Napájecí systémy pro fázované anténní soustavy
Obrázek 1: Radar použitý v letounu Tornado
Aktivní antény
Aktivní fázové antény jsou takové, u nichž je vysílací výkon generován přímo na anténě mnoha vysílacími a přijímacími moduly s malým výkonem. Příkladem je radar použitý v Tornádu, AN/FPS-117 protivzdušné obrany a APAR námořnictva.
Aktivní antény jsou fázové antény, u nichž je místo centrální generace vf výkonu každému jednotlivému zářiči přiřazen výkonový zesilovač, který je účelně umístěn přímo na zářiči, tj. v anténě. To má tu výhodu, že potřebné fázové měniče musí zpracovávat jen malé výkony.
Například tato anténa zde na obrázku se skládá ze 428 aktivních zářičů. Aktivní antény jsou podrobněji popsány v kapitole Vysílač.
Pasivní antény
Pasivní antény
Vedení je zdaleka nejběžnějším způsobem napájení pasivní fázové antény. Při liniovém napájení je k rozvodu centrálně generovaného výkonu k jednotlivým prvkům zapotřebí vlnovodný obvod nebo pásová síť (příklad: PAR-80 ).
Méně často používanou metodou je radiační napájení, při kterém je povrch antény ozařován vysílacím výkonem prostřednictvím rohového zářiče. Ten je pak zachycen malými anténami rozmístěnými po ploše, fázově ovlivněn a poté znovu vyzářen. (Příklad: Patriot ).
Obrázek 2: Sériové napájení vyzařovacích prvků
Sériové napájení pasivní antény
Při sériovém napájení antén s fázovou soustavou jsou vyzařovací prvky napájeny vysílacím výkonem jeden po druhém. Při nastavování fázových měničů je třeba počítat s rostoucím fázovým posunem v důsledku delšího napájecího vedení. Změna frekvence není při sériovém napájení možná.
Pokud se změna frekvence přesto provede, musí počítač přepočítat i fázový posun (nebo většinou v praxi: použít jinou tabulku fázových úhlů).
Odpojení od napájecího vedení se provádí pomocí směrových odbočníků, které jsou nastaveny tak, aby byla odpojena pouze určitá část celkového výkonu. Často je velikost tohoto podílu určena podle určitého schématu, například podle Gaussova nebo binomického rozdělení. Toto rozdělení výkonu má vliv na velikost postranních laloků anténního diagramu.
Obrázek 3: Paralelní napájení vyzařovacích prvků
Paralelní napájení pasivní antény
Při paralelním napájení antén s fázovou soustavou se vysílací výkon v každém uzlu rozdělí rovnoměrně ve fázi. Každý vyzařovací prvek má proto napájecí vedení stejné délky, a je tedy frekvenčně nezávislý. Nakonec všechny 2n zářičů přijímají stejné množství výkonu ve stejné fázi.
Změny frekvence proto nemají vliv na fázové rozdíly. To má tu výhodu, že počítač může při výpočtu fázového posunu ignorovat délku přívodních vedení a že se zvětší šířka pásma přívodního vedení k anténě. To je výhodou pro frekvenční agilitu a umožňuje to frekvenční diverzitu a kompresi pulzů.
Radiační napájení s přenosovým typem
Obrázek 4: Radiační napájení s přenosovým typem
Anténa s vyzařováním s fázovým napájením má tu výhodu, že rozdělení výkonu do jednotlivých zářičů je již rozlišeno pomocí rohového zářiče. Centrální oblasti jsou silněji osvětleny, zatímco okrajové oblasti jsou osvětleny slaběji podle Gaussova rozdělení. Toto rozložení výkonu snižuje postranní laloky anténního obrazce. Přenosový typ je typem vyzařovacího zdroje, při kterém je povrch antény osvětlován zezadu prostřednictvím rohového zářiče s přenosovým výkonem. Ten je pak zachycen malými anténami, fázově ovlivněn a následně znovu vyzářen.
Prostor za fázovou anténou je však blokován napájecím polem. Na druhou stranu trychtýřový zářič není umístěn před anténou, aby vytvářel stíny. Časové rozdíly šíření mezi jednotlivými zářiči jsou tím větší, čím blíže je primární zářič umístěn k anténnímu poli. Tyto doby přechodu je třeba zohlednit při řízení fázového posuvu. (Proto se tento typ antény z hlediska řízení podobá spíše sériovému napájení, a proto má také svá omezení z hlediska šířky pásma antény).
Střelecký komplex protivzdušné obrany Patriot používá jako typ přenosu anténu s fázovou soustavou.
V oblasti milimetrových vln zažívá přenosový typ renesanci díky použití malého radarového čipu s integrovanou anténou jako primárního zářiče.
Radiační napájení s odrazovým typem
Obrázek 5: Radiační napájení s reflexním typem
Reflexní typ je typ vyzařovacího zdroje, u kterého je povrch antény osvětlován zepředu prostřednictvím napájecího rohu s přenosovým výkonem. Ten je pak zachycen malými anténami, fázově ovlivněn, odražen na odrazné rovině, opět ovlivněn fázovými měniči a poté znovu vyzářen. (Příklad: AN/APQ-140 )
U odrazového typu je za anténou dostatek prostoru pro umístění všech obvodů (např. ovládání fázového měniče, napájení atd.). Trychtýřový zářič do toho zasahuje. Přesně v nejlepším směru vyzařování (uprostřed) by nejen vytvářel stín, ale také by opět zachycoval odraženou energii, která by pak v napájecím systému vytvářela stojaté vlnění.
Měla by však být někde uprostřed, jinak by docházelo k různým dobám šíření k vyzařovacím prvkům. Pokud se tyto rozdílné doby šíření akceptují a zohlední při řízení fázových posunovačů, lze však rohový zářič namontovat mimo směr paprsku jako u offsetové antény. Pak je dokonce možné přepínáním ovládání fázového posunovače použít různé trychtýřové zářiče pro vysílání a příjem, čímž se oddělí vysílací a přijímací cesta! Při tomto typu řízení fázového posunu by anténa navíc převzala funkci přepínače vysílání a příjmu.