www. Radartutorial .eu



Aktive Antennen

Aktive Phased Array Antennen sind solche, bei denen die Sendeleistung direkt auf der Antenne durch viele Sende- Empfangsmodule geringer Leistung erzeugt wird. Beispiele dafür sind das Tornado-Nose-Radar und das RRP-117. Die Aktive Phased Array Antenne wurde bereits im Kapitel Antennen behandelt. Hier wird nun auf die speziellen Sendemodule dieser Antenne eingegangen.

Aktive Phased Array Antennen benötigen eine spezielle Architektur von Halbleiter- Sendermodulen. Eine häufig verwendete Konstruktion dieser Module zeigt das folgende Bild.

LNA
digital control
MESFET
power
amplifier

Bild 1: Sender/Empfängermodul für eine aktive Antenne

LNA
digital control
MESFET
power
amplifier
Ferritzirkulator Ferritzirkulator 4-Bit Phasenschieber 4-Bit geregeltes Dämpungsglied Register (Speicher) Sende- Empfangsumschalter mit PIN- Dioden einzelnes Strahlerelement in einer Phased Array Antenne MESFET - Leistungsverstärker rauscharmer Vorverstärker Begrenzerdioden serieller Steuerbus

Bild 1: Sender/Empfängermodul für eine aktive Antenne

Alle Einzelkomponenten sind zu einem Sende- Empfangsmodul zusammengesetzt. Dieses Modul enthält den Phasenschieber und ein elektronisch gesteuertes Dämpfungsglied für die Formung des Antennendiagramms, einen Leistungsverstärker für den Sendeweg, einen rauscharmen Vorverstärker für den Empfangsweg sowie zwei Ferritzirkulatoren und den Sendeempfangsumschalter (Duplexer). Nicht dargestellt, aber fast immer ebenfalls integriert sind Prüf- und Testkreise (BITE). Oft wird zwischen Duplexer und Vorverstärker noch ein Begrenzer geschaltet, um den empfindlichen Vorverstärker vor zu großen Empfangsleistungen zu schützen.

Das kann einmal als Schutz vor Fehlschaltungen des Duplexers nötig sein, aber auch durch starke Echos aus dem Nahbereich (z.B. von Zielen mit sehr großer effektiver Rückstrahlfläche) oder gar durch Störsender verursacht werden. (Einfachste Begrenzerschaltungen bestehen aus zwei antiparallel geschalteten Dioden.)

Sendemodul 1 von 44 Sendemodul 3 von 44 Sendemodul 5 von 44 Sendemodul 7 von 44 Empfänger 1 von 44 Empfänger 3 von 44 Empfänger 5 von 44 Empfänger 7 von 44 Stromversorgungsblock 1 von 12 Stromversorgungsleitungen als Bus-System

Bild 2: Bay 1 der Antenne des RRP-117
Sendemodule Zeilen von Antennengruppen

Bild 3: Funktionsdarstellung der Sendeleistungsversorgung von Antennengruppen

Als Beispiel für einen PAT (Power-Amplifier-Transmitter) ein ein Teil des Sendersystems des RRP-117 gezeigt, welches mit zwei Sendefrequenzen im Zeitmultiplexverfahren arbeitet, die jede für das angewendete Pulskompression linear moduliert wird. Durch dieses Pulskompressionsverfahren werden auch nicht mehr so hohe Impulsleistungen benötigt, deshalb wird trotz der durch Halbleiterverstärker begrenzten Spitzenleistungen eine gute Reichweite erzielt.
Jede Antennenzeile der Phased Array Antenne erhielt ein separates Sendemodul und einen separaten Empfänger. Die Verknüpfung der empfangenen Signale zu dem Monopulsverfahren erfolgt erst auf der ZF-Frequenz.
Die Stromversorgung erfolgt über ein Bus-System.

Autor: Christian Wolff
Diese Homepage wurde unter den Bedingungen der GNU-Lizenz für freie Dokumentation und der
Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen Deutschland Lizenz (abgekürzt „cc-by-sa“) in der Version 3.0 veröffentlicht.
Weitere zusätzliche Lizensierungen sind möglich.