Antenniryhmä

Antenniryhmä (AR) on monimutkainen antenni , joka sisältää joukon säteileviä elementtejä (yksittäisiä antenneja tai antenniryhmiä), jotka sijaitsevat avaruudessa tietyssä järjestyksessä, suunnattuina ja viritetyinä siten, että saadaan tietty säteilykuvio [1] .

Antenniryhmän avulla voit saada tarvittavat radiotekniset indikaattorit (säteen suunta, muoto ja leveys, suuntaavuus , sivukeilojen taso jne.) muodostamalla tietyn jakauman amplitudeille ja vaiheille virroille tai kentille, jotka herättävät säteilyä elementtejä (amplitudi-vaihejakauma, AFR), toisin kuin yksittäisistä antenneista (esim. torvi , peili ), joissa sama ongelma ratkaistaan ​​valitsemalla niiden muoto, koko, materiaalit, muotoilu. Automaattinen asiakirjansyöttölaite on kiinteästi antenniryhmässä; automaattista syöttölaitetta ei voi ohjata toimintatilassa. Esimerkiksi antenniryhmän säteilevää kangasta täytyy mekaanisesti pyörittää, jotta säteen suuntaa avaruudessa voidaan muuttaa nopeasti. Monimutkaisempi antenni - vaiheistetun antenniryhmän (PAR) avulla voit mielivaltaisesti muuttaa PRA:ta tai toteuttaa useita kiinteitä PRA-vaihtoehtoja peräkkäin ajassa tai samanaikaisesti. Antenniryhmän erottuva piirre on säteilevien elementtien tulojen yhdistäminen yhdeksi tuloksi [2] (esimerkiksi jakajalla tai ilmavirralla), siis monitieantenniryhmä ja ryhmä , jossa on summa . -Mekaanisella keilapyyhkäisyllä varustettuja erotuloja kutsutaan vaiheistetuiksi antenniryhmiksi.

Antenniryhmän alkeislähetin

AR: n perussäteilijöinä voidaan käyttää erilaisia ​​sekä matala- että korkeasuuntaisia ​​antenneja . Esimerkiksi yksinkertaisimmissa ryhmissä alkeisantenneiksi voidaan asentaa symmetrisiä ja epäsymmetrisiä vibraattoreita, aaltoputkirakoja, painettuja emittereitä jne. Radioastronomiassa käytetään usean suuren heijastinantennin järjestelmiä, joiden säteilykuvio on kapea yhteen suuntaan. Tämä mahdollistaa järjestelmän vahvistuksen lisäämisen N kertaa ja signaalin vastaanottamisen avaruudesta alhaisilla signaali-kohinasuhteilla.

Suunnitteluvaihtoehdot

AP:n antennielementit voidaan järjestää eri tavoin. Jos emitterien vaihekeskukset sijaitsevat samalla akselilla, taulukkoa kutsutaan lineaariseksi, jos tasossa - tasaiseksi. Antennielementtien sijoittamiseen avaruuteen on monimutkaisempia vaihtoehtoja. Usein tällaisia ​​järjestelmiä kutsutaan konformisiksi, koska ne toistavat sen pinnan muodon, jolle emitterit on sijoitettu. Se voi olla esimerkiksi lentokoneen pinta , maasatelliitti tai monimutkainen maasto . Yleisimmät antenniryhmät, joiden säteilevät elementit sijaitsevat samassa tasossa.

Säteilyn muodostuminen

Avaruudesta vastaanotetun signaalin saamiseksi ryhmän lähdössä on tarpeen suorittaa signaalien koherentti lisäys kaikista antenniryhmän elementeistä. Tästä vastaa jakelujärjestelmä, joka on rakennettu mikroaaltopolun elementteihin, mukaan lukien siirtolinjat , ohjausjärjestelmät ja signaalin yhdistämislaitteet. Säteilykuvion muodostaa amplitudi ja vaihejakauma antenniaukon yli.

Amplitudijakauma

Amplitudijakauma on lähetyskertoimen riippuvuus ryhmän tietyssä säteilevässä elementissä. Yleensä kapeasti suunnatun säteilyn muodostamiseen käytetään tasaista tai laskevaa amplitudijakaumaa.

Vaiheen jakautuminen

Vaihejakauma - vierekkäisten emitterien välisen vaihe-eron riippuvuus. Yleisessä tapauksessa se määrittää tulevan aaltosignaalin aikaviiveen, joka liittyy vierekkäisten emitterien välisiin aaltoreittien eroihin. Käytännössä käytetään useimmiten kahden tyyppisiä vaihejakaumia:

• Common-mode ( yhteistilan antenni )
• Lineaarinen ( matka-aaltoantenni ).

Ensimmäisessä tapauksessa antenni tuottaa säteilyä normaalia pitkin aukkoon. Toisen tyyppinen vaihejakauma mahdollistaa säteilyn muodostamisen tietyssä kulmassa aukkoon nähden. Monimutkaisempia vaihejakaumia (esimerkiksi neliöllisiä) voidaan käyttää vaimentamaan RP:n sivukeiloja, monimutkaisen muotoisten säteilykuvioiden muodostumista ja monitietoiminnassa.

Mukautuvat antenniryhmät

Järjestelmän toiminnan aikana sekä ulkoiset että sisäiset työolosuhteet muuttuvat. On olemassa häiriölähteitä (tutkalle), yksittäisten elementtien vikoja, sähkömagneettisia yhteensopivuusolosuhteita . Monimutkaisissa järjestelmissä on mahdollista säätää taulukon suuntausominaisuuksia käytön aikana. Tätä varten ohjausjärjestelmän tietokonekompleksi rakentaa uudelleen lähetyskertoimet AR:n (elementary radit) jokaiseen spatiaaliseen kanavaan erityisten algoritmien mukaisesti ja muuttaa siten amplitudi-vaihejakaumaa niin, että muodostuu "nolla" häiriölähteen tai kompensoi viallisen antennielementin. Tämän avulla voit parantaa merkittävästi järjestelmän laatua, parantaa varkautta (tutkalle). Tällaisia ​​järjestelmiä kutsutaan adaptiivisiksi antenniryhmiksi .

Edut ja haitat

Antenniryhmän etu muihin antenneihin verrattuna on:

• Mahdollisuudet käyttää sähköistä skannausta (säteen liike avaruudessa muuttamatta fyysisesti antennin asentoa);
• Antennin vahvistuksen lisääminen verrattuna perussäteilijään;
• Mahdollisuus muodostaa monimutkaisen muotoinen säteilykuvio;
  • Sopeutuminen häiriöympäristöön ja laitevikojen kompensointi;
  • Kosekanttikuvion muodostaminen järjestelmän energiapotentiaalin käytön optimoimiseksi alueella;
  • Monitietoiminnan mahdollisuus.

Järjestelmän haitat ovat:

• Suunnittelun ja sähköisten parametrien laskemisen monimutkaisuus;
• Kaistan kaventuminen, joka johtuu RP:n muodon vääristymisestä muilla kuin laskennallisilla taajuuksilla;
• Elementtipohjan monimutkaisuus ja korkeat vaatimukset sille;
• Hintava.

Galleria

• Nelielementtinen kolineaarinen VHF-sarja silmukkavibraattorista

• Televisiolähetysaseman VHF-alueen laajakaistainen AR

• Vibraattori AR, jossa mekaaninen pyyhkäisy taajuudella 106 MHz varhaisvaroitustutka SCR-270 (USA) toisen maailmansodan aikana

• AR HF-alueen lähetyskeskuksesta. Vaijerivirittimet ripustetaan vaakasuoraan kahden maston väliin

• Telemetrisen tiedonsiirtojärjestelmän neljän kierteisen antennin AR

• AR-satelliittiviestintäjärjestelmät. Jokainen neljästä yhdeksän elementin vibraattoriantennista "aaltokanavasta" on myös antenniryhmä.

• Microstrip AR satelliitti-TV-signaalien vastaanottamiseen.

• Very Large Array - radioteleskoopin AR , jonka elementit ovat 27 heijastinantennia

Katso myös

• Vaiheittainen ryhmäantenni
  • Lineaarinen PAR
  • Rengasantenniryhmä
• Aktiivinen PAR
• Digitaalinen antenniryhmä
• älykäs antenni
• radiointerferometri

Muistiinpanot

1. ↑ GOST 23282-91. Antenniryhmät. Termit ja määritelmät
2. ↑ IEEE Std 145-2013. IEEE-standardi antennien termien määrittelyille. IEEE Antennas and Propagation Society, 2013.

Kirjallisuus

• Voskresensky D. I., Gostyukhin V. L., Maksimov V. M., Ponomarev L. I. Antennit ja mikroaaltouunit / Toim. D. I. Voskresensky. Oppikirja. - 2. painos - M .: MAI, 1993. 528 [1]
• Sazonov D. M. , Gridin A. M., Mishustin B. A. Mikroaaltolaitteet - M: Korkeampi. koulu, 1981
• Antennit ja mikroaaltouunit. Vaiheistettujen antenniryhmien suunnittelu. Oppikirja / Toim. D. I. Voskresensky. - M . : Radio ja viestintä, 1994. - 592 s.
• Sazonov D. M. Antennit ja mikroaaltouunit. Yliopistojen radiotekniikan erikoisalojen oppikirja . - M . : Korkeakoulu, 1988. - 432 s. - ISBN 5-06-001149-6 .