Antenna Array (AR) este o antenă complexă care conține un set de elemente radiante (antene simple sau grupuri de antene) situate în spațiu într-o anumită ordine, orientate și excitate astfel încât să se obțină un model de radiație dat [1] .
Matricea de antene vă permite să obțineți indicatorii tehnici radio necesari (direcția, forma și lățimea fasciculului, directivitate , nivelul lobilor laterali etc.) prin formarea unei anumite distribuții a amplitudinilor și fazelor curenților sau câmpurilor care excită radiația. elemente (distribuția amplitudine-fază, AFR), spre deosebire de antene individuale (de exemplu, claxon , oglindă ), în care aceeași problemă este rezolvată prin alegerea formei, dimensiunii, materialelor, designului acestora. ADF-ul este fixat în matricea de antene; nu există posibilitatea de a controla ADF-ul în modul de funcționare. De exemplu, pentru a schimba rapid direcția fasciculului în spațiu, țesătura radiantă a matricei de antene trebuie să fie rotită mecanic. O antenă mai complexă - o matrice de antene în fază (PAR) vă permite să schimbați în mod arbitrar PRA sau să implementați mai multe opțiuni PRA fixe secvenţial în timp sau simultan. O trăsătură distinctivă a rețelei de antene este combinarea intrărilor elementelor radiante într-o singură intrare [2] (de exemplu, folosind un distribuitor sau prin putere în aer), prin urmare, o rețea de antene cu mai multe căi și o rețea cu sumă . -intrarile diferențelor cu scanarea fasciculului mecanic sunt denumite rețele de antene în fază.
Ca radiatoare elementare în AR, pot fi utilizate diverse antene de directivitate scăzută și înaltă . De exemplu, în cele mai simple matrice, pot fi instalate ca antene elementare vibratoare simetrice și asimetrice, sloturi pentru ghiduri de undă, emițători imprimați etc.. În radioastronomie , sunt utilizate sisteme de mai multe antene reflectoare mari cu un model de radiație îngust orientat într-o direcție. Acest lucru face posibilă creșterea câștigului sistemului de N ori și primirea unui semnal din spațiu la raporturi semnal-zgomot scăzute.
Elementele antenei din AP pot fi aranjate în diferite moduri. Dacă centrele de fază ale emițătorilor sunt situate pe aceeași axă, atunci matricea se numește liniară, dacă este în plan - plat. Există opțiuni mai complexe pentru plasarea elementelor de antenă în spațiu. Adesea, astfel de sisteme sunt numite conformale, deoarece repetă forma suprafeței pe care sunt plasați emițătorii. De exemplu, poate fi suprafața unei aeronave , a unui satelit pământesc sau a unui teren complex . Cele mai comune rețele de antene, ale căror elemente radiante sunt situate în același plan.
Pentru a obține un semnal primit din spațiu la ieșirea rețelei, este necesar să se efectueze o adăugare coerentă a semnalelor de la toate elementele rețelei de antene. Sistemul de distribuție este responsabil pentru acest lucru, construit pe elementele căii cu microunde, inclusiv linii de transmisie , sisteme de control și dispozitive de combinare a semnalelor. Modelul de radiație este format din distribuția amplitudinii și fazei peste deschiderea antenei.
Distribuția de amplitudine este dependența coeficientului de transmisie într-un anumit element radiant al rețelei. De obicei, o distribuție uniformă sau descrescătoare a amplitudinii este utilizată pentru a forma radiații îngust direcționate.
Distribuția de fază - dependența diferenței de fază dintre emițătorii adiacenți. În cazul general, determină întârzierea în timp a semnalului undei incidente asociată cu diferența în traseele undei dintre emițătorii adiacenți. În practică, cele mai des sunt utilizate două tipuri de distribuții de fază:
În primul caz, antena generează radiații de-a lungul normalei deschiderii. Al doilea tip de distribuție a fazelor face posibilă formarea de radiații la un anumit unghi față de deschidere. Distribuții de fază mai complexe (de exemplu, pătratice) pot fi utilizate pentru a suprima lobii laterali ai RP, formarea de modele de radiație de formă complexă și în operarea cu mai multe căi.
În timpul funcționării sistemului, condițiile de lucru externe și interne se schimbă. Există surse de interferență (pentru radar), defecțiuni ale elementelor individuale, condiții de compatibilitate electromagnetică . În sistemele complexe, este posibilă ajustarea caracteristicilor de directivitate ale matricei în timpul funcționării. Pentru a face acest lucru, complexul informatic al sistemului de control reconstruiește coeficienții de transmisie în fiecare canal spațial al AR (radiator elementar) conform unor algoritmi speciali, modificând astfel distribuția amplitudine-fază astfel încât să formeze un „zero” în direcția sursa de interferență sau compensați elementul de antenă defect. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți semnificativ calitatea sistemului, să îmbunătățiți stealth (pentru radar). Astfel de sisteme sunt numite rețele de antene adaptive .
Avantajul unei rețele de antene față de alte antene este:
Dezavantajele sistemului sunt:
Gamă coliniară VHF cu patru elemente de la vibratoare cu buclă
RA în bandă largă a gamei VHF a unui post de emisie de televiziune
Vibrator AR cu scanare mecanică la o frecvență de 106 MHz a radarului de avertizare timpurie SCR-270 (SUA) în timpul celui de-al doilea război mondial
AR al centrului de transmisie al gamei HF. Vibratoarele cu sârmă sunt suspendate orizontal între două catarge
AR a patru antene elicoidale ale sistemului de transmitere a informațiilor telemetrice
Sisteme de comunicații prin satelit AR. Fiecare dintre cele patru antene vibratoare cu nouă elemente „canal de undă” este, de asemenea, o matrice de antene.
Microstrip AR pentru recepția semnalelor TV prin satelit.
RA al radiotelescopului Very Large Array , ale cărui elemente sunt 27 de antene reflectoare