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Güte einer Phased- Array- Antenne

Modell: Wie in einem Planetarium wird ein Gewölbe mit einem gebündelten Lichtstrahl angestrahlt. Der Beobachter soll dabei immer exakt unter der beleuchteten Fläche stehen. Da er die Fläche am Rand des Gewölbes schräg sieht, muss die angestrahlte Fläche als größer sein, damit der Eindruck gleicher Leuchtfleckgröße entsteht.

Bild 1: Scheinwerfermodell für die Antennenstrahlbreite einer Phased-Array-Antenne

Bild 1: Scheinwerfermodell für die Antennenstrahlbreite einer Phased-Array-Antenne

Modell: Wie in einem Planetarium wird ein Gewölbe mit einem gebündelten Lichtstrahl angestrahlt. Der Beobachter soll dabei immer exakt unter der beleuchteten Fläche stehen. Da er die Fläche am Rand des Gewölbes schräg sieht, muss die angestrahlte Fläche als größer sein, damit der Eindruck gleicher Leuchtfleckgröße entsteht.

Bild 1: Scheinwerfermodell für die Antennenstrahlbreite einer Phased-Array-Antenne

Güte einer Phased- Array- Antenne

Als Anschauungsmodell stellen Sie sich bitte eine Halbkugel vor, in deren Zentrum ein Scheinwerfer die (innere) Oberfläche so beleuchten soll, dass ein Beobachter, der direkt unter dieser beleuchteten Fläche steht, in zentraler Blickrichtung immer die gleiche Leuchtfleckgröße (als Projektion) sieht. Da der Beobachter am Rand aber schräg auf die Fläche guckt, muss am Rand der Halbkugel eine größere Fläche beleuchtet werden. Der Scheinwerfer kann also in zentraler Strahlrichtung besser fokussiert werden, seine „Halbwertsbreite Θ” ist also geringer als bei großem Abstrahlwinkel.

Die Phased Array Antenne verhält sich wie das eben beschriebene Scheinwerfermodell. Aber so genau muss man das als Techniker gar nicht wissen oder gar herleiten können. Es genügt zu wissen:

Die Güte einer Phased- Array- Antenne verschlechtert sich in Abhängigkeit von dem Abstrahlwinkel (θs).

Die Güte einer Phased- Array- Antenne verschlechtert sich in Abhängigkeit von dem Abstrahlwinkel (θs).

Das hat direkte Folgen zum Beispiel für den Antennengewinn und die Winkelauflösung. Bei Phased-Array-Antennen werden diese Daten immer für die zentrale Richtung (die sogenannte Boresight) angegeben. Das ist meist schräg nach oben 30° bis 45°. Für tieffliegende Ziele muss die Phased-Array-Antenne dann um diese 30° bis 45° elektronisch nach unten schwenken. Somit ist der Antennengewinn und die Winkelauflösung in dieser Richtung also immer wesentlich schlechter. Als Folge dessen wird der mögliche Schwenkwinkel für Zielverfolgungs- oder Raketenleitradar meist auf geringere Schwenkwinkel eingegrenzt.