Thread by @Se8QJ38ZjpVtv66

Aesa radar basics

Στο gif της παρακάτω εικόνας μπορούμε να δούμε εκτροπή της κύριας δέσμης radar διάταξης φάσης, κατά γωνία θ.

Το gif αναφέρεται σε διάταξη pesa αλλά ο μηχανισμός εκπομπής μοναδικής δέσμης για διάταξη aesa είναι κοινός (1)

Είναι εμφανές από το αρχικό gif πώς η διέγερση των στοιχείων ακτινοβολίας πραγματοποιείται διαδοχικά, με τα στοιχεία εκπομπής στο κάτω μέρος της εικόνας να προηγούνται χρονικά των ανωτέρω στοιχείων.
Είναι ταυτόχρονα εμφανές πως σχηματίζεται το μέτωπο κύματος (2)

Για εκτροπή της δέσμης κατά γωνία θ από την κάθετο στην κεραία η φάση διέγερσης των στοιχείων διαδοχικά από κάτω προς τα πάνω πρέπει να προηγηθεί της επόμενης κατά διαφορά φάσης Δφ που μαθηματικά ισούται με Δφ=2π(dsinθ/λ). (3)

Όπου d είναι η απόσταση μεταξύ των στοιχείων και λ η απόσταση ενός μήκους κύματος.

Όπως είναι εμφανές αυξάνοντας την γωνία εκτροπής θ από την κάθετο στην κεραία η πλευρά του τριγώνου που καταδεικνύει από τα βέλη στο παρακάτω σχήμα μειώνεται αντιστοίχως (4)

Η πλευρά αντιστοιχεί στο αποτελεσματικό διάφραγμα του ραντάρ.
Επίσης είναι εμφανές πως η αύξηση της γωνίας θ οδηγεί σε μειωμένη προβαλλόμενη επιφάνεια της διάταξης στο αποτελεσματικό διάφραγμα (5)

Στην ανωτέρω εικόνα πχ που η γωνία θ είναι περί των 30° το τελευταίο κάτω στοιχείο λήψης εκπομπής είναι εκτός της προβαλλόμενης επιφάνειας της διάταξης στο αποτελεσματικό διάφραγμα (6)

Είναι εμφανές ότι για μεγάλη αύξηση της γωνίας θ μεγάλο ποσοστό της διάταξης της κεραίας τίθεται εκτός

Επιπρόσθετα η μείωση της επιφάνειας (στοιχείων) λήψης σε σχέση με αυτή της επιφάνειας εκπομπής συνεπάγεται και πτώση της απολαβής της κεραίας (gain)

Η μείωση του (7)

αποτελεσματικού διαφράγματος, της προβαλλόμενης επιφάνειας της διάταξης, αλλά και της απολαβής της κεραίας είναι ανάλογες του συνημιτονου θ (θ γωνία εκτροπής).

Και όπως γνωρίζουμε η συνημιτονοειδής καμπύλη είναι της παρακάτω μορφής(8)

Είναι η εξήγηση γιατί το μέγιστο χρησιμοποιήσιμο FoR μιας διάταξης aesa περιορίζεται γενικά στις +-60° περίπου. Καθώς πέρα των 60° η υπονόμευση των επιδόσεων είναι δραματική.

Απλοί μηχανισμοί υπέρβασης αυτών των ορίων της φυσικής αποτελούν οι μηχανισμοί κύλισης ή (9)

επανατοποθέτησης της κεραίας aesa όπως γνωρίζουμε από τις διατάξεις ραντάρ του gripen NG ή του Eurofighter ενδεικτικά.

Σε σχέση όμως με σταθερές διατάξεις, όπως αυτές των πλοίων, οι μόνες δυνατότητες αντιστάθμισης των κανόνων της φυσικής είναι

α)Οι αλληλοκαλυπτόμενοι τομείς(10)

από διαδοχικές κεραίες. Για αυτό κ συνήθης πρακτική είναι αυτή των τετραπλών στατικών διατάξεων όπου το FoR της κάθε κεραίας περιορίζεται στις - +45°
β)Η αύξηση των στοιχείων δηλαδή η αύξηση της ισχύος εκπομπής για περισσότερη ενέργεια στον χρόνο επί του σημείου ενδιαφέροντος(11)

Για αυτόν ακριβώς τον λόγο όταν υπάρχει διαφορά του λόγου πλάτους/ύψους μιας κεραίας aesa πέραν της μονάδος ή κεραία έχει διαφοροποίηση και στην αποτελεσματικότητα εκτροπής της δέσμης κατά ανύψωση ή αζιμούθιο.

Μία "πλατιά" κεραία με περισσότερα trms στο οριζόντιο επίπεδο (12)

είναι βελτιστοποιήμενη για έρευνα/εκτροπή δέσμης στο οριζόντιο επίπεδο ενώ αντίστοιχα μια "ψηλή" κεραία για έρευνα/εκτροπή δέσμης στο κατακόρυφο (end)

@threadreaderapp unroll