اما یک میدان دید باریک معمولاً ضروری نیست.

فقط یک مقاله عالی، که در سطح محبوب بسیاری از ظرافت های بسیار مهم را که معمولاً در یک ارائه محبوب یافت نمی شوند، بیان می کند. من خیلی چیزهای جدید را به صورت فشرده یاد گرفتم. بسیار از شما متشکرم!

مدل کاربردی مربوط به فناوری آنتن های مایکروویو است و می تواند در سیستم های رادیویی الکترونیکی به عنوان یک آنتن آرایه فازی فعال، به ویژه در مکان یاب های هوابرد و کشتی و سیستم های اقدامات متقابل رادیویی استفاده شود.

نتیجه فنی افزایش قابلیت اطمینان کنترل پرتو از طریق استفاده از بازتابنده پلاسما است.

ماهیت مدل کاربردی این است که آنتن به شکل یک سیم پیچ هلمهولتز متشکل از یک محفظه خلاء، یک تابش دهنده، یک کاتد خطی و یک آند ساخته شده است، در حالی که یک لایه پلاسما به سیم پیچی که سیگنال از آن ارسال می شود، اعمال می شود. منعکس شده است. بیمار.1.

مدل کاربردی مربوط به فناوری آنتن های مایکروویو است و می تواند در سیستم های رادیویی الکترونیکی به عنوان یک آنتن آرایه فازی فعال، به ویژه در مکان یاب های هوابرد و کشتی و سیستم های اقدامات متقابل رادیویی استفاده شود.

یکی از آخرین پیشرفت‌ها در زمینه ایجاد آرایه‌های فازی، که در کشورهای اتحادیه اروپا انجام شده است، رادار چند منظوره با آرایه‌های فازی است که برای نصب روی کشتی طراحی شده است. رادار در فرستنده TWT در طول موج های باند C عمل می کند. برد تشخیص هدف به 180 کیلومتر می رسد. آرایه آنتن با سرعت در آزیموت می چرخد. 60 دور در دقیقه کنترل فاز پرتو در صفحه ارتفاع انجام می شود.

یک آرایه آنتن فازی فرستنده گیرنده فضایی شناخته شده است. ثبت اختراع 2287876 روسیه, MPK H01Q 3/36, 2006. آرایه به شکل ماتریس ساخته شده و حاوی یک میکسر اصلی است که سیگنال های فرکانس های اصلی f و f و سیگنال های خروجی فرکانس های سرویس f به آن ارائه می شود. 1 =f و f 2 =f-f از طریق شیفت های فاز مربوطه به ترتیب به ردیف ها و ستون های ماتریس در نقاط تقاطع ردیف ها و ستون های ماتریس، میکسرها قرار دارند که خروجی هر یک از آنها متصل است. به سیرکولاتور مربوطه متصل شده از طریق تقویت کننده گیرنده مربوطه.

یک آنتن آرایه فازی غیرفعال برای محدوده مایکروویو نیز شناخته شده است. اختراع RF 2299502، 2006 (نمونه اولیه). این آرایه از n عنصر تابشی، n ماژول گیرنده گیرنده (RTM) و یک سیستم توزیع تشکیل شده است، در حالی که TRP شامل m TPM های فعال است که هر کدام شامل تقویت کننده توان کانال فرستنده، تقویت کننده های کم نویز کانال گیرنده است. شیفترهای فاز و مدار کنترل و مانیتورینگ و (n-m) PPM های غیرفعال که هر کدام شامل یک شیفتر فاز و یک مدار کنترل شیفتر فاز هستند.

معایب هر دو نمونه آنالوگ و نمونه اولیه، قابلیت اطمینان کم سیستم کنترل پرتو، ابعاد بزرگ و همچنین دقت و سرعت پایین نصب تیر است.

هدف از مدل سودمند بهبود قابلیت اطمینان کنترل پرتو از طریق استفاده از بازتابنده پلاسما است.

این هدف با این واقعیت حاصل می شود که آرایه آنتن فازی محدوده مایکروویو، حاوی عناصر ساطع و فرستنده، تقویت کننده های توان کانال های فرستنده و گیرنده، و همچنین مدار کنترل شیفتر فاز، به شکل سیم پیچ هلمهولتز ساخته شده است. متشکل از یک محفظه خلاء، یک تابش، یک کاتد خطی و یک آند، با در این حالت، یک لایه پلاسما به سیم پیچ که پرتو اسکن الکترونی از آن منعکس می شود، اعمال می شود و لایه پلاسما در یک محفظه خلاء ایجاد می شود. تخلیه گاز بین صفحه آند و کاتد خطی، که یک خط از عناصر یک آدرس خاص در شبکه دو مختصات کاتد است.

در شکل. نشان داده شده نمودار عملکردیآنتن با اسکن پرتو الکترونیکی.

آن شامل:

1 - محفظه خلاء؛

2 - لایه پلاسما؛

3 - رادیاتور;

4 - کویل هلمهولتز;

5 - کاتد خطی;

6 - سیگنال منعکس شده.

در چنین آنتنی، کنترل پرتو الکترونیکی با استفاده از بازتابنده پلاسما انجام می شود.

پلاسمای با چگالی کافی توانایی بازتاب انرژی الکترومغناطیسی را دارد. علاوه بر این، هرچه فرکانس تابش بیشتر باشد، چگالی پلاسما بیشتر است.

لایه پلاسما 2 در محفظه خلاء 1 در حین تخلیه گاز بین صفحه آند 7 و کاتد خطی 5 ایجاد می شود که یک خط از عناصر با یک آدرس خاص در شبکه دو مختصات کاتد است. با تغییر موقعیت کاتد خطی 5، می توان لایه پلاسما 2 را چرخاند و در نتیجه پرتو منعکس شده 6 را در آزیموت اسکن کرد. اسکن پرتو با زاویه ارتفاع با تغییر شیب بازتابنده پلاسما با تنظیم انجام می شود. میدان مغناطیسیکویل های هلمهولتز. دومی در اطراف بازتابنده قرار می گیرد تا سیگنال مایکروویو را مسدود نکند. موقعیت کاتد خطی 5 و مقدار القای مغناطیسی توسط یک سیستم کنترل (کامپیوتر) کنترل می شود.

با توجه به محاسبات، دقت نصب تیر در جهت معین 1-2 درجه است. زمان تغییر جهت پرتو حدود 10 میکرو ثانیه است.

برای تشکیل لایه پلاسما 2 در محفظه 1، حفظ خلاء تقریباً 15 Pa کافی است. القای مغناطیسی باید حدود 0.02 تسلا، جریان باید حدود 2 A و ولتاژ باید 20 کیلو ولت باشد. اندازه رفلکتور حدود 50×50×1 سانتی متر است. سطح لوب های جانبی 20 دسی بل است.

از جمله مزایای آنتن پیشنهادی، قابلیت نصب سریع و دقیق پرتو است که به شما امکان می دهد همزمان عملیات جستجو و ردیابی را برای گروهی از اهداف انجام دهید و همچنین الگوهای تشعشع مختلف را تشکیل دهید. علاوه بر این، چنین آنتنی دارای باند فرکانسی گسترده ای است که در نتیجه می توان از همان بازتابنده پلاسما با تغذیه های مختلف استفاده کرد. برد آنتن پیشنهادی از 5 تا 50 گیگاهرتز است. بر خلاف آنتن های انعکاسی معمولی، که به طور قابل توجهی منطقه پراکندگی موثر مکان یاب را هنگام تابش توسط وسایل شناسایی رادیویی یک دشمن بالقوه افزایش می دهند، این پارامتر در یک آنتن پلاسما کوچک است. تابش حرارتی از آنتن نیز کم است، زیرا انرژی حرارتی در داخل پلاسما متمرکز شده و به بیرون تابش نمی شود.

یک آنتن آرایه فازی برای محدوده مایکروویو، حاوی عناصر ساطع و فرستنده، تقویت کننده های توان کانال های فرستنده و گیرنده، و همچنین یک مدار کنترل شیفتر فاز، که مشخصه آن این است که آنتن به شکل یک سیم پیچ هلمهولتز ساخته شده است، متشکل از یک محفظه خلاء، یک رادیاتور، یک کاتد خطی و یک آند، با در این حالت، یک لایه پلاسما به سیم پیچ اعمال می شود که پرتو اسکن الکترونی از آن منعکس می شود و لایه پلاسما در یک محفظه خلاء ایجاد می شود. تخلیه گاز بین صفحه آند و کاتد خطی، که یک خط از عناصر با یک آدرس خاص در شبکه دو مختصات کاتد است.

اختراعات مشابه:

تقویت کننده قدرت سیگنال مایکروویو متعلق به رشته مهندسی برق است و برای افزایش برد انتقال اطلاعات و بهبود عملکرد تجهیزات رادیویی یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) استفاده می شود. ویژگی متمایزدستگاه توانایی، هنگام انتقال اطلاعات، کاهش پراکندگی فاز و دامنه، حفظ پایداری است. مشخصات فنیدر محدوده مایکروویو