Antenna array (AR) är en komplex antenn som innehåller en uppsättning strålningselement (enkla antenner eller grupper av antenner) placerade i rymden i en viss ordning, orienterade och exciterade för att erhålla ett givet strålningsmönster [1] .
Antennuppsättningen gör att du kan erhålla de erforderliga radiotekniska indikatorerna (strålens riktning, form och bredd, riktning , nivå av sidolober , etc.) genom att bilda en viss fördelning av amplituder och faser av strömmar eller fält som exciterar strålningen element (amplitud-fasfördelning, AFR), i motsats till från enkla antenner (till exempel horn , spegel ), där samma problem löses genom att välja deras form, storlek, material, design. ADF är fixerad i antennuppsättningen, det finns ingen möjlighet att styra ADF i driftläge. Till exempel, för att snabbt ändra strålens riktning i rymden, måste den utstrålande väven i antennuppsättningen roteras mekaniskt. En mer komplex antenn - en fasad antennuppsättning (PAR) låter dig godtyckligt ändra PRA eller implementera flera fasta PRA-alternativ sekventiellt i tid eller samtidigt. En utmärkande egenskap hos antennuppsättningen är kombinationen av de utstrålande elementens ingångar till en enda ingång [2] (till exempel med hjälp av en distributör eller via luftström), därför en flervägsantennuppsättning och en grupp med summa -skillnadsingångar med mekanisk strålavsökning kallas fasstyrda antennuppsättningar.
Som elementära radiatorer i AR kan olika antenner med både låg och hög riktning användas . Till exempel, i de enklaste arrayerna kan symmetriska och asymmetriska vibratorer, vågledarslitsar, tryckta sändare etc. installeras som elementära antenner Inom radioastronomi används system med flera stora reflektorantenner med ett smalt strålningsmönster orienterade i en riktning. Detta gör det möjligt att öka systemförstärkningen med N gånger och ta emot en signal från rymden vid låga signal-brus-förhållanden.
Antennelementen i AP kan arrangeras på olika sätt. Om sändarnas fascentra är belägna i samma axel, kallas matrisen linjär, om den är i ett plan - platt. Det finns mer komplexa alternativ för att placera antennelement i rymden. Ofta kallas sådana system konforma, eftersom de upprepar formen på den yta på vilken emittnarna är placerade. Det kan till exempel vara ytan på ett flygplan , en jordsatellit eller en komplex terräng . De vanligaste antennuppsättningarna, vars strålningselement är belägna i samma plan.
För att erhålla en signal som tas emot från rymden vid utgången av arrayen är det nödvändigt att utföra en koherent addition av signaler från alla element i antenn arrayen. Distributionssystemet är ansvarigt för detta, byggt på elementen i mikrovågsvägen, inklusive transmissionsledningar , styrsystem och signalkombinerande enheter. Strålningsmönstret bildas av amplituden och fasfördelningen över antennöppningen.
Amplitudfördelningen är beroendet av transmissionskoefficienten i ett speciellt strålande element i gruppen. Vanligtvis används en enhetlig eller minskande amplitudfördelning för att bilda snävt riktad strålning.
Fasfördelning - beroendet av fasskillnaden mellan intilliggande sändare. I det allmänna fallet bestämmer den tidsfördröjningen för den infallande vågsignalen associerad med skillnaden i vågvägar mellan intilliggande sändare. I praktiken används oftast två typer av fasfördelningar:
I det första fallet genererar antennen strålning längs normalen till bländaren. Den andra typen av fasfördelning gör det möjligt att bilda strålning i en viss vinkel mot bländaren. Mer komplexa fasfördelningar (till exempel kvadratiska) kan användas för att undertrycka sidoloberna hos RP, bildandet av strålningsmönster med komplex form och i flervägsdrift.
Under driften av systemet förändras både externa och interna arbetsförhållanden. Det finns störningskällor (för radar), fel på enskilda element, elektromagnetiska kompatibilitetsförhållanden . I komplexa system är det möjligt att justera riktningsegenskaperna för arrayen under drift. För att göra detta bygger datorkomplexet i styrsystemet om överföringskoefficienterna i varje rumslig kanal i AR (elementär radiator) enligt speciella algoritmer, och ändrar därigenom amplitud-fasfördelningen för att bilda en "nolla" i riktning mot störningskällan, eller kompensera för det trasiga antennelementet. Detta gör att du avsevärt kan förbättra kvaliteten på systemet, förbättra smyg (för radar). Sådana system kallas adaptiva antennuppsättningar .
Fördelen med en antennuppsättning framför andra antenner är:
Nackdelarna med systemet är:
Fyra-elements kolinjär VHF-serie från slingvibratorer
Bredbands-AR av VHF-området för en TV-station
Vibrator AR med mekanisk skanning vid en frekvens på 106 MHz av tidig varningsradarn SCR-270 (USA) under andra världskriget
AR för sändningscentrum för HF-området. Trådvibratorer är upphängda horisontellt mellan två master
AR för fyra spiralformade antenner i det telemetriska informationsöverföringssystemet
AR satellitkommunikationssystem. Var och en av de fyra nioelements vibratorantennerna "vågkanal" är också en antennuppsättning.
Microstrip AR för att ta emot satellit-TV-signaler.
AR från Very Large Array -radioteleskopet , vars element är 27 reflektorantenner