Comutatorul de antenă
Ilustrație 1: Schema bloc simplificată a unui radar ce foloseşte comutator de antenă
Ilustrație 1: Schema bloc simplificată a unui radar ce foloseşte comutator de antenă
Sistemele radar utilizează aceeaşi antenă atât pentru emisie cât şi pentru recepţie. Acest lucru este posibil deoarece emisia şi recepţia sunt procese separate în timp. Rezultă astfel că este nevoie de un dispozitiv care să conecteze emiţătorul cu antena pe timpul emisiei, respectiv antena la receptor pe durata recepţiei. Acest dispozitiv poartă numele de comutator de antenă, sau comutator emisie – recepţie (în engleză: duplexer). Comutarea între emisie şi recepţie trebuie să fie foarte rapidă, de ordinul microsecundelor şi chiar mai puţin, ceea ce face ca utilizarea unor comutatoare mecanice să fie practic imposibilă. De aceea se utilizează comutatoarele electronice.
Constructiv, întâlnim mai multe tipuri de comutatoare de antenă, cum ar fi:
- Circulatoare cu ferită sau
- Comutatoare pe ghid de undă sau cu cavităţi rezonante,
- cu tuburi descărcătoare,
- sau cu diode pin.
Cea mai simplă soluţie ar fi utilizarea circulatoarelor cu ferită. Totuşi, realizarea unor circulatoare care să funcţioneze la puteri de sute de kilowaţi este destul de complicată. În plus, circulatoarele au un factor de decuplare (izolaţie) de maxim 30 – 40 dB, şi de aceea nu pot proteja suficient receptorul sensibil de semnalele puternice de la emiţător. Pe de altă parte, circulatoarele prezintă avantajul că permit trecerea semnalelor ecou de la antenă spre receptor şi pe timpul emisiei. Astfel, circulatoarele nu influenţează distanţa minimă de descoperire a radarului, cum este cazul altor comutatoare de antenă. Circulatoarele cu ferită sunt utilizate în general la radarele cu puteri de emisie relativ reduse, cum ar fi DPR886. Există, totuşi, şi situaţii de utilizare a circulatoarelor şi la radare cu puteri mari de emisie.
În cazul radarelor cu puteri mari de emisie sunt folosite comutatoarele de antenă cu descărcători. Tuburile cu descărcare în gaze au dezavantajul că prezintă un anumit timp de reacţie, de ordinul nanosecundelor. În acest timp energia de la emiţător pătrunde în receptor! Viteza de reacţie a descărcătorilor poate fi crescută prin aplicarea unei tensiuni de preionizare (în engleză: keep-alive voltage) de aproximativ 800 la 1200 V. Aceasta permite ionizarea mai rapidă a gazului la apariţia impulsului de sondaj.
Comutatoarele cu diode pin nu prezintă acest dezavantaj. Totuşi, aceste comutatoare au nevoie pentru a funcţiona de aplicarea uneia sau mai multor tensiuni de comandă. Lipsa unei comenzi poate avea efecte negative asupra radarului.