레이더 시스템-위상 배열 안테나

단일 안테나는 특정 방향으로 일정량의 전력을 방출 할 수 있습니다. 분명히 우리가 안테나 그룹을 함께 사용하면 방 사력의 양이 증가 할 것입니다. 안테나 그룹은Antenna array.

안테나 어레이는 라디에이터와 요소로 구성된 방사 시스템입니다. 이 라디에이터 각각에는 자체 유도 필드가 있습니다. 요소는 너무 가깝게 배치되어 각 요소가 인접한 유도 필드에 있습니다. 따라서 그들에 의해 생성되는 방사 패턴은vector sum 개인의.

안테나는 개별적으로 방사되고 어레이에있는 동안 모든 요소의 방사가 합산되어 손실을 최소화하면서 높은 이득, 높은 지향성 및 더 나은 성능을 갖는 방사 빔을 형성합니다.

안테나 어레이는 Phased Antenna array 방사 패턴의 모양과 방향이 해당 어레이의 각 안테나에 존재하는 전류의 상대적 위상과 진폭에 따라 달라지는 경우.

방사선 패턴

'n'등방성 복사 요소를 고려해 보겠습니다. array. 아래 주어진 그림은 당신이 같은 것을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 연속 요소 사이의 간격을 'd'단위로 지정하십시오.

그림과 같이 모든 방사 요소는 동일한 수신 신호를 수신합니다. 따라서 각 요소는 $ sin \ left (\ omega t \ right) $의 동일한 출력 전압을 생성합니다. 그러나 동등한phase difference연속 요소 사이의 $ \ Psi $. 수학적으로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

$$ \ Psi = \ frac {2 \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ : \ : \ : \ : \ : 방정식 \ : 1 $$

어디,

$ \ theta $는 들어오는 신호가 각 방사 요소에 입사하는 각도입니다.

수학적으로 다음과 같은 표현을 쓸 수 있습니다. output voltages 'n'방사선 요소를 개별적으로

$$ E_1 = \ sin \ left [\ omega t \ right] $$

$$ E_2 = \ sin \ left [\ omega t + \ Psi \ right] $$

$$ E_3 = \ sin \ left [\ omega t + 2 \ Psi \ right] $$

$$. $$

$$. $$

$$. $$

$$ E_n = \ sin \ left [\ omega t + \ left (N-1 \ right) \ Psi \ right] $$

어디,

$ E_1, E_2, E_3,…, E_n $은 각각 첫 번째, 두 번째, 세 번째,…, n ^번째 방사 요소 의 출력 전압입니다 .

$ \ omega $는 신호의 각 주파수입니다.

우리는 얻을 것입니다 overall output voltage모든 방사 요소가 선형 배열로 연결되어 있으므로 해당 배열에있는 각 요소의 출력 전압을 더하여 배열의 $ E_a $. 수학적으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

$$ E_a = E_1 + E_2 + E_3 +… + E_n \ : \ : \ : 공식 \ : 2 $$

Substitute, 방정식 2의 $ E_1, E_2, E_3,…, E_n $의 값.

$$ E_a = \ sin \ left [\ omega t \ right] + \ sin \ left [\ omega t + \ Psi \ right] + \ sin \ left [\ omega t + 2 \ Psi \ right] + \ sin \ left [\ omega t + \ left (n-1 \ right) \ Psi \ right] $$

$$ \ Rightarrow E_a = \ sin \ left [\ omega t + \ frac {(n-1) \ Psi)} {2} \ right] \ frac {\ sin \ left [\ frac {n \ Psi} {2} \ right]} {\ sin \ left [\ frac {\ Psi} {2} \ right]} \ : \ : \ : \ : \ : 등식 \ : 3 $$

방정식 3에는 두 개의 항이 있습니다. 첫 번째 용어에서 전체 출력 전압 $ E_a $가 각 주파수 $ \ omega $를 갖는 사인파라는 것을 알 수 있습니다. 그러나 $ \ left (n−1 \ right) \ Psi / 2 $의 위상 편이가 있습니다. 방정식 3의 두 번째 항은amplitude factor.

방정식 3의 크기는 다음과 같습니다.

$$ \ 남음 | E_a \ 오른쪽 | = \ 왼쪽 | \ frac {\ sin \ left [\ frac {n \ Psi} {2} \ right]} {\ sin \ left [\ frac {\ Psi} {2} \ right]} \ right | \ : \ : \ : \ : \ : 방정식 \ : 4 $$

방정식 4에서 방정식 1을 대입하여 다음 방정식을 얻습니다.

$$ \ 남음 | E_a \ 오른쪽 | = \ 왼쪽 | \ frac {\ sin \ left [\ frac {n \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ right]} {\ sin \ left [\ frac {\ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ 오른쪽]} \ right | \ : \ : \ : \ : \ : Equation \ : 5 $$

방정식 5가 호출됩니다. field intensity pattern. 필드 강도 패턴은 방정식 5의 분자가 0 일 때 0의 값을 갖습니다.

$$ \ sin \ left [\ frac {n \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ right] = 0 $$

$$ \ Rightarrow \ frac {n \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} = \ pm m \ pi $$

$$ \ Rightarrow nd \ sin \ theta = \ pm m \ lambda $$

$$ \ Rightarrow \ sin \ theta = \ pm \ frac {m \ lambda} {nd} $$

어디,

$ m $는 정수이고 1, 2, 3 등과 같습니다.

우리는 찾을 수 있습니다 maximum values식 5의 분자와 분모가 모두 0 일 때 L- 병원 규칙을 사용하여 전계 강도 패턴을 분석합니다. 방정식 5의 분모가 0이되면 방정식 5의 분자도 0이되는 것을 관찰 할 수 있습니다.

이제 방정식 5의 분모가 0이되는 조건을 구해 보겠습니다.

$$ \ sin \ left [\ frac {\ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ right] = 0 $$

$$ \ Rightarrow \ frac {\ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} = \ pm p \ pi $$

$$ \ Rightarrow d \ sin \ theta = \ pm p \ lambda $$

$$ \ Rightarrow \ sin \ theta = \ pm \ frac {p \ lambda} {d} $$

어디,

$ p $는 정수이고 0, 1, 2, 3 등과 같습니다.

$ p $를 0으로 간주하면 $ \ sin \ theta $의 값이 0이됩니다. 이 경우에 해당하는 필드 강도 패턴의 최대 값을 얻습니다.main lobe. 우리는 다음에 해당하는 전계 강도 패턴의 최대 값을 얻을 것입니다.side lobes, $ p $의 다른 값을 고려할 때.

방사 패턴의 위상 배열 방향은 각 안테나에 존재하는 전류의 상대적 위상을 변경하여 조정할 수 있습니다. 이것이advantage 전자 스캐닝 위상 배열의.