Sistem Radar - Antena Radar

Dalam bab ini, mari kita pelajari tentang Antena, yang berguna dalam komunikasi Radar. Kita dapat mengklasifikasikan Antena Radar menjadi berikut initwo types berdasarkan struktur fisik.

Antena Reflektor Parabola
Antena Lensa

Pada bagian selanjutnya, kami akan membahas dua jenis Antena secara rinci.

Antena Reflektor Parabola

Antena Reflektor Parabola adalah Antena Gelombang Mikro. Pengetahuan tentang reflektor parabola sangat penting untuk dipahami tentang kerja antena secara mendalam.

Prinsip operasi

Parabola tidak lain adalah Locus of points, yang bergerak sedemikian rupa sehingga jaraknya dari titik tetap (disebut fokus) ditambah jaraknya dari garis lurus (disebut directrix) tetap.

Gambar berikut menunjukkan geometry of parabolic reflector. Titik F dan V masing-masing adalah fokus (umpan diberikan) dan puncak. Garis yang menghubungkan F dan V adalah sumbu simetri. $ P_1Q_1, P_2Q_2 $ dan $ P_3Q_3 $ adalah sinar yang dipantulkan. Garis L mewakili directrix di mana titik yang dipantulkan berada (untuk mengatakan bahwa mereka sedang collinear).

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, jarak antara F dan L konstan terhadap gelombang yang difokuskan. Gelombang yang dipantulkan membentuk bagian depan gelombang yang terkolimasi, keluar dari bentuk parabola. Rasio panjang fokus ke ukuran apertur (yaitu, $ f / D $) dikenal sebagai“f over D ratio”. Ini adalah parameter penting dari reflektor parabola dan nilainya bervariasi dari0.25 to 0.50.

Itu law of reflectionmenyatakan bahwa sudut datang dan sudut refleksi adalah sama. Hukum ini bila digunakan bersama dengan parabola membantu fokus sinar. Bentuk parabola bila digunakan untuk tujuan pemantulan gelombang, menunjukkan beberapa sifat parabola, yang berguna untuk membangun Antena, menggunakan gelombang yang dipantulkan.

Properti Parabola

Berikut adalah sifat-sifat Parabola yang berbeda -

Semua gelombang yang berasal dari fokus dipantulkan kembali ke sumbu parabola. Karenanya, semua gelombang yang mencapai aperture berada dalam fase.
Saat gelombang berada dalam fase, berkas radiasi di sepanjang sumbu parabola akan menjadi kuat dan terkonsentrasi.

Mengikuti titik-titik ini, reflektor parabola membantu menghasilkan pengarahan tinggi dengan lebar berkas yang lebih sempit.

Konstruksi & Kerja Reflektor Parabola

Jika Antena Reflektor Parabola digunakan untuk transmitting a signal, sinyal dari umpan keluar dari Antena dipol atau Antena tanduk, untuk memfokuskan gelombang ke parabola. Artinya, gelombang keluar dari titik fokus dan mengenai reflektor parabola. Gelombang ini sekarang dipantulkan sebagai bagian depan gelombang terkolimasi, seperti dibahas sebelumnya, untuk ditransmisikan.

Antena yang sama digunakan sebagai receiver. Ketika gelombang elektromagnetik mengenai bentuk parabola, gelombang tersebut dipantulkan ke feed point. Antena Dipol atau Antena Horn, yang bertindak sebagai Antena penerima pada umpannya menerima sinyal ini, untuk mengubahnya menjadi sinyal listrik dan meneruskannya ke sirkuit penerima.

Keuntungan paraboloid adalah fungsi rasio aperture $ D / \ lambda $. Kekuatan Radiasi Efektif(ERP) Antena adalah perkalian daya input yang diumpankan ke Antena dan penguatan dayanya.

Biasanya Antena horn pemandu gelombang digunakan sebagai feed radiator untuk Antena reflektor parabola. Bersamaan dengan teknik ini, kami memiliki dua jenis umpan berikut yang diberikan ke Antena reflektor paraboloid.

Pakan Cassegrain
Pakan Gregorian

Pakan Cassegrain

Dalam jenis ini, umpan terletak di puncak paraboloid, tidak seperti di reflektor parabola. Sebuah reflektor berbentuk cembung, yang bertindak sebagai hiperboloid ditempatkan berlawanan dengan umpan Antena. Itu juga dikenal sebagaisecondary hyperboloid reflectoratau sub-reflektor. Itu ditempatkan sedemikian rupa sehingga salah satu fokusnya bertepatan dengan fokus paraboloid. Dengan demikian, gelombang akan dipantulkan dua kali.

Gambar di atas menunjukkan model kerja pakan cassegrain.

Pakan Gregorian

Jenis umpan di mana sepasang konfigurasi tertentu ada dan di mana lebar berkas umpan ditingkatkan secara progresif sementara dimensi antena dipertahankan tetap dikenal sebagai Gregorian feed. Di sini, hiperboloid Cassegrain yang berbentuk cembung diganti dengan reflektor parabola berbentuk cekung yang tentunya berukuran lebih kecil.

Reflektor jenis umpan Gregorian ini dapat digunakan dengan empat cara berikut -

Sistem Gregorian menggunakan reflektor ellipsoidal sub-reflektor pada fokus F1.
Sistem Gregorian menggunakan reflektor ellipsoidal sub-reflektor pada fokus F2.
Sistem Cassegrain menggunakan sub reflektor hiperboloid (cembung).
Sistem Cassegrain menggunakan sub-reflektor hiperboloid (cekung tetapi umpan berada sangat dekat dengannya).

Di antara berbagai jenis Antena reflektor, reflektor parabola sederhana dan reflektor parabola umpan Cassegrain adalah yang paling umum digunakan.

Antena Lensa

Antena Lensa menggunakan permukaan melengkung untuk transmisi dan penerimaan sinyal. Antena ini terbuat dari kaca, di mana sifat lensa yang menyatu dan divergen diikuti. Itufrequency range penggunaan Lens Antenna dimulai pada 1 GHz tetapi penggunaannya lebih besar pada 3 GHz and above.

Pengetahuan tentang Lens diperlukan untuk memahami cara kerja Antena Lensa secara mendalam. Ingatlah bahwa Lensa kaca normal bekerja padaprinciple of refraction.

Konstruksi & Pekerjaan Antena Lensa

Jika sumber cahaya diasumsikan ada pada titik fokus lensa, yang berada pada jarak fokus dari Lensa, maka sinar masuk melalui Lensa sebagai collimated atau parallel rays di depan gelombang pesawat.

Ada dua fenomena yang terjadi ketika sinar jatuh dari sisi lensa yang berbeda. Mereka diberikan di sini -

Sinar yang melewati bagian tengah Lensa kurang dibiaskan dibandingkan sinar yang melewati tepi Lensa. Semua sinar dikirim secara paralel ke depan gelombang bidang. Fenomena Lens ini disebut sebagaiDivergence.
Prosedur yang sama dibalik jika berkas cahaya dikirim dari sisi kanan ke sisi kiri Lensa yang sama. Kemudian berkas tersebut dibiaskan dan bertemu pada suatu titik yang disebut titik fokus, pada jarak fokus dari Lensa. Fenomena ini disebutConvergence.

Diagram berikut akan membantu kita memahami fenomena tersebut dengan lebih baik.

Itu ray diagrammewakili titik fokus dan panjang fokus dari sumber ke Lensa. Sinar paralel yang diperoleh juga disebut sinar collimated.

Pada gambar di atas, sumber di titik fokus, pada jarak fokus dari Lensa dikolimasi di depan gelombang bidang. Fenomena ini bisa dibalik yang artinya cahaya jika dikirim dari sisi kiri, menyatu di sisi kanan Lensa.

Karena ini reciprocity, Lensa dapat digunakan sebagai Antena, karena fenomena yang sama membantu dalam menggunakan Antena yang sama untuk transmisi dan penerimaan.

Untuk mencapai sifat pemfokusan pada frekuensi yang lebih tinggi, indeks bias harus kurang dari satu. Apapun indeks biasnya, tujuan Lens adalah untuk meluruskan bentuk gelombang. Berdasarkan ini, Lensa E-plane dan H-plane dikembangkan, yang juga menunda atau mempercepat muka gelombang.