www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Модул за демонстрация на антена с фазирана решетка

Фигура 1: Модул за демонстрация на антена с фазирана решетка

Фигура 1: Модул за демонстрация на антена с фазирана решетка

Модул за демонстрация на антена с фазирана решетка

Модулът за демонстрация на антена с фазирана решетка (фигура 1) е просто учебно устройство, предназначено за използване в класната стая. Той може да се използва за практическо демонстриране на работата на фазирана антенна решетка.

Генераторът излъчва малко количество енергия в свободното пространство чрез група от четири антени Яги. При това се използва разрешеният честотен диапазон за промишлени, научни и медицински цели (Industrial, Scientific and Medical band). Избрана е честота в диапазона 2,40 – 2,48 GHz. Получената плътност на потока на мощността може да се измери с наличен в търговската мрежа високочестотен анализатор. По този начин може да се определи посоката на максимално излъчване.

Електронният фазов регулатор, който се управлява с постоянно напрежение, може да променя фазата на трептенията във всеки излъчващ елемент на 45, 90 и 135 градуса (фигура 2). Това води до общо отклонение на максимума на излъчване с около 16 градуса наляво или надясно (в зависимост от позицията на превключвателя) от нормалната за антенната решетка посока. Далечното поле на антената започва на около 3 до 4 метра. Измереното тук лъчение все още е много слабо, от порядъка на микроват на квадратен метър. Обърнете внимание, че мощността, приемана от анализатора, намалява пропорционално на квадрата на разстоянието от антената (загуби при разпространение в свободното пространство). След като се определи посоката на излъчване с максимална плътност на мощността, посоката на излъчване може да се промени с превключвател.

геометричен ос
на антената
отклонена диаграма на
насоченост на антената

Изображение 2: Принцип на завъртане на лъча, както е реализиран в настоящия модул

геометричен ос
на антената
отклонена диаграма на
насоченост на антената

Изображение 2: Принцип на завъртане на лъча, както е реализиран в настоящия модул

Търговският високочестотен анализатор използва много широколентова калибрирана антена. Такава антена, освен излъчването от макета, може да улавя и излъчването от мобилните телефони на обучаемите. За да се избегнат изкривяванията на измерванията, причинени от смущения, за анализатора е разработена тяснолентова антена Яги с висока насоченост. Тази допълнителна антена обаче не е калибрирана. Следователно стойностите, измерени от анализатора, се използват като относителни стойности спрямо резултатите от измерванията в други точки на пространството.

На изображение 2 е показан принципът на въртене на електронния лъч: една от външните антени не получава никакво фазово изместване и служи като еталон. Ако няма фазово изместване във всички антени, максималното излъчване ще бъде приблизително в посока, перпендикулярна на линията на антената. След това антените (с изключение на референтната антена) се захранват със захранване със стъпаловидна промяна на фазата. В това устройство фазовото изместване се генерира от закъснението, така че величините му са отрицателни. Общата картина на лъча на отделните антени сега е показана на фигурата. Максималният му наклон е 16 градуса надясно.

Тази електронно завъртане е изключително бърза, по-бърза, отколкото който и да е двигател би могъл да завърти антената механично, и дори по-бърза, отколкото бихте могли да настроите превключвателя в желаното положение.

Това специално устройство за обучение е разработено от Radartutorial. Той се произвежда и доставя от Köster Systemtechnik.

Bildergalerie des Phased-Array Demonstrators

Bild 3: Feldstärkemessgerät

Bild 4: Prototyp des Demonstrators