www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Faz Dizi Antenlerin Besleme Sistemleri

Tornado burun radarı fotoğrafı: daire biçimli yüzeye satırlar halinde minicik yayın elemanları yerleştirilmiştir.

Resim 1: Tornado Burun Radarı

Aktif antenler

Aktif faz dizi antenler her biri düşük seviyede güç üreten çok sayıda gönderme-alma modüllerinde üretilen enerjinin gönderildiği antenlerdir. Örnek olarak Tornado Burun Radarını ve Alman Hava Kuvvetlerinde kullanılan RRP-117 ve Deniz Kuvvetlerinde kullanılan APAR tipi radarları gösterebiliriz.

Aktif antenler, tek bir merkezi yüksek frekanslı (HF) güç birimi yerine, her bir yayın elemanında kendisine ait bir güç yükselticisinin bulunduğu bir anten türüdür. Bunun şöyle bir avantajı vardır: tüm faz kaydırıcılar yerine, sadece gerekli olan faz kaydırıcı çalışacağından radarın güç ihtiyacı azalmaktadır.

Resimde ki anten örneğinde görülen anten 428 adet aktif yayın elemanından oluşmaktadır. Aktif antenler tavsiye  „Gönderici” bölümünde ayrıntılı olarak işlenmiştir.

Pasif antenler

Pasif faz dizi antenler aşağıda gösterilen alt bölümlere ayrılırlar:

Pasif faz dizi antenler
Işımayla besleme
Hatla besleme
İletim tipi
Yansıma tipi
Seri besleme
Paralel besleme
Şema: Pasif faz dizi antenlerin sınıflanması
Pasif faz dizi antenler ışımayla besleme ( bu tekrardan iletim tipi ve yansıma tipi olarak ikiye ayrılır) ve hatla besleme ( bu tekrardan seri ve paralel besleme olarak ikiye ayrılır) olarak ikiye ayrılır.
Pasif faz dizi antenler
Işımayla besleme
Hatla besleme

Faz dizi antenlerde güç beslemesinin çok daha sıklıkla rastlanan türü hatla besleme olanıdır. Burada ya dalga kılavuz şebekesi yada bilezik-fırçalar vasıtasıyla enerji alınır. (Örnek: PAR-80).

Çok seyrek kullanılan diğer bir yöntem, besleme boynuzu üzerindeki bulunan anten yüzeyinin gönderim-gücü ile aydınlatıldığı (illumination) ışımayla besleme yöntemidir. Bu güç küçük anten elemanları tarafından alınır, fazı ayarlanır ve ardından tekrar yayınlanır. (Örnek: Patriot füze sistemi).

Bir pasif antenin seri beslenmesi

Resim 2: Yayın elemanlarının seri beslenmesi

Resimde bir faz dizi antene ait yayın elemanlarının seri beslenmesi gösterilmektedir: Yayın elemanlarının tamamı belirli, fakat birbirlerine daima eşit aralıkla bir besleme hattına bağlanırlar.

Resim 2: Yayın elemanlarının seri beslenmesi (Etkileşimli resim)

Faz Dizi Antenlerin seri beslemesinde yayın elemanları sırayla gönderim gücü ile beslenirler. Daha uzun hatlarla beslenen yayın elemanlarında hat uzunluklarından ötürü gittikçe artan faz kayma miktarları, faz kaydırma devreleri ayarlanırken dikkate alınması gerekir. Bir ilave seri besleme yapılarak frekansın değiştirilmesi mümkün değildir.

Mutlaka frekans değişimi gerekiyorsa, bu faz kaydırma devre işlemcilerinin yeniden programlanmasıyla yapılmalıdır. (veya çoğunlukla pratikte yapıldığı gibi yeni bir faz kaydırma tablosu kullanılır).

Resim 3: Yayın elemanlarının paralel beslenmesi

Resimde bir faz dizi antene ait yayın elemanlarının paralel beslenmesi gösterilmektedir: Besleme hattı daima iki dala ayrılarak ilerler, böylece sonuçta tüm ışıma elemanlarının (iki üzeri n sayıda) aynı faza ve güce sahip olmaları sağlanır.

Resim 3: Yayın elemanlarının paralel beslenmesi (Etkileşimli resim)

Bir pasif antenin paralel beslenmesi

Faz dizi antenlerin paralel beslenmesinde gönderim gücü her düğüm noktasında aynı-fazda dağılır. Her yayın elemanı aynı uzunluktaki hatla beslendiğinden sonuç olarak fazları aynı olur.

Bu şu avantajı sağlamaktadır: Bilgisayarın faz-kayma miktarlarını hesabında hat uzunluklarını dikkate almasına gerek kalmaz.

İletim tipi
Süre farkı

Resim 4: İletim tipi besleme

Grafikte iletim tipi faz dizi antenin çalışması görülmektedir.
Süre farkı

Resim 4: İletim tipi besleme (Etkileşimli resim)

Bu yöntemde besleme, anten yüzeyinin arkasında bulunan bir besleme boynuzundan gönderilen ışıma ile yapılır. Bu güç küçük anten elemanları tarafından alınır, fazı ayarlanır ve ardından tekrar yayınlanır.

Aslında faz dizi antenlerin arka bölümü besleme devreleri ile bloke edilmiştir. Bu yöntemde boynuz besleyici, antene herhangi bir gölgeleme yapmamaktadır.

Patriot füze tesislerinde ki faz dizi antenlerde iletim tipi besleme kullanılır.

Yansıma tipi
Yansıma
düzlemi

Resim 5: Yansıma tipi besleme

Yansıma tipi besleme
Yansıma
düzlemi

Resim 5: Yansıma tipi besleme (Etkileşimli resim)

Yansıma tipi beslemede, gönderim enerjisini sağlayan besleme boynuzu anten yüzeyinin önünde yer almaktadır. Bu enerji küçük yayın elemanlarınca alınır, fazı ayarlanır, bir yansıma düzlemine yansıtılır, buradaki yansıma düzleminden tekrar faz kaydırıcılara gelir, bir daha fazı kaydırılarak tekrardan yayınlanır.

Yansıtıcı tip sistemlerde antenin arka bölümünde tüm elemanları (örneğin faz kaydırma kumanda devreleri, besleme devreleri gibi) yerleştirebilecek yer bulunur. Buna karşılık boynuz besleyicinin bozucu etkisi söz konusudur. Yayının en iyi olduğu yönde (ortada), boynuz sadece bir gölgeleme yapmakla kalmaz; yansıtılmış enerjiyi tekrardan alarak ardından bir besleme sisteminde duran dalga oluşumuna yol açar.

Bununla beraber boynuzun, yayın elemanlarında farklı yayılma zamanlarına yol açmaması için olabildiğince ortada yer alması gerekir.