Radar Sistemleri - Phased Array Antenleri
Tek bir Anten, belirli bir yönde belirli miktarda güç yayabilir. Açıkçası, Anten grubunu birlikte kullandığımızda radyasyon gücü miktarı artacaktır. Anten grubu denirAntenna array.
Bir Anten dizisi, radyatörlerden ve elemanlardan oluşan bir ışıma sistemidir. Bu radyatörün her birinin kendi indüksiyon alanı vardır. Öğeler o kadar yakın yerleştirilmiştir ki, her biri komşu kişinin indüksiyon alanında yer alır. Bu nedenle, onlar tarafından üretilen radyasyon modeli,vector sum bireysel olanların.
Antenler ayrı ayrı yayılır ve bir dizi içindeyken, tüm elementlerin radyasyonu toplanır, minimum kayıpla yüksek kazanç, yüksek yönlülük ve daha iyi performansa sahip radyasyon ışını oluşturur.
Bir Anten dizisinin Phased Antenna array radyasyon modelinin şekli ve yönü, o dizinin her Anteninde mevcut olan akımların göreceli fazlarına ve genliklerine bağlıysa.
Radyasyon Modeli
Bir araya geldiklerinde bir alan oluşturan 'n' izotropik radyasyon elemanlarını düşünelim. array. Aşağıda verilen şekil, aynı şeyi anlamanıza yardımcı olacaktır. Ardışık elemanlar arasındaki boşluk 'd' birimi olsun.
Şekilde gösterildiği gibi, tüm radyasyon elemanları aynı gelen sinyali alır. Böylece, her eleman $ sin \ left (\ omega t \ right) $ değerinde eşit bir çıkış voltajı üretir. Ancak, eşit olacakphase differenceArdışık öğeler arasında $ \ Psi $. Matematiksel olarak şu şekilde yazılabilir -
$$ \ Psi = \ frac {2 \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \: \: \: \: \: Denklem \: 1 $$
Nerede,
$ \ theta $, gelen sinyalin her bir radyasyon elemanına denk geldiği açıdır.
Matematiksel olarak ifadeleri yazabiliriz output voltages ayrı ayrı 'n' radyasyon elementlerinin
$$ E_1 = \ sin \ sol [\ omega t \ sağ] $$
$$ E_2 = \ sin \ sol [\ omega t + \ Psi \ sağ] $$
$$ E_3 = \ sin \ sol [\ omega t + 2 \ Psi \ sağ] $$
$$. $$
$$. $$
$$. $$
$$ E_n = \ sin \ sol [\ omega t + \ left (N-1 \ sağ) \ Psi \ sağ] $$
Nerede,
$ E_1, E_2, E_3,…, E_n $ sırasıyla birinci, ikinci, üçüncü,…, n'inci radyasyon elemanlarının çıkış gerilimleridir .
$ \ omega $, sinyalin açısal frekansıdır.
Alacağız overall output voltage$ E_a $, dizide bulunan her bir elemanın çıkış voltajlarını ekleyerek, çünkü tüm bu radyasyon elemanları doğrusal dizide bağlıdır. Matematiksel olarak şu şekilde temsil edilebilir -
$$ E_a = E_1 + E_2 + E_3 +… + E_n \: \: \: Denklem \: 2 $$
SubstituteDenklem 2'de $ E_1, E_2, E_3,…, E_n $ değerleri.
$$ E_a = \ sin \ left [\ omega t \ right] + \ sin \ left [\ omega t + \ Psi \ right] + \ sin \ left [\ omega t + 2 \ Psi \ right] + \ sin \ sol [\ omega t + \ left (n-1 \ sağ) \ Psi \ sağ] $$
$$ \ Rightarrow E_a = \ sin \ left [\ omega t + \ frac {(n-1) \ Psi)} {2} \ right] \ frac {\ sin \ left [\ frac {n \ Psi} {2} \ sağ]} {\ sin \ sol [\ frac {\ Psi} {2} \ sağ]} \: \: \: \: \: Denklem \: 3 $$
Denklem 3'te iki terim vardır. İlk terimden, toplam çıkış voltajının $ E_a $ açısal frekansı $ \ omega $ olan bir sinüs dalgası olduğunu gözlemleyebiliriz. Ancak, $ \ left (n − 1 \ right) \ Psi / 2 $ faz kaymasına sahip. Denklem 3'ün ikinci terimi biramplitude factor.
Denklem 3'ün büyüklüğü
$$ \ left | E_a \ sağ | = \ sol | \ frac {\ sin \ sol [\ frac {n \ Psi} {2} \ sağ]} {\ sin \ sol [\ frac {\ Psi} {2} \ sağ]} \ sağ | \: \: \: \: \: Denklem \: 4 $$
Denklem 4'teki Denklem 1'i değiştirerek aşağıdaki denklemi elde edeceğiz.
$$ \ left | E_a \ sağ | = \ sol | \ frac {\ sin \ left [\ frac {n \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ sağ]} {\ sin \ left [\ frac {\ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ sağ]} \ sağ | \: \: \: \: \: Denklem \: 5 $$
Denklem 5 denir field intensity pattern. Denklem 5'in payı sıfır olduğunda alan yoğunluğu modeli sıfır değerlerine sahip olacaktır.
$$ \ sin \ left [\ frac {n \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ sağ] = 0 $$
$$ \ Rightarrow \ frac {n \ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} = \ pm m \ pi $$
$$ \ Rightarrow nd \ sin \ theta = \ pm m \ lambda $$
$$ \ Rightarrow \ sin \ theta = \ pm \ frac {m \ lambda} {nd} $$
Nerede,
$ m $ bir tamsayıdır ve 1, 2, 3'e eşittir vb.
Bulabiliriz maximum valuesDenklem 5'in hem payı hem de paydası sıfıra eşit olduğunda L-Hastane kuralı kullanılarak alan yoğunluğu modelinin Denklem 5'in paydası sıfır olursa, Denklem 5'in payının da sıfır olduğunu gözlemleyebiliriz.
Şimdi Denklem 5'in paydasının sıfır olması koşulunu alalım.
$$ \ sin \ left [\ frac {\ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} \ right] = 0 $$
$$ \ Rightarrow \ frac {\ pi d \ sin \ theta} {\ lambda} = \ pm p \ pi $$
$$ \ Rightarrow d \ sin \ theta = \ pm p \ lambda $$
$$ \ Rightarrow \ sin \ theta = \ pm \ frac {p \ lambda} {d} $$
Nerede,
$ p $ bir tamsayıdır ve 0, 1, 2, 3'e eşittir vb.
$ P $ 'ı sıfır olarak düşünürsek, $ \ sin \ theta $ değerini sıfır olarak alacağız. Bu durumda, şuna karşılık gelen alan yoğunluğu modelinin maksimum değerini alacağız.main lobe. Karşılık gelen alan yoğunluğu modelinin maksimum değerlerini alacağız.side lobes, $ p $ 'ın diğer değerlerini düşündüğümüzde.
Radyasyon modelinin fazlı dizinin yönü, her bir Antende bulunan akımın göreceli fazlarını değiştirerek yönlendirilebilir. Buadvantage elektronik tarama aşamalı dizi.