Systemy radarowe - anteny radarowe

W tym rozdziale zapoznajmy się z antenami, które są przydatne w komunikacji radarowej. Możemy podzielić anteny radarowe na następującetwo types w oparciu o strukturę fizyczną.

• Paraboliczne anteny reflektorowe
• Anteny soczewkowe

W kolejnych sekcjach omówimy szczegółowo dwa typy anten.

Paraboliczne anteny reflektorowe

Paraboliczne anteny reflektorowe to anteny mikrofalowe. Znajomość reflektora parabolicznego jest niezbędna do zrozumienia zasad działania anten.

Zasada działania

Parabola jest niczym innym, jak Miejscem punktów, które poruszają się w taki sposób, że jego odległość od stałego punktu (zwanego ogniskiem) plus odległość od linii prostej (zwanej kierownicą) jest stała.

Poniższy rysunek przedstawia geometry of parabolic reflector. Punkty F i V to odpowiednio ognisko (podawany jest posuw) i wierzchołek. Linia łącząca F i V jest osią symetrii. $ P_1Q_1, P_2Q_2 $ i $ P_3Q_3 $ to promienie odbite. Linia L reprezentuje kierownicę, na której leżą odbite punkty (aby powiedzieć, że są współliniowe).

Jak pokazano na rysunku, odległość między F i L jest stała w stosunku do skupionych fal. Odbita fala tworzy skolimowany front fali poza parabolicznym kształtem. Stosunek ogniskowej do rozmiaru apertury (tj. $ F / D $) jest znany jako“f over D ratio”. Jest to ważny parametr reflektora parabolicznego i jego wartość waha się od0.25 to 0.50.

Plik law of reflectionstwierdza, że ​​kąt padania i kąt odbicia są równe. To prawo, gdy jest używane razem z parabolą, pomaga skupić wiązkę. Kształt paraboli używany do odbijania fal wykazuje pewne właściwości paraboli, które są pomocne przy budowie Anteny z wykorzystaniem odbitych fal.

Właściwości Paraboli

Poniżej przedstawiono różne właściwości Paraboli -

• Wszystkie fale pochodzące z ogniska odbijają się z powrotem do osi parabolicznej. Stąd wszystkie fale docierające do apertury są w fazie.

• Ponieważ fale są w fazie, wiązka promieniowania wzdłuż osi parabolicznej będzie silna i skoncentrowana.

Podążając za tymi punktami, reflektory paraboliczne pomagają w uzyskaniu wysokiej kierunkowości przy węższej szerokości wiązki.

Budowa i działanie reflektora parabolicznego

Jeśli używana jest antena odbłyśnikowa paraboliczna transmitting a signal, sygnał ze źródła pochodzi z anteny dipolowej lub anteny tubowej, aby skierować falę na parabolę. Oznacza to, że fale wychodzą z ogniska i uderzają w reflektor paraboloidalny. Fala ta zostaje teraz odbita jako skolimowany przód fali, jak omówiono wcześniej, aby zostać przesłaną.

Ta sama antena jest używana jako receiver. Kiedy fala elektromagnetyczna uderza w kształt paraboli, odbija się ona od punktu zasilania. Antena dipolowa lub antena tubowa, która działa jako odbiornik Antena na swoim zasilaniu odbiera ten sygnał, aby przekształcić go w sygnał elektryczny i przekazać go do obwodów odbiornika.

Wzmocnienie paraboloidy jest funkcją współczynnika apertury $ D / \ lambda $. Efektywna moc promieniowana(ERP) anteny jest zwielokrotnieniem mocy wejściowej dostarczonej do anteny i jej wzmocnienia.

Zwykle róg falowodowy Antena jest używana jako radiator zasilający dla anteny reflektora paraboloidalnego. Wraz z tą techniką mamy dwa rodzaje sygnałów podawanych do anteny reflektora paraboloidalnego.

• Cassegrain Feed
• Gregorian Feed

Cassegrain Feed

W tym typie pasza znajduje się w wierzchołku paraboloidy, w przeciwieństwie do reflektora parabolicznego. Odbłyśnik w kształcie wypukłym, który działa jak hiperboloid, jest umieszczony naprzeciwko zasilania anteny. Jest również znany jakosecondary hyperboloid reflectorlub odbłyśnik. Jest umieszczony w taki sposób, że jedno z jego ognisk pokrywa się z ogniskiem paraboloidy. W ten sposób fala odbija się dwukrotnie.

Powyższy rysunek przedstawia roboczy model paszy kaszy ziarnistej.

Gregorian Feed

Rodzaj zasilania, w którym występuje para pewnych konfiguracji i gdzie szerokość belki podającej jest stopniowo zwiększana, podczas gdy wymiary anteny są stałe, jest znany jako Gregorian feed. W tym przypadku hiperboloida Cassegraina w kształcie wypukłym została zastąpiona wklęsłym reflektorem paraboloidalnym, który jest oczywiście mniejszy.

Te odbłyśniki gregoriańskie mogą być używane na cztery sposoby -

• Systemy gregoriańskie wykorzystujące odbłyśnik elipsoidalny subreflektor w ogniskach F1.

• Systemy gregoriańskie wykorzystujące odbłyśnik elipsoidalny subreflektor w ogniskach F2.

• Systemy Cassegraina wykorzystujące hiperboloidalny subreflektor (wypukły).

• Systemy Cassegraina wykorzystujące hiperboloidalny subreflektor (wklęsły, ale źródło jest bardzo blisko niego).

Spośród różnych typów anten odbłyśnikowych najczęściej stosuje się proste reflektory paraboliczne i odbłyśniki paraboliczne Cassegraina.

Anteny soczewkowe

Anteny soczewkowe wykorzystują zakrzywioną powierzchnię zarówno do transmisji, jak i odbioru sygnałów. Anteny te są wykonane ze szkła, gdzie śledzone są zbieżne i rozbieżne właściwości soczewki. Plikfrequency range korzystanie z anteny obiektywowej rozpoczyna się o godz 1 GHz ale jego użycie jest większe w 3 GHz and above.

Znajomość obiektywu jest wymagana do dokładnego zrozumienia działania anteny obiektywu. Przypomnij sobie, że zwykły szklany obiektyw działa naprinciple of refraction.

Budowa i działanie anteny soczewkowej

Jeśli zakłada się, że źródło światła jest obecne w ogniskowej soczewki, która znajduje się w ogniskowej odległości od soczewki, wówczas promienie przechodzą przez soczewkę w postaci skolimowanej lub parallel rays na froncie fali samolotu.

Istnieją dwa zjawiska, które mają miejsce, gdy promienie padają z różnych stron soczewki. Podano je tutaj -

• Promienie przechodzące przez środek soczewki są mniej załamywane niż promienie przechodzące przez krawędzie soczewki. Wszystkie promienie są wysyłane równolegle do czoła fali płaskiej. To zjawisko Lens nazywa się asDivergence.

• Ta sama procedura zostaje odwrócona, jeśli wiązka światła jest wysyłana z prawej strony na lewą stronę tej samej soczewki. Następnie wiązka ulega załamaniu i spotyka się w punkcie zwanym ogniskiem, w odległości ogniskowej od soczewki. To zjawisko nazywa sięConvergence.

Poniższy diagram pomoże nam lepiej zrozumieć to zjawisko.

Plik ray diagramreprezentuje ogniskową i ogniskową od źródła do soczewki. Uzyskane równoległe promienie nazywane są również promieniami kolimowanymi.

Na powyższym rysunku źródło w ognisku, w odległości ogniskowej od soczewki, jest skolimowane w czole fali płaskiej. Zjawisko to można odwrócić, co oznacza, że ​​światło wysyłane z lewej strony jest zbieżne po prawej stronie soczewki.

To z tego powodu reciprocityObiektyw może być używany jako antena, ponieważ to samo zjawisko pomaga w wykorzystaniu tej samej anteny zarówno do transmisji, jak i odbioru.

Aby uzyskać właściwości ogniskowania przy wyższych częstotliwościach, współczynnik załamania światła powinien być mniejszy niż jedność. Niezależnie od współczynnika załamania światła, celem soczewki jest wyprostowanie kształtu fali. Na tej podstawie opracowywane są soczewki w płaszczyźnie E i H, które również opóźniają lub przyspieszają czoło fali.