www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Aktif Antenler

LNA
Sayısal kumanda
devresi
MESFET
güç
yükseltici

Resim 1: Bir aktif antenin gönderici/alıcı modülü

LNA
Sayısal kumanda
devresi
MESFET-
güç
yükseltici
ferrit sirkülatör ferrit sirkülatör 4-Bit faz kaydırıcıyı 4-bitlik zayıflatma devresi Yazmaç (bellek) PIN- Diyotlu Dubleks Cihaz Bir faz dizi antendeki ışıma elemanları MESFET- güç yükseltici Düşük gürültülü ön yükseltici Sınırlama diyotları seri veriyolu

Resim 1: Bir aktif antenin 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 yalnızca bu antene ait özel gönderim modülleri ele alınacaktır.

Aktif Faz Dizi Antenler yarıiletken gönderici modüllerinin bir özel mimari içinde toplanmasını gerektirir. Bu modülün, gönderim sinyalinin güç yükseltecinin mevcut işlevine ilaveten başka işlevlere de sahip olmasını gerektirir. Bu modülün çok kullanılan bir yapısı Resim.1 de gösterilmiştir.

Tüm bireysel elemanlar tek bir gönderici-alıcı modülde toplanmıştır. Bu bölümde; faz kaydırıcı, anten çizgesinin biçimlendirilmesi için elektronik olarak kumanda edilen bir zayıflatma parçası, gönderim hattı için bir güç yükselteci, alıcı hattı için gürültüsü-az bir ön yükselteç, iki adet ferrit sirkülatör ve dubleks aygıtı bulunur. Resimde gösterilmeyen yerleşik test aygıtı (BITE) hemen hemen her sistemde bulunur. Ön yükselteç (LNA) ve anten arasına bazen bir sınırlayıcı (limiter) konulur. Böylece yayın bozucu aygıtlardan (jammer devices) ya da yakın bölgedeki çok yüksek radar yansıtırlık yüzeyine sahip hedeflerden gelen yankı sinyallerinin ön yükselteç devrelerine zarar vermesi önlenmiş olur. (En basit bir sınırlama devresi ters paralel bağlanmış iki PIN diyottan oluşur.)

Aktif antenlerin en öne çıkan üstünlüğü, gönderici ile anten arasında pahalı hatların olmasına gerek duymamasıdır. Kısa hatlarda kayıplar daha az olmaktadır. Dönen antenlerde sinyaller fırça-bilezik vasıtasıyla antene ulaşırlar. Böyle bir düzende aktarılan sinyallerin nispeten düşük frekanslı (genellikle ara frekans civarında) olması gerekir. Bir yükselteç modülüne bağlı ışıyıcı gruplarının sayısı azaldıkça darbe gücünün de daha az olması gerekir. Eğer bu belli bir değer 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 sonucu (overdrive) bu radarın “körleştiği” herhangi bir en az ölçüm menzili söz konusu değildir.

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

Bir Güç Yükselteç Göndericiye (Power-Amplifier-Transmitter, PAT) örnek olarak Resim. 2 de RRP-117 radarına ait, her biri için kullanılan darbe sıkıştırması doğrusal modülasyonlu, gönderim frekansı zaman çoklamalı gönderici sisteminin bir bölümü gösterilmektedir. Bu darbe sıkıştırma yönteminde darbe gücünün öyle çok yüksek olmasına gerek kalmamakta ve yarıiletken yükselteçlerin tepe güçlerinin sınırlı olmasına rağmen iyi bir menzili yakalamak da mümkün olmaktadır. Faz dizi antenlerin her bir sırası Resim.1 de görülen geriye kalan modüllerle birlikte bir bağımsız gönderme yükseltecine ve bir bağımsız alıcı bloğuna sahiptir. Tek darbe yöntemiyle çalışan antenlerde alınan sinyallerin katışım olayı (combination) ilk defa ara frekansta çalışan karıştırma katında gerçekleşir. Resim.2 de 4 adet gönderici yükseltecinin, 4 adet alıcı ön yükseltecinin ve bir besleme bloğunun yer aldığı antenin arka tarafındaki bölüm görülmektedir. Her bir anten dizisi için bir güç yükselteci ayrılmıştır. Dikey bara ise besleme gerilimi içindir. Radar, besleme bloğunun çökmesi durumunda bile bir şekilde çalışmasına devam edebilir. Bu durumda menzil çok az kötüleşir, ancak hedefin açısal konumunun tayininde büyük hatalar meydana gelir.

Modüller aktif anten 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 arkasındaki 1. Bölüm (burada 4 adet gönderici ve 4 adet alıcı modülü bulunmaktadır)

Resim 3: Bir alıcı bloğunun kapağı açık görüntüsü: Altta düşük-gürültülü ön yükselteç, üstte siyah kutuda faz kaydırıcı dâhil kontrol devresi.

Resim 4: Bir göndericinin yükselteç modülü

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