레이더 시스템-레이더 안테나

이 장에서는 레이더 통신에 유용한 안테나에 대해 알아 보겠습니다. 레이더 안테나를 다음과 같이 분류 할 수 있습니다.two types 물리적 구조를 기반으로합니다.

Parabolic Reflector 안테나
렌즈 안테나

다음 섹션에서는 두 가지 유형의 안테나에 대해 자세히 설명합니다.

Parabolic Reflector 안테나

Parabolic Reflector 안테나는 마이크로파 안테나입니다. 안테나의 작동을 심층적으로 이해하려면 포물선 반사경에 대한 지식이 필수적입니다.

작동 원리

Parabola 고정 된 지점으로부터의 거리 (초점이라고 함)와 직선으로부터의 거리 (directrix라고 함)가 일정한 방식으로 이동하는 지점의 로커스에 불과합니다.

다음 그림은 geometry of parabolic reflector. 포인트 F와 V는 각각 초점 (피드가 제공됨)과 꼭지점입니다. F와 V를 연결하는 선은 대칭 축입니다. $ P_1Q_1, P_2Q_2 $ 및 $ P_3Q_3 $는 반사 된 광선입니다. 선 L은 반사 된 점이있는 방향을 나타냅니다 (공 선상에 있음을 나타냄).

그림에서 볼 수 있듯이 F와 L 사이의 거리는 초점이 맞춰지는 파도에 대해 일정합니다. 반사파는 포물선 모양에서 시준 된 파면을 형성합니다. 초점 거리와 조리개 크기의 비율 (즉, $ f / D $)은 다음과 같이 알려져 있습니다.“f over D ratio”. 포물선 반사체의 중요한 매개 변수이며 그 값은0.25 to 0.50.

그만큼 law of reflection입사각과 반사각이 같다는 것을 나타냅니다. 포물선과 함께 사용할 때이 법칙은 빔 초점을 돕습니다. 파도의 반사를 목적으로 사용할 때 포물선의 모양은 반사 된 파도를 이용하여 안테나를 만드는데 도움이되는 포물선의 특성을 나타냅니다.

포물선의 속성

다음은 Parabola의 다른 속성입니다-

초점에서 발생하는 모든 파동은 포물선 축으로 다시 반사됩니다. 따라서 조리개에 도달하는 모든 파동은 동 위상입니다.
파도가 위상이 같을 때 포물선 축을 따라 방사선 빔이 강하고 집중됩니다.

이러한 점을 따라 포물선 형 반사기는 더 좁은 빔 폭으로 높은 지향성을 생성하는 데 도움이됩니다.

Parabolic Reflector의 구성 및 작동

Parabolic Reflector Antenna를 사용하는 경우 transmitting a signal, 피드의 신호는 다이폴 안테나 또는 혼 안테나에서 나오며 파동을 포물선에 집중시킵니다. 즉, 파동이 초점에서 나와 포물면 반사판에 부딪칩니다. 이 파동은 이제 이전에 논의 된 바와 같이 시준 된 파면으로 반사되어 전송됩니다.

동일한 안테나가 receiver. 전자기파가 포물선 모양에 닿으면 파동이 피드 포인트에 반사됩니다. 피드에서 수신기 안테나 역할을하는 쌍극자 안테나 또는 혼 안테나는이 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하고 수신기 회로로 전달합니다.

포물면의 이득은 조리개 비율 $ D / \ lambda $의 함수입니다. 효과적인 복사 전력(ERP) 안테나의 전력은 안테나에 공급되는 입력 전력과 전력 이득의 곱셈입니다.

일반적으로 웨이브 가이드 혼 안테나는 포물면 반사체 안테나의 피드 라디에이터로 사용됩니다. 이 기술과 함께 포물면 반사기 안테나에 다음과 같은 두 가지 유형의 피드가 제공됩니다.

카세그레인 사료
그레고리 안 피드

카세그레인 사료

이 유형에서 피드는 포물선 반사체와 달리 포물선의 꼭지점에 있습니다. 쌍곡선 역할을하는 볼록한 모양의 반사체는 안테나 피드 반대편에 배치됩니다. 그것은 또한 알려져 있습니다secondary hyperboloid reflector또는 하위 반사경. 초점 중 하나가 포물선의 초점과 일치하는 방식으로 배치됩니다. 따라서 파동은 두 번 반사됩니다.

위 그림은 카세그레인 사료의 작동 모델을 보여줍니다.

그레고리 안 피드

한 쌍의 특정 구성이 있고 안테나 치수가 고정되어있는 동안 피드 빔 너비가 점진적으로 증가하는 피드 유형은 다음과 같이 알려져 있습니다. Gregorian feed. 여기서 Cassegrain의 볼록한 쌍곡선은 물론 크기가 더 작은 오목한 모양의 포물선 반사기로 대체됩니다.

이 그레고리 안 피드 유형 반사기는 다음 네 가지 방법으로 사용할 수 있습니다.

초점 F1에서 반사체 타원형 하위 반사기를 사용하는 그레고리 안 시스템.
초점 F2에서 반사체 타원형 하위 반사기를 사용하는 그레고리 안 시스템.
쌍곡면 하위 반사경 (볼록)을 사용하는 카세그레인 시스템.
쌍곡선 하위 반사경을 사용하는 카세그레인 시스템 (오목하지만 피드가 매우 가깝습니다).

다양한 유형의 반사기 안테나 중에서 단순 포물선 반사기와 Cassegrain 피드 포물선 반사기가 가장 일반적으로 사용되는 것입니다.

렌즈 안테나

렌즈 안테나는 신호의 송수신을 위해 곡면을 사용합니다. 이 안테나는 렌즈의 수렴 및 발산 특성을 따르는 유리로 구성됩니다. 그만큼frequency range 렌즈 안테나 사용 횟수는 1 GHz 그러나 그 사용은 3 GHz and above.

Lens Antenna의 작동을 심층적으로 이해하려면 Lens에 대한 지식이 필요합니다. 일반 유리 렌즈는principle of refraction.

렌즈 안테나의 구성 및 작동

광원이 렌즈에서 초점 거리에있는 렌즈의 초점에 있다고 가정하면 광선은 시준 된 상태로 렌즈를 통과합니다. parallel rays 비행기 파면에.

렌즈의 다른 측면에서 광선이 떨어질 때 발생하는 두 가지 현상이 있습니다. 그들은 여기에 주어진다-

렌즈의 중심을 통과하는 광선은 렌즈의 가장자리를 통과하는 광선보다 덜 굴절됩니다. 모든 광선은 평면 파면에 평행하게 보내집니다. 이 렌즈의 현상을Divergence.
동일한 렌즈의 오른쪽에서 왼쪽으로 광선이 보내지면 동일한 절차가 반대로 진행됩니다. 그런 다음 빔은 굴절되어 렌즈에서 초점 거리에있는 초점이라는 지점에서 만납니다. 이 현상을Convergence.

다음 다이어그램은 현상을 더 잘 이해하는 데 도움이됩니다.