Основи на радиолокацията

Превключвател на антената

В радарите, в които една и съща антена се използва за излъчване на звукови сигнали и за приемане на ехото от целите, електронният превключвател е задължителна част от конструкцията. Такива превключващи устройства се наричат антенни превключватели.
Превключването на антената между режимите на излъчване и приемане е свързано с един проблем — необходимо е да се използва максимално наличната енергия на сигнала. Най-простото решение е да се използва превключвател за свързване на антената към предавателя за времето, през което се излъчва сондиращият сигнал, и след това да се превключи към приемника за времето, през което се очаква да бъдат получени ехото на целта. Няма механични превключватели, които да могат да се отварят (затварят) в рамките на няколко микросекунди. Затова за такива задачи трябва да се използват електронни превключватели.

Основните елементи, върху които са изградени антенните превключватели, са,

• феритни циркулатори (хибридни пръстеновидни превключватели);
• коаксиальные или волноводные системы с резонансной полостью,
  • електровакуумни газоразрядни устройства;
  • или PIN диоди.

Антенните превключватели от тези два типа все още са най-използваните в радарните системи.

Най-простото решение е да се използва феритен циркулатор. На практика обаче при радарите с висока мощност (над 100 кВт) изграждането на циркулационен модул се оказва доста трудно. Освен това циркулаторите осигуряват около 30 … 40 dB декуплиране между раменете си, което не защитава надеждно високочувствителен приемник от мощността, излъчвана от предавателя. От друга страна, това е причината, поради която циркулаторът гарантира, че ехото може да бъде получено, докато предавателят все още работи. По този начин тези системи нямат ограничението под формата на т.нар. сляпа зона, присъщо на други антенни превключватели. Циркулаторите като антенни превключватели са предпочитани за радарни системи с много ниска импулсна мощност, като DPR 886 например.

Поради това често се използват и антенни превключватели на газоразрядни устройства (разрядники). Превключвателят на антената трябва да осигурява време за превключване в диапазона от наносекунди. Дори и в този кратък интервал от време обаче енергията, генерирана от предавателя, достига до приемника. За да се увеличи скоростта на превключване, може да се приложи метод, който се състои в подаване на високо напрежение (800 … 1200 В) към електродите на разрядника. Това ускорява йонизацията и запалването на предпазителя, когато той получи сигнал от изхода на предавателя.

Високомощните PIN диоди са освободени от този недостатък. Използването им обаче изисква създаването на един или повече управляващи сигнали за диодите. Евентуална повреда на контролера, отговорен за образуването на тези напрежения, води до фатални последици.