www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Aktif Antenler

LNA
Sayısal kumanda
devresi
MESFET
Güç
Yükselteç

Resim 1: Bir aktif anten için gönderici/alıcı modülü

LNA
Sayısal kumanda
devresi
MESFET-
Güç
Yükselteç
Ferrit sirkülatör  Ferrit sirkülatör 4-Bit faz kaydırıcı 4-bitlik zayıflatma devresi Yazmaç (bellek) PIN-Diyotlu Dubleks Aygıt Bir Faz Dizi Antendeki bireysel ışıma elemanı MESFET-Güç Yükseltici Düşük-gürültülü Önyükselteç Sınırlama diyotları Seri veriyolu

Resim 1: Bir aktif anten için gönderici/alıcı modülü

Aktif Antenler

Aktif Faz Dizi Antenler besleme kaynağı doğrudan anten üzerinde bulunan çok sayıda düşük güçlü gönderici-alıcı modüllerinden meydana gelen antenlerdir. Örnek olarak Tornado burun radarı ve RRP-117 radarını gösterebiliriz. Aktif faz dizi antenler „Antenler” bölümünde tanıtılmıştı. Bu bölümde bu antenin yalnızca özel gönderici modülleri ele alınacaktır.

Aktif Faz Dizi Antenler yarıiletken gönderici modüllerinin bir özel mimari içinde toplanmasını gerektirir. Bu modül, gönderim işaretinin mevcut güç yükseltme işlevi dışında başka işlevlere de sahip olmalıdır. Bu modülün çok kullanılan bir yapısı Resim.1 de gösterilmiştir.

Tüm bireysel elemanlar tek bir gönderici-alıcı modülde toplanmıştır. Bu bölümde; faz kaydırıcı ve anten çizgesinin biçimlendirilmesi için elektronik olarak kumanda edilen bir zayıflatma parçası, gönderim hattı için bir güç yükselteci, alıcı hattı için bir düşük gürültülü önyükselteç, iki adet ferrit sirkülatör ve dubleks aygıtı bulunur. Resimde gösterilmese de, Yerleşik Test Aygıtı (BITE) hemen hemen her sistemde bulunur. Kuvvetli alım güçlerinin hassas önyükselteç devrelerine zarar vermesini önlemek amacıyla önyükselteç (LNA) ile dubleks aygıtı arasına genellikle bir sınırlayıcı devre (limiter) konulur.

Bu sınırlayıcı devre, dubleks aygıtını yanlış anahtarlamalardan korumak için de gerekli olabilir, aynı zamanda yakın bölgedeki çok büyük radar yansıtırlık yüzeyine sahip hedeflerden gelen kuvvetli yankı işaretlerinden ve hatta yayın bozucu aygıtlardan (jammer devices) gelen parazitlerden de korur. (En basit bir sınırlama devresi ters paralel bağlanmış iki PIN diyottan oluşur.)

Bir aktif antenin üstünlüğü, gönderici ile anten arasında karmaşık kabloların kullanılmasına gerek kalmamasıdır. Gönderici ile anten arasında kısa hatlardaki kayıplar daha azdır. Dönen antenlerde, yalnızca nispeten düşük frekanslı işaretler (genellikle ara frekans civarında) fırça-bilezik vasıtasıyla antene ulaşırlar. Bir yükselteç modülüne bağlı ışıyıcı gruplarının sayısı azaldıkça, darbe gücünün de azalması gerekir. Eğer bu güç bir belli değerin altına düşerse, o zaman her bir küçük modülde gönderici-alıcı seçme anahtarı olarak bir ferrit sirkülatör kullanılabilir. Bu şöyle bir üstünlüğü de beraberinde getirmektedir: Artık, yüksek gönderim gücü ve bunun bir sonucu olarak alıcının aşırı sürülmesi (overdrive) ile bu radarın “körleştiği” herhangi bir en küçük ölçüm menzili söz konusu değildir.

Sakıncası ise, böyle bir modülün arızalanması durumunda göndericinin devre dışı kalması ve antenin dönüşünün durdurulmak zorunda kalınmasıdır. Böyle bir durumda, anten bakım elemanının antene tırmanıp bu modülü değiştirmesi gerekir. Pasif antenlerde ise, gönderim modülleri antenin alt kısmında, her zaman ulaşılabilecek yerlerde bulunur. Böylece arızalı eleman, radar durdurulmadan değiştirilebilir. Bu, özellikle uçuş güvenlik radarları için çok aranan bir özelliktir.

Bir Güç Yükselteç Gönderici (Power-Amplifier-Transmitter, PAT) örneği, her biri zaman çoklamalı iki gönderim frekansıyla çalışan, kullanılan darbe sıkıştırmasının doğrusal modüle edildiği, Resim. 2 deki RRP-117 radarının gönderici sisteminin bir bölümünde yer almaktadır. Bu darbe sıkıştırma yöntemiyle darbe gücünün öyle çok yüksek olmasına gerek kalmamakta ve yarıiletken yükselteçlerin tepe güçlerinin sınırlı olmasına rağmen iyi bir menzil yakalamakta mümkün olabilmektedir. Faz Dizi Antenlerin her bir sırası, Resim.1 de görülen, geriye kalan modüllerle birlikte bir bağımsız gönderici yükseltecine ve bir bağımsız alıcı bloğuna sahiptir. Alınan işaretlerinin tek darbe yöntemine katışımı (linking) ilk defa ara frekansta gerçekleşir. Resim.2 de 4 adet gönderici yükseltecinin, 4 adet alıcı önyükseltecinin ve bir besleme bloğunun yer aldığı antenin arka kısmı görülmektedir. Her bir anten dizisi için bir güç yükselteci ayrılmıştır. Dikey bara ise besleme gerilimi içindir. Radar, besleme bloğunun arızalanması durumunda bile bir şekilde çalışmasına devam edebilir. Eğer gönderici modülü arızalanırsa, radar yine çalışmasına devam eder, bu durumda menzil biraz kötüleşir, ancak hedefin açısal konumunun tayininde büyük hatalar meydana gelir.

Yarıiletken gönderici modülleri resim galerisi
Gönderici modülü 1/44 Gönderici modülü 3/44 Gönderici modülü 5/44 Gönderici modülü 7/44 Alıcı 1/44 Alıcı 3/44 Alıcı 5/44 Alıcı 7/44 Besleme bloğu 1/12 Veriyolu sistemi olarak besleme hatları

Resim 2: RRP–117 radarının aktif anteninin arka kısmı (burada 4 adet gönderici modülü bulunmaktadır)

Resim 3: Bir alıcı bloğunun kapağı açık görüntüsü: Üst kısımdaki siyah kutuda faz kaydırıcı, sirkülatörler ve zayıflatıcı kontrol devreleri; alt kısımda ise düşük-gürültülü önyükselteç yer almaktadır.

Resim 4: Bir göndericinin yükselteç modülü

Resim 5: Standart Modüler Gönderici-/Alıcı- Modülü (SMTRM) [Cassidian Ulm, önceki EADS Defence & Security firmasının izniyle]