Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 3348
Mit der Veränderung der Kriegsanforderungen und dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie wird der „Goldgehalt“ des Luftkampfs immer höher. Die Entwicklung des Kampfflugzeug-Radars ist ein typisches Beispiel. In Bezug auf das Erscheinungsbild ist der intuitivste Teil der „Evolution“ der Radarausrüstung die Veränderung von Antenne. Im Folgenden wird kurz über die Entwicklung des Bordradars gesprochen Antenne.
Das Bordradar hat sich von der einfachen Luftsuch- und Entfernungsmessungsfunktion in der Anfangsphase bis heute weiterentwickelt. Es sollte nicht nur die Suche, Verfolgung und Feuerleitführung in einem großen Gebiet berücksichtigen, sondern auch Multifunktionen wie Bodenkartierung und SAR-Bildgebung realisieren. Im Allgemeinen erfordert das Bordradar die Antenne um die Eigenschaften hoher Verstärkung (einfache Erhöhung der Erfassungsentfernung), schmaler Strahl (einfache Erhöhung der Winkelmessgenauigkeit), geringer Nebenkeule (Anti-Jamming) usw. zu haben und hohe Verstärkung und schmaler Strahl zu erreichen. Am einfachsten ist die Verwendung von Richtungs Antennes, wie Yagi Antenne und Paraboloid (Einzelreflektor) AntenneDie Größe der Yagi Antenne ist zu groß, und im Vergleich zu Yagi Antenne, Paraboloid Antenne ist es einfacher, niedrige Nebenkeulen zu erreichen. Daher ist Paraboloid Antenne wird in der Zeit nach dem Kalten Krieg häufig für bordgestützte Radargeräte eingesetzt.
Parabolisch Antenne (Einzelreflektor Antenne).Diese Art von Antenne verwendet ein Paraboloid mit großer Größe als Hauptoberfläche und ein Horn in der Mitte vor der Hauptoberfläche als Feed (positiver Feed), (das Horn kann auch von der Mitte abweichen, was als Bias-Feed bezeichnet wird). Sein Funktionsprinzip ist dem Paraboloidspiegel in der Optik sehr ähnlich. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass, wenn der Antenne arbeitet im Strahlungsmodus, die vom Horn abgestrahlte Kugelwelle trifft auf das Paraboloid, das die vom Horn einfallende Kugelwelle in eine ebene Welle umwandelt und in den freien Raum abstrahlt. Im Arbeits- und Empfangsmodus konvergiert die Hauptreflexionsfläche die aus dem freien Raum übertragene ebene Welle, die als Kugelwelle bezeichnet wird, und lässt sie zum Speisehorn „zurückkehren“. Diese Art von Antenne ist im X-Band und darunter nicht schwer zu verarbeiten, hat eine einfache Struktur und ist kostengünstig. Die Nachteile liegen jedoch auch auf der Hand. Im Allgemeinen ist das Paraboloid Antenne ist es einfach, eine hohe Leistung zu erreichen, wenn das Brennweitenverhältnis (das Verhältnis des Abstands vom Horn zur reflektierenden Oberfläche zur Größe der Hauptreflexionsfläche) hoch ist, so dass der Gesamtabschnitt des Antenne ist hoch und die Lautstärke groß. Besonders wenn die Antenne Da es sich als Ganzes dreht und scannt, nimmt es viel Platz im Kopf ein, sodass auch sein Scanwinkel begrenzt ist. Um diese Schwierigkeiten zu lösen, wurde ein Doppelreflektor namens „Cassegrain“ entwickelt.
Cassegrain Antenne.Es ist eine verbesserte Antenne in Form eines Einzelreflektors AntenneIm Vergleich zum Einzelreflektor Antenne, der zusätzliche Subreflektor kann die vom Horn ausgestrahlte elektromagnetische Welle vorab optimieren und eine idealere Verteilung erzielen, die zum Hauptreflektor zurückreflektiert wird, der dann die geformte Kugelwelle in eine ebene Welle umwandelt und in den freien Raum abstrahlt. Der Vorteil besteht darin, dass er die Antenne Blendeneffizienz, Verbesserung der Verstärkung, erhebliche Reduzierung des Brennweitenverhältnisses, Reduzierung des Gesamtprofils des Antenne und die Lautstärke reduzieren. Nachdem der Empfänger und der Feeder zur Hauptebene geworden sind, ist dies für die Routing-Anordnung des Systems förderlicher und reduziert das Systemrauschen. Die Einführung des Sekundärreflektors führt jedoch auch zu dem Problem, die Abschirmung der Hauptoberfläche zu erhöhen, was wiederum die Gesamtverstärkung des Antenne und heben Sie den Nebenkeulenpegel an.
Grundlegende Zusammensetzung und Wirkungsweise von Cassegrain Antenne
Um das Problem der Subreflektor-Okklusion zu lösen, Antenne Invertiertes Cassegrain wird vorgeschlagen und häufig in luftgestützten Radargeräten verwendet. Invertiertes Cassegrain, auch bekannt als deformiertes Cassegrain AntenneBasierend auf dem Cassegrain Antenne, die Position des Nebenreflektors wird in ein Polarisationsgitterparaboloid geändert, und die Position des Hauptreflektors wird in eine Polarisationstorsionsplatte geändert. (Tatsächlich in der umgekehrten Karte Antenne, die Positionen der Haupt- und Hilfsebenen unterscheiden sich offensichtlich von denen des gewöhnlichen Cassegrain.) Das Arbeitsprinzip unterscheidet sich deutlich von dem des Cassegrain Antenne: Die Hornzufuhr an der Polarisationstorsionsplatte reflektiert die horizontale lineare Polarisationswelle, die vom vorderen Polarisationsgitter ausgesendet wird, fast vollständig, wandelt die Kugelwelle in eine ebene Welle um, trifft auf die hintere Polarisationstorsionsplatte, wandelt die horizontale Polarisationswelle in eine vertikale lineare Polarisationswelle um und überträgt sie vom vorderen Polarisationsgitter in den freien Raum. Kurz gesagt, obwohl der von der invertierten Kartenzufuhr emittierte Strahl auch zweimal reflektiert wird, unterscheidet er sich vom gewöhnlichen Cassegrain Antenne. In der Mitte findet ein Polarisationstorsionsprozess statt. Das Polarisationsgitter vor dem Antenne blockiert nur die horizontal polarisierte elektromagnetische Welle und hat wenig Einfluss auf die vertikal linear polarisierte Welle. Um Bodenstörungen zu bekämpfen, können luftgestützte Radargeräte Antennes sind meist vertikal linear polarisiert Antennes. Es realisiert die Strahlabtastung durch die richtige Drehung der Polarisationstorsionsplatte. Daher ist die invertierte Karte Antenne löst das Problem der Abschirmung des Subreflektors und kann das Speise- und Polarisationsgitter leicht versetzen, wodurch das Profil des Gesamtbildes weiter reduziert wird. AntenneAufgrund seiner einzigartigen Vorteile ist die invertierte Karte Antenne ist bei Maschinen der zweiten Generation sehr beliebt.
Funktionsprinzip der invertierten Karte Antenne: Das Polarisationsgitter befindet sich an der vorderen Querstrebe. Die polarisierte Torsionsplatte ist um 45 Grad geneigt an der Rückseite angeordnet
Das grundlegende Funktionsprinzip der oben genannten Antennes basiert auf der Form des Reflektors, der nichts anderes als ein Einzelreflektor oder ein Doppelreflektor ist, sowie auf Polarisationstorsion und anderen Details. Durch Steuern des Abstands zwischen dem Horn und der Hauptoberfläche, Anpassen der Strahlungsverjüngung usw. ist es einfach, eine hohe Verstärkung und einen geringen Nebenlappen zu erzielen. Eine zufriedenstellende Leistung kann auch im Frühstadium erreicht werden. Trotzdem, obwohl die Verarbeitungsanforderungen der Antenne Die in Form eines Reflektors arbeitenden Radare sind nicht hoch (das X-Band ist gut, und die Schwierigkeit steigt im höheren Frequenzband stark an), die Kosten sind akzeptabel. Mit der Verbesserung der Leistung von Bordradaren werden jedoch neue Anforderungen an die Antenne, wie z. B. größerer Scanwinkel, niedrigere Nebenkeule und geformter Strahl. Die inhärenten Mängel der invertierten Karte Antenne Dazu gehört, dass es immer Energieverluste geben wird (die die Effizienz der Blende verringern und die Verstärkung verlieren), die Strahlverzerrung während des Scannens ist ebenfalls schwerwiegend (die Verstärkung des Hauptkeulens nimmt ab, der Hauptstrahl wird breiter und der Nebenkeulen steigt an), und es gibt immer das Problem der großen Antenne Gewicht. Daher denken wir alle, dass die drei Generationen von Flugzeugen, die die Luftkontrolle übernehmen wollen: mig29 und Su 27 verwendeten umgekehrte Cassegrain Antennes in den Anfangstagen, was etwas schäbig ist.
Wir wissen, dass Paraboloide die Anforderungen an hohe Verstärkung, schmalen Strahl und geringe Nebenkeulen von Bordradar erfüllen. Antenne wurde früher wegen seiner einfachen Struktur verwendet. Es gibt auch eine etwas komplexere Antenne mit besserer Leistung, d. h. Planar Array AntennePlanares Array Antenne ist ein typisches Array AntenneVon Dutzenden bis zu Hunderten, ja sogar Tausenden von kleinen Einheiten Antennes sind gleichmäßig auf der Array-Oberfläche nach bestimmten Regeln und Abständen angeordnet. Eine einzelne Einheit Antenne kann einen breiten Strahl und eine geringe Verstärkung haben, aber auf viele Einheit angewiesen Antennes auf der Antenne Array und arbeiten zusammen, kann es eine hohe Verstärkung, einen schmalen Strahl und sogar ultra-niedrige Nebenkeulen erreichen (es kann sogar zu einem planaren Phased-Array in der späteren Phase aufgerüstet werden). Aufgrund seiner hervorragenden Leistung ist das planare Array Antenne schnell austauschbarer Reflektor Antenne und wurde zum Mainstream verschiedener Bordradarsysteme der dritten Generation, der dritten Generation modifizierter und der vierten Generation. Gegenwärtig liegt das fortschrittliche Bordradar - Phased-Array-Radar - fast in Form eines Planarrays vor Antenne.
Gemeinsames planares Array AntenneDazu gehören Wellenleiter (Flachplatte) Schlitz-Array, offenes Wellenleiter-Array, Dipol-Array, Vivaldi Antenne Array, Mikrostreifen-Patch Antenne Arrays und so weiter.
Das Wellenleiter-Schlitzarray ist eine gängige Mikrowellenübertragungsstruktur. Die Wellenleiteroberfläche ist geschlitzt (gerillt), so dass der kleine Schlitz zu einem Antenne elektromagnetische Wellen auszustrahlen. Es hat den Vorteil, dass es mit der Zuführstruktur übereinstimmt und eine hohe Leistungskapazität hat. Der Schlitz eines luftgetragenen Wellenleiters sieht aus, als ob er auf einer flachen Platte geöffnet wäre, daher wird er manchmal als Schlitzarray für flache Platten bezeichnet.
Ebenso gibt es ein offenes Wellenleiter-Array Antenne. Der offene Wellenleiter verwendet ebenfalls die Wellenleiterstruktur, ist jedoch nicht geschlitzt, sondern verwendet direkt die Wellenleiteranschlussoberfläche, um elektromagnetische Wellen auszustrahlen. Da das Profil dieser offenen Wellenleiterform etwas größer und das Gewicht zu hoch ist, wird sie häufiger bei landgestützten oder Schiffsradaren verwendet, und diese Form wird selten bei Bordradaren verwendet.
Die obige Struktur mit Wellenleitern für die Zufuhr und Strahlung ist förderlich für Antenne Matching. Große Leistungskapazität ist sein bemerkenswerter Vorteil. Allerdings ist die Antenne Die Bandbreite ist oft begrenzt und das Gewicht lässt sich nur schwer kontrollieren. Daher werden nach und nach viele neue Designs in luftgestützten Radarsystemen eingesetzt.
Tatsächlich verwendeten Ingenieure in der Spätphase des Kalten Krieges Phased-Array-Radare, um eine schnellere Scangeschwindigkeit und eine leistungsfähigere Leistung des Bordradars zu erreichen (wie beispielsweise gleichzeitige Suche und Verfolgung, Feuerleitführung und Bodenerkennung). Antenne für das Bordradar, das noch immer als fortschrittliche Technologie gilt. Das Aufkommen von Phased-Array- Antenne unterscheidet sich nicht wesentlich von dem eines gewöhnlichen planaren Arrays Antenne. Es kann sogar einfach als Modifizierung der Feed-Struktur auf der Grundlage einer gewöhnlichen maschinengescannten planaren Anordnung verstanden werden. Antenne (natürlich werden sich der Back-End-Sender/Empfänger und der Signalverarbeitungsalgorithmus stark ändern). Ein passives Phased-Array Antenne (PESA) kann durch Hinzufügen eines Phasenschiebers am hinteren Ende des Antenne Einheit. Wenn Sie keine TR-Komponente zum Phasenschieber hinzufügen möchten, können Sie ein aktives Phased-Array erhalten Antenne (AESA). Für Antenne Ingenieure, die gleichen Antenne Array kann als AESA oder PESA verwendet werden. Daher für planare Arrays Antenne, es hat großes Potenzial, in Phased Array ausgebaut zu werden Antenne.
Für das auf AESA aufgerüstete Radar Antenne, es hat eine höhere Sendeleistung, eine größere Erfassungsreichweite, eine empfindlichere Strahlabtastung und eine leistungsfähigere Strahlformungsfunktion. Es ist auch einfacher, einen durchschnittlichen Nebenkeulenwert von -50 und -60 dB zu erreichen.
Der vordere hervorstehende Teil kann leicht mit dem TR-Bauteil verwechselt werden. Genau genommen ist es eigentlich das Antenne Oberfläche. Die TR-Komponente wird an der Rückseite des Antenne (obwohl die TR-Komponente im Allgemeinen zu einer Komponente mit der Antenne, hier wird noch unterschieden)
Das in der neuen Böe eingesetzte rbe2 AESA-Radar (siehe Abbildung unten) verwendet Vivaldi Antenne Array. Die Charakteristik dieses Antenne Einheit ist, dass die Bandbreite sehr groß ist, so dass die Bandbreite der gesamten Antenne Array kann erweitert werden.
Natürlich gibt es auch einige spezielle. Zum Beispiel das folgende apy9-Radar, das von E2d-Frühwarnflugzeugen mit Yagi verwendet wird Antenne als Einheit. Verglichen mit der elektromagnetischen Wellenlänge des UHF-Bandes ist seine Antenne Die Größe ist sehr begrenzt. Um einen idealeren schmalen Strahl und eine hohe Verstärkung zu erhalten, Antenne Einheitsstrahl muss verengt werden. Daher Yagi Antenne ist eine ideale Wahl geworden. Die Yagi-Gi ... Antenne als Einheit kann die Verstärkung des Arrays deutlich verbessern. Aber die Dinge sind immer relativ. Der schmale Einheitsstrahl von Yagi Antenne begrenzt die Weitwinkel-Abtastfähigkeit des Arrays erheblich. Wenn die Antenne Der Scanwinkel weicht stark vom Normalwert ab, die Abnahme der Verstärkung und die Wellenformverzerrung sind sehr deutlich. Daher verwendet apy9 eine Kombination aus elektromechanischem Scannen, um diesen Mangel auszugleichen.
Erst die Entwicklung der Phased-Array-Technologie macht die luftgestützte Antenne eine neue Etappe betreten.
Die Entwicklung von Antenne ist ein Inbegriff der gesamten technischen Entwicklung des Radars. Obwohl wir die Radarleistung nicht anhand des Aussehens des Antenne und messen die Gesamtleistung des Radars, achten wir oft auf die Koordination und das Gleichgewicht zwischen den Systemen in der Technik. Wenn die Gesamtleistung eines Radarsystems verbessert wird, Antenne kann nicht schlimmer sein. In Zukunft werden Ingenieure weiterhin Probleme wie das Scannen großer Winkel von Phased-Array- Antenne (In dieser Phase wird der Scanbereich um ±60 Grad erweitert), UWB, gemeinsame Apertur, konform usw., um die Entwicklung luftgestützter Radarsysteme voranzutreiben.
Dieser Artikel stammt aus dem „Netzwerk“. Bitte kontaktieren Sie uns, um es zu löschen, wenn Sie Probleme mit Verstößen habenUnterstützen Sie den Schutz geistiger Eigentumsrechte. Bitte geben Sie für den Nachdruck die Originalquelle und den Autor an.
Copyright © Shenzhen Kinghelm Electronics Co., Ltd. Alle Rechte vorbehaltenYue ICP Bei Nr. 17113853
