Van Atta Array
Bild 1: Passives lineares Van Atta Array mit einfallender Welle (rot) und zurück gestrahlter Welle (blau)
Bild 1: Passives lineares Van Atta Array mit einfallender Welle (rot) und zurück gestrahlter Welle (blau)
Van Atta Array
Das Van Atta Array ist ein elektronischer Retro-Reflektor, der in flacher Bauweise realisiert werden kann. Das Array hat einen größeren Öffnungswinkel als ein Winkelreflektor, ist jedoch nur sehr schmalbandig. Es besteht aus einer Anzahl von elementaren Antennenelementen (zum Beispiel Dipolen oder Patchantennen), welche auf der Rückseite symmetrisch mit Leitungen gleicher Länge verbunden sind. Dadurch wird gewährleistet, dass das Antennenelement, welches als erstes die einfallende Welle empfängt, das von dem gegenüberliegenden Antennenelement empfangene Signal dann zuletzt aussendet. Das bewirkt wie bei einer Phased Array Antenne eine Strahlschwenkung in die Richtung der einfallenden Welle.
Bild 2: Prinzipielle Darstellung eines Van Atta Arrays in Leiterplattentechnik (die Leitungslängen sind nicht angepasst)
Bild 2: Prinzipielle Darstellung eines Van Atta Arrays in Leiterplattentechnik (die Leitungslängen sind nicht angepasst)
Die effektive Rückstrahlfläche eines passiven Van Atta Arrays beträgt:
(1)
- σ = effektive Rückstrahlfläche
- n = Anzahl der Antennenelemente
- λ = Wellenlänge des Radars
Die Bandbreite ist begrenzt auf die Bandbreite der verwendeten Antennenelemente. Eine zirkulare Polarisation ist möglich, wenn die Antennenelemente das unterstützen. Patchantennen benötigen dann aber doppelte Anzahl der Verbindungsleitungen, was nur mit mehrlagigen Leiterplatten möglich wird. Es können als Antennenelement auch ganze Strahlergruppen eingesetzt werden. Eine flächenmäßige Verteilung mit zentralsymmetrischer Verkabelung ist ebenfalls möglich (siehe Bild 2). Diese schwenkt die eintreffende Welle nicht nur im Seitenwinkel, sondern auch im Höhenwinkel.
Bild 3: Aktives Van Atta Array mit 4 Antennenelementen
Van Atta Arrays können auch aktiv verwendet werden, indem in die Kabelverbindungen Verstärker eingefügt werden. Dazu müssen entweder die Richtungen der in der passiven Variante bidirektional verwendeten Kabel mit Zirkulatoren aufgeteilt werden oder getrennte Antennenfelder genutzt werden. Die effektive Reflexionsfläche vergrößert sich um etwa den Verstärkungsfaktor der eingesetzten Verstärker.
Aktive Van Atta Arrays können für Tarnung und Täuschung verwendet werden. So kann mit zusätzlichen Mixern in den Verstärkern auch eine Modulation des zurückgestrahlten Signals erfolgen und dem abtastenden Radar zum Beispiel eine sehr hohe Radialgeschwindigkeit oder ein Flug in die vom Radar abgewandte Richtung vorgegaukelt werden. Es können auch zusätzliche Phasenschieber eingesetzt werden, die dann ermöglichen, eine zu den passiv reflektierten Echosignalen entgegengesetzte Phasenlage abzustrahlen und somit die effektive Rückstrahlfläche des zu tarnenden Objektes zu verringern.
Lester Clare Van Atta (18. April 1905 – 16. März 1994) technischer Direktor der Hughes Forschungslaboratorien, war Erfinder und Namensgeber dieses Retroreflektors. Er meldete es 1955 zum Patent an. Das Patent wurde 1959 angenommen.