Susunan antena bertahap multi-baris HF. Afu untuk tujuan khusus. Menerima antena array bertahap aktif
Artikel untuk terjemahan diusulkan oleh alessandro893. Materi diambil dari situs referensi yang luas, yang menjelaskan, khususnya, prinsip pengoperasian dan desain radar.
Antena adalah perangkat listrik yang mengubah listrik menjadi gelombang radio dan sebaliknya. Antena tidak hanya digunakan pada radar, tetapi juga pada jammer, sistem peringatan radiasi, dan sistem komunikasi. Selama transmisi, antena memusatkan energi pemancar radar dan membentuk sinar yang diarahkan ke arah yang diinginkan. Saat menerima, antena mengumpulkan energi radar kembali yang terkandung dalam sinyal yang dipantulkan dan mengirimkannya ke penerima. Antena sering kali bervariasi dalam bentuk pancaran dan efisiensinya.
Kiri – antena isotropik, kanan – terarah
Antena dipol
Antena dipol, atau dipol, adalah kelas antena yang paling sederhana dan populer. Terdiri dari dua konduktor, kawat atau batang yang identik, biasanya dengan simetri bilateral. Untuk perangkat pemancar, arus disuplai ke sana, dan untuk perangkat penerima, sinyal diterima antara dua bagian antena. Kedua sisi pengumpan pada pemancar atau penerima dihubungkan ke salah satu konduktor. Dipol adalah antena yang beresonansi, yaitu elemennya berfungsi sebagai resonator di mana gelombang berdiri berpindah dari satu ujung ke ujung lainnya. Jadi panjang elemen dipol ditentukan oleh panjang gelombang radio.
Skema radiasi
Dipol adalah antena segala arah. Oleh karena itu, mereka sering digunakan dalam sistem komunikasi.
Antena berupa vibrator asimetris (monopole)
Antena asimetris adalah setengah dari antena dipol, dan dipasang tegak lurus terhadap permukaan penghantar, sebagai elemen pemantul horizontal. Pengarahan antena monopole adalah dua kali lipat antena dipol panjang ganda karena tidak ada radiasi di bawah elemen reflektif horizontal. Dalam hal ini, efisiensi antena tersebut dua kali lebih tinggi, dan mampu mentransmisikan gelombang lebih jauh dengan menggunakan daya transmisi yang sama.
Skema radiasi
Antena saluran gelombang, antena Yagi-Uda, antena Yagi
Skema radiasi
Antena sudut
Jenis antena yang sering digunakan pada pemancar VHF dan UHF. Ini terdiri dari iradiator (ini bisa berupa dipol atau susunan Yagi) yang dipasang di depan dua layar reflektif datar persegi panjang yang dihubungkan pada sudut, biasanya 90°. Lembaran logam atau kisi-kisi (untuk radar frekuensi rendah) dapat berfungsi sebagai reflektor, mengurangi berat dan meningkatkan hambatan angin. Antena sudut memiliki jangkauan yang luas, dan penguatannya sekitar 10-15 dB.
Skema radiasi
Antena log-periodik vibrator (periodik logaritmik), atau susunan vibrator simetris log-periodik
Antena log-periodik (LPA) terdiri dari beberapa pemancar dipol setengah gelombang yang panjangnya bertambah secara bertahap. Masing-masing terdiri dari sepasang batang logam. Dipol-dipol tersebut dipasang rapat, satu di belakang yang lain, dan dihubungkan ke pengumpan secara paralel, dengan fasa yang berlawanan. Antena ini bentuknya mirip dengan antena Yagi, namun cara kerjanya berbeda. Menambahkan elemen ke antena Yagi akan meningkatkan directivity (penguatan), dan menambahkan elemen ke LPA akan meningkatkan bandwidthnya. Keuntungan utamanya dibandingkan antena lain adalah rentang frekuensi operasinya yang sangat luas. Panjang elemen antena berhubungan satu sama lain menurut hukum logaritmik. Panjang unsur terpanjang adalah 1/2 panjang gelombang frekuensi terendah, dan terpendek adalah 1/2 panjang gelombang frekuensi tertinggi.
Skema radiasi
Antena heliks
Antena heliks terdiri dari konduktor yang dipilin menjadi spiral. Biasanya dipasang di atas elemen reflektif horizontal. Pengumpan terhubung ke bagian bawah spiral dan bidang horizontal. Mereka dapat beroperasi dalam dua mode - normal dan aksial.
Mode normal (melintang): Dimensi heliks (diameter dan kemiringan) kecil dibandingkan dengan panjang gelombang frekuensi yang ditransmisikan. Antena beroperasi dengan cara yang sama seperti dipol korsleting atau monopol, dengan pola radiasi yang sama. Radiasinya terpolarisasi linier sejajar dengan sumbu spiral. Mode ini digunakan pada antena ringkas untuk radio portabel dan seluler.
Mode aksial: dimensi spiral sebanding dengan panjang gelombang. Antena bekerja sebagai antena terarah, mentransmisikan sinar dari ujung spiral sepanjang porosnya. Memancarkan gelombang radio dengan polarisasi melingkar. Sering digunakan untuk komunikasi satelit.
Skema radiasi
Antena belah ketupat
Antena berlian adalah antena pengarah pita lebar yang terdiri dari satu hingga tiga kabel paralel yang dipasang di atas tanah dalam bentuk berlian, ditopang di setiap titik oleh menara atau tiang tempat kabel dipasang menggunakan isolator. Keempat sisi antena memiliki panjang yang sama, biasanya setidaknya memiliki panjang gelombang yang sama, atau lebih panjang. Sering digunakan untuk komunikasi dan operasi dalam rentang gelombang dekameter.
Skema radiasi
Susunan antena dua dimensi
Susunan dipol multi elemen yang digunakan pada pita HF (1,6 - 30 MHz), terdiri dari baris dan kolom dipol. Jumlah baris bisa 1, 2, 3, 4 atau 6. Jumlah kolom bisa 2 atau 4. Dipol terpolarisasi secara horizontal dan layar reflektif ditempatkan di belakang susunan dipol untuk menghasilkan sinar yang diperkuat. Jumlah kolom dipol menentukan lebar berkas azimut. Untuk 2 kolom lebar pola radiasinya sekitar 50°, untuk 4 kolom adalah 30°. Sinar utama dapat dimiringkan 15° atau 30° untuk cakupan maksimum 90°.
Jumlah baris dan tinggi elemen terendah di atas permukaan tanah menentukan sudut elevasi dan luas area yang dilayani. Susunan dua baris mempunyai sudut 20°, dan susunan empat baris mempunyai sudut 10°. Radiasi dari susunan dua dimensi biasanya mendekati ionosfer dengan sedikit miring, dan karena frekuensinya yang rendah, sering kali dipantulkan kembali ke permukaan bumi. Karena radiasi dapat dipantulkan berkali-kali antara ionosfer dan tanah, aksi antena tidak terbatas pada cakrawala. Oleh karena itu, antena seperti ini sering digunakan untuk komunikasi jarak jauh.
Skema radiasi
Antena tanduk
Antena tanduk terdiri dari pandu gelombang logam berbentuk tanduk yang mengembang yang mengumpulkan gelombang radio menjadi berkas. Antena horn memiliki rentang frekuensi operasi yang sangat luas; antena ini dapat beroperasi dengan celah 20 kali lipat - misalnya, dari 1 hingga 20 GHz. Gainnya bervariasi dari 10 hingga 25 dB, dan sering digunakan sebagai feed untuk antena yang lebih besar.
Skema radiasi
Antena parabola
Salah satu antena radar yang paling populer adalah reflektor parabola. Umpan terletak pada fokus parabola, dan energi radar diarahkan ke permukaan reflektor. Paling sering, antena tanduk digunakan sebagai umpan, tetapi antena dipol dan heliks dapat digunakan.
Karena sumber titik energi berada pada fokus, maka diubah menjadi muka gelombang dengan fase konstan, sehingga parabola sangat cocok untuk digunakan dalam radar. Dengan mengubah ukuran dan bentuk permukaan reflektif, sinar dan pola radiasi berbagai bentuk dapat diciptakan. Pengarahan antena parabola jauh lebih baik dibandingkan antena Yagi atau dipol; penguatannya bisa mencapai 30-35 dB. Kelemahan utama mereka adalah ketidakmampuan mereka menangani frekuensi rendah karena ukurannya. Hal lainnya adalah iradiator dapat memblokir sebagian sinyal.
Skema radiasi
Antena Cassegrain
Antena Cassegrain sangat mirip dengan antena parabola konvensional, namun menggunakan sistem dua reflektor untuk membuat dan memfokuskan pancaran radar. Reflektor utama berbentuk parabola, dan reflektor bantu berbentuk hiperbolik. Iradiator terletak di salah satu dari dua fokus hiperbola. Energi radar dari pemancar dipantulkan dari reflektor tambahan ke reflektor utama dan terfokus. Energi yang kembali dari target dikumpulkan oleh reflektor utama dan dipantulkan dalam bentuk berkas yang berkumpul pada satu titik ke titik bantu. Kemudian dipantulkan oleh reflektor tambahan dan dikumpulkan pada titik dimana iradiator berada. Semakin besar reflektor tambahan, semakin dekat jaraknya dengan reflektor utama. Desain ini mengurangi dimensi aksial radar, namun meningkatkan bayangan aperture. Sebaliknya, reflektor tambahan kecil mengurangi bayangan bukaan, tetapi harus ditempatkan jauh dari reflektor utama. Keuntungan dibandingkan antena parabola: kekompakan (meskipun terdapat reflektor kedua, jarak total antara kedua reflektor lebih kecil dari jarak dari umpan ke reflektor antena parabola), pengurangan kerugian (penerima dapat ditempatkan dekat ke pemancar klakson), mengurangi interferensi lobus samping untuk radar darat. Kerugian utama: pancaran terhalang lebih kuat (ukuran reflektor tambahan dan umpan lebih besar dari ukuran umpan antena parabola konvensional), tidak bekerja dengan baik dengan rentang gelombang yang luas.
Skema radiasi
Antena Gregory
Di sebelah kiri adalah antena Gregory, di sebelah kanan adalah antena Cassegrain
Antena parabola Gregory sangat mirip strukturnya dengan antena Cassegrain. Bedanya, reflektor bantu berbentuk melengkung ke arah berlawanan. Desain Gregory dapat menggunakan reflektor sekunder yang lebih kecil dibandingkan antena Cassegrain, sehingga lebih sedikit berkas yang diblokir.
Antena offset (asimetris).
Seperti namanya, emitor dan reflektor tambahan (jika antena Gregory) dari antena offset diimbangi dari pusat reflektor utama agar tidak menghalangi pancaran sinar. Desain ini sering digunakan pada antena parabola dan Gregory untuk meningkatkan efisiensi.
Antena Cassegrain dengan pelat fase datar
Desain lain yang dirancang untuk mengatasi pemblokiran sinar oleh reflektor tambahan adalah antena Cassegrain pelat datar. Ia bekerja dengan mempertimbangkan polarisasi gelombang. Gelombang elektromagnetik mempunyai 2 komponen yaitu magnet dan listrik yang selalu tegak lurus satu sama lain dan arah geraknya. Polarisasi gelombang ditentukan oleh orientasi medan listrik, dapat linier (vertikal/horizontal) atau melingkar (melingkar atau elips, memutar searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam). Hal yang menarik dari polarisasi adalah adanya polarizer, atau proses penyaringan gelombang sehingga hanya menyisakan gelombang yang terpolarisasi pada satu arah atau bidang. Biasanya, polarizer terbuat dari bahan dengan susunan atom paralel, atau dapat berupa kisi-kisi kabel paralel, yang jaraknya lebih kecil dari panjang gelombang. Seringkali diasumsikan bahwa jaraknya kira-kira setengah panjang gelombang.
Kesalahpahaman yang umum adalah bahwa gelombang elektromagnetik dan polarizer bekerja dengan cara yang mirip dengan kabel berosilasi dan pagar papan - yaitu, misalnya, gelombang terpolarisasi horizontal harus diblokir oleh layar dengan celah vertikal.
Faktanya, gelombang elektromagnetik berperilaku berbeda dari gelombang mekanik. Kisi-kisi kabel horizontal paralel sepenuhnya memblokir dan memantulkan gelombang radio yang terpolarisasi secara horizontal dan mentransmisikan gelombang radio yang terpolarisasi secara vertikal - dan sebaliknya. Alasannya adalah: ketika medan listrik, atau gelombang, sejajar dengan kawat, ia akan mengeksitasi elektron di sepanjang kawat, dan karena panjang kawat berkali-kali lipat lebih besar dari ketebalannya, elektron dapat dengan mudah bergerak dan menyerap sebagian besar energi gelombang. Pergerakan elektron akan menimbulkan munculnya arus, dan arus tersebut akan menimbulkan gelombang tersendiri. Gelombang ini akan menghilangkan gelombang transmisi dan berperilaku seperti gelombang pantulan. Sebaliknya, jika medan listrik gelombang tegak lurus terhadap kawat, maka elektron akan tereksitasi pada lebar kawat. Karena elektron tidak dapat bergerak aktif dengan cara ini, sangat sedikit energi yang akan dipantulkan.
Penting untuk dicatat bahwa meskipun dalam sebagian besar ilustrasi gelombang radio hanya memiliki 1 medan magnet dan 1 medan listrik, ini tidak berarti gelombang tersebut berosilasi secara ketat pada bidang yang sama. Faktanya, dapat dibayangkan bahwa medan listrik dan magnet terdiri dari beberapa subbidang yang dijumlahkan secara vektor. Misalnya, untuk gelombang terpolarisasi vertikal dari dua subbidang, hasil penjumlahan vektornya adalah vertikal. Ketika dua subbidang berada dalam fase, medan listrik yang dihasilkan akan selalu diam pada bidang yang sama. Namun jika salah satu subbidang lebih lambat dari yang lain, maka bidang yang dihasilkan akan mulai berputar searah dengan arah pergerakan gelombang (hal ini sering disebut polarisasi elips). Jika satu subbidang lebih lambat dari yang lain dengan tepat seperempat panjang gelombang (fasanya berbeda 90 derajat), maka kita mendapatkan polarisasi sirkular:
Untuk mengubah polarisasi linier suatu gelombang menjadi polarisasi melingkar dan sebaliknya, salah satu subbidang perlu diperlambat relatif terhadap subbidang lainnya tepat seperempat panjang gelombang. Untuk ini, kisi (pelat fase seperempat gelombang) yang terbuat dari kabel paralel dengan jarak antara 1/4 panjang gelombang, terletak pada sudut 45 derajat terhadap horizontal, paling sering digunakan.
Untuk gelombang yang melewati perangkat, polarisasi linier berubah menjadi lingkaran, dan lingkaran menjadi linier.
Antena Cassegrain dengan pelat fase datar yang beroperasi berdasarkan prinsip ini terdiri dari dua reflektor dengan ukuran yang sama. Alat bantu hanya memantulkan gelombang terpolarisasi horizontal dan mentransmisikan gelombang terpolarisasi vertikal. Yang utama mencerminkan semua gelombang. Pelat reflektor tambahan terletak di depan pelat utama. Terdiri dari dua bagian - pelat dengan celah yang membentuk sudut 45°, dan pelat dengan celah horizontal kurang dari 1/4 panjang gelombang.
Katakanlah umpan mentransmisikan gelombang dengan polarisasi melingkar berlawanan arah jarum jam. Gelombang melewati pelat seperempat gelombang dan menjadi gelombang terpolarisasi horizontal. Hal ini tercermin dari kabel horizontal. Ia melewati pelat seperempat gelombang lagi, di sisi lain, dan untuk itu kabel pelat sudah berorientasi pada bayangan cermin, yaitu seolah-olah diputar 90°. Perubahan polarisasi sebelumnya dibalik, sehingga gelombang kembali terpolarisasi secara sirkular berlawanan arah jarum jam dan berjalan kembali ke reflektor utama. Reflektor mengubah polarisasi dari berlawanan arah jarum jam menjadi searah jarum jam. Ia melewati celah horizontal reflektor bantu tanpa hambatan dan keluar ke arah target, terpolarisasi secara vertikal. Dalam mode penerimaan, yang terjadi sebaliknya.
Antena slot
Meskipun antena yang dijelaskan memiliki penguatan yang cukup tinggi dibandingkan dengan ukuran aperture, semuanya memiliki kelemahan yang sama: kerentanan lobus samping yang tinggi (kerentanan terhadap pantulan gangguan dari permukaan bumi dan sensitivitas terhadap target dengan area hamburan efektif yang rendah), penurunan efisiensi karena pemblokiran sinar (radar kecil, yang dapat digunakan di pesawat terbang, memiliki masalah pemblokiran; radar besar, yang masalah pemblokirannya lebih sedikit, tidak dapat digunakan di udara). Hasilnya, desain antena baru ditemukan - antena slot. Itu dibuat dalam bentuk permukaan logam, biasanya datar, di mana lubang atau celah dipotong. Ketika disinari pada frekuensi yang diinginkan, gelombang elektromagnetik dipancarkan dari setiap slot - yaitu, slot tersebut bertindak sebagai antena individual dan membentuk susunan. Karena pancaran sinar yang datang dari masing-masing celah lemah, lobus sampingnya juga sangat kecil. Antena slot dicirikan oleh penguatan tinggi, lobus samping kecil, dan bobot rendah. Mereka mungkin tidak memiliki bagian yang menonjol, yang dalam beberapa kasus merupakan keuntungan penting mereka (misalnya, ketika dipasang di pesawat terbang).
Skema radiasi
Antena array bertahap pasif (PFAR)
Radar dengan MIG-31
Sejak awal pengembangan radar, pengembang dihadapkan pada satu masalah: keseimbangan antara akurasi, jangkauan, dan waktu pemindaian radar. Hal ini muncul karena radar dengan lebar pancaran yang lebih sempit meningkatkan akurasi (peningkatan resolusi) dan jangkauan pada daya yang sama (konsentrasi daya). Namun semakin kecil lebar pancarannya, semakin lama radar memindai seluruh bidang pandang. Selain itu, radar dengan gain tinggi memerlukan antena yang lebih besar, sehingga tidak nyaman untuk pemindaian cepat. Untuk mencapai akurasi praktis pada frekuensi rendah, radar memerlukan antena yang sangat besar sehingga sulit diputar secara mekanis. Untuk mengatasi masalah ini, antena array bertahap pasif telah dibuat. Hal ini tidak bergantung pada mekanika, tetapi pada interferensi gelombang untuk mengendalikan pancaran sinar. Jika dua atau lebih gelombang yang sejenis berosilasi dan bertemu pada satu titik di ruang angkasa, amplitudo total gelombang akan bertambah sama seperti jumlah gelombang di air. Tergantung pada fase gelombang ini, interferensi dapat memperkuat atau melemahkan gelombang tersebut.
Sinar dapat dibentuk dan dikontrol secara elektronik dengan mengontrol perbedaan fasa sekelompok elemen transmisi - sehingga mengontrol di mana interferensi amplifikasi atau atenuasi terjadi. Oleh karena itu, radar pesawat harus memiliki setidaknya dua elemen pemancar untuk mengontrol pancaran sinar dari sisi ke sisi.
Biasanya, radar dengan PFAR terdiri dari 1 umpan, satu penguat kebisingan rendah, satu distributor daya, 1000-2000 elemen transmisi dan jumlah pemindah fasa yang sama.
Elemen pemancar dapat berupa antena isotropik atau terarah. Beberapa jenis elemen transmisi yang khas:
Pada pesawat tempur generasi pertama, antena patch (antena strip) paling sering digunakan karena paling mudah dikembangkan.
Array fase aktif modern menggunakan pemancar alur karena kemampuan pita lebar dan peningkatan penguatannya:
Terlepas dari jenis antena yang digunakan, peningkatan jumlah elemen radiasi akan meningkatkan karakteristik directivity radar.
Seperti yang kita ketahui, untuk frekuensi radar yang sama, peningkatan aperture menyebabkan penurunan lebar pancaran, sehingga meningkatkan jangkauan dan akurasi. Namun untuk array bertahap, tidak ada gunanya menambah jarak antara elemen pemancar dalam upaya meningkatkan aperture dan mengurangi biaya radar. Karena jika jarak antar elemen lebih besar dari frekuensi operasi, lobus samping dapat muncul, sehingga menurunkan kinerja radar secara signifikan.
Bagian terpenting dan mahal dari PFAR adalah pemindah fasa. Tanpa mereka, mustahil untuk mengontrol fase sinyal dan arah pancaran.
Tipenya berbeda-beda, namun secara umum dapat dibagi menjadi empat tipe.
Pemindah fase dengan waktu tunda
Jenis pemindah fasa yang paling sederhana. Diperlukan waktu agar sinyal dapat merambat melalui saluran transmisi. Penundaan ini, sama dengan pergeseran fasa sinyal, bergantung pada panjang saluran transmisi, frekuensi sinyal, dan kecepatan fasa sinyal dalam material transmisi. Dengan mengalihkan sinyal antara dua atau lebih saluran transmisi dengan panjang tertentu, pergeseran fasa dapat dikontrol. Elemen switching adalah relay mekanis, dioda pin, transistor efek medan atau sistem mikroelektromekanis. Dioda pin sering digunakan karena kecepatannya yang tinggi, rugi-rugi yang rendah, dan rangkaian bias sederhana yang memberikan perubahan resistansi dari 10 kΩ menjadi 1 Ω.
Delay, detik = pergeseran fasa ° / (360*frekuensi, Hz)
Kerugiannya adalah kesalahan fasa meningkat seiring bertambahnya frekuensi dan bertambah besar seiring menurunnya frekuensi. Selain itu, perubahan fasa bervariasi menurut frekuensi, sehingga tidak berlaku untuk frekuensi sangat rendah dan tinggi.
Pengalih fase reflektif/kuadrat
Biasanya ini adalah perangkat kopling kuadratur yang membagi sinyal input menjadi dua sinyal yang berbeda fase 90°, yang kemudian dipantulkan. Mereka kemudian digabungkan secara fase pada output. Rangkaian ini berfungsi karena pantulan sinyal dari saluran konduktif dapat keluar fasa terhadap sinyal datang. Pergeseran fasa bervariasi dari 0° (rangkaian terbuka, kapasitansi varaktor nol) hingga -180° (hubungan pendek, kapasitansi varaktor tak terbatas). Pemindah fase tersebut memiliki jangkauan operasi yang luas. Namun keterbatasan fisik varaktor membuat dalam praktiknya pergeseran fasa hanya dapat mencapai 160°. Namun untuk pergeseran yang lebih besar, dimungkinkan untuk menggabungkan beberapa rantai tersebut.
Modulator IQ vektor
Sama seperti pengalih fasa refleks, di sini sinyal dibagi menjadi dua keluaran dengan pergeseran fasa 90 derajat. Fase masukan yang tidak bias disebut saluran I, dan kuadratur dengan offset 90 derajat disebut saluran Q. Setiap sinyal kemudian dilewatkan melalui modulator bifasik yang mampu menggeser fase sinyal. Setiap sinyal digeser fasanya sebesar 0° atau 180°, sehingga memungkinkan setiap pasangan vektor kuadratur untuk dipilih. Kedua sinyal tersebut kemudian digabungkan kembali. Karena redaman kedua sinyal dapat dikontrol, tidak hanya fase tetapi juga amplitudo sinyal keluaran yang dikontrol.
Pengalih fase pada filter lolos tinggi/rendah
Itu diproduksi untuk memecahkan masalah pemindah fase penundaan waktu yang tidak dapat beroperasi pada rentang frekuensi yang besar. Ia bekerja dengan mengalihkan jalur sinyal antara filter high-pass dan low-pass. Mirip dengan pemindah fase waktu tunda, tetapi menggunakan filter sebagai pengganti saluran transmisi. Filter high-pass terdiri dari serangkaian induktor dan kapasitor yang memberikan kemajuan fasa. Pemindah fasa seperti itu memberikan pergeseran fasa yang konstan dalam rentang frekuensi operasi. Ukurannya juga jauh lebih kecil dibandingkan pemindah fasa sebelumnya, itulah sebabnya ia paling sering digunakan dalam aplikasi radar.
Ringkasnya, dibandingkan dengan antena reflektif konvensional, keunggulan utama PFAR adalah: kecepatan pemindaian yang tinggi (meningkatkan jumlah target yang dilacak, mengurangi kemungkinan stasiun mendeteksi peringatan radiasi), optimalisasi waktu yang dihabiskan untuk mencapai target, gain tinggi dan lobus samping kecil (sulit untuk di-jam dan dideteksi), urutan pemindaian acak (lebih sulit untuk di-jam), kemampuan untuk menggunakan modulasi khusus dan teknik deteksi untuk mengekstraksi sinyal dari noise. Kerugian utama adalah biaya tinggi, ketidakmampuan untuk memindai lebih lebar dari 60 derajat (bidang pandang susunan fase diam adalah 120 derajat, radar mekanis dapat memperluasnya hingga 360).
Antena array bertahap aktif
Secara lahiriah, AFAR (AESA) dan PFAR (PESA) sulit dibedakan, namun di dalam keduanya sangat berbeda. PFAR menggunakan satu atau dua amplifier berdaya tinggi untuk mengirimkan satu sinyal, yang kemudian dibagi menjadi ribuan jalur untuk ribuan pemindah fasa dan elemen. Radar AFAR terdiri dari ribuan modul penerimaan/transmisi. Karena pemancar terletak langsung di dalam elemen itu sendiri, pemancar tidak memiliki penerima dan pemancar terpisah. Perbedaan arsitektur ditunjukkan pada gambar.
Dalam AFAR, sebagian besar komponen, seperti penguat sinyal lemah, penguat daya tinggi, duplekser, dan pemindah fasa, diperkecil ukurannya dan dirangkai dalam satu wadah yang disebut modul transmisi/penerimaan. Masing-masing modul adalah radar kecil. Arsitekturnya adalah sebagai berikut:
Meskipun AESA dan PESA menggunakan interferensi gelombang untuk membentuk dan membelokkan sinar, desain unik AESA memberikan banyak keunggulan dibandingkan PFAR. Misalnya, penguat sinyal kecil terletak dekat dengan penerima, sebelum komponen yang sebagian sinyalnya hilang, sehingga memiliki rasio sinyal terhadap interferensi yang lebih baik daripada PFAR.
Selain itu, dengan kemampuan deteksi yang setara, AFAR memiliki siklus kerja dan daya puncak yang lebih rendah. Selain itu, karena modul APAA individual tidak bergantung pada satu amplifier, modul tersebut dapat mengirimkan sinyal pada frekuensi berbeda secara bersamaan. Hasilnya, AFAR dapat membuat beberapa berkas terpisah, membagi larik menjadi subarray. Kemampuan untuk beroperasi pada beberapa frekuensi menghadirkan multitasking dan kemampuan untuk menerapkan sistem jamming elektronik di mana saja yang berhubungan dengan radar. Namun membentuk terlalu banyak sinar secara bersamaan akan mengurangi jangkauan radar.
Dua kelemahan utama AFAR adalah biayanya yang tinggi dan bidang pandang yang terbatas hingga 60 derajat.
Antena array bertahap elektronik-mekanis hibrida
Kecepatan pemindaian array bertahap yang sangat tinggi dikombinasikan dengan bidang pandang yang terbatas. Untuk mengatasi masalah ini, radar modern menempatkan array bertahap pada disk bergerak, yang meningkatkan bidang pandang. Jangan bingung membedakan bidang pandang dengan lebar sinar. Lebar pancaran mengacu pada pancaran radar, dan bidang pandang mengacu pada ukuran keseluruhan ruang yang dipindai. Sinar yang sempit seringkali diperlukan untuk meningkatkan akurasi dan jangkauan, namun bidang pandang yang sempit biasanya tidak diperlukan.
Hanya sebuah artikel yang sangat bagus, yang pada tingkat populer menceritakan banyak seluk-beluk yang sangat penting yang biasanya tidak ditemukan dalam presentasi populer. Saya belajar banyak hal baru dalam bentuk yang ringkas. Terima kasih banyak!
Perangkat pengumpan antena HF: antena pemancar
Spesifikasi
- Frekuensi pengoperasian berkisar dari 3,0 hingga 9,0 MHz
- Impedansi masukan nominal – 2x150 Ohm (jalur seimbang)
- VSWR dalam rentang frekuensi operasi – tidak lebih dari 2.0
- Pola azimut pada sudut elevasi 45º mendekati lingkaran dengan ketidakrataan tidak lebih dari ±1,5 dB
- Radiasi diberikan pada sektor sudut elevasi 45 hingga 90º pada pita frekuensi 3 hingga 6 MHz dan pada sektor sudut elevasi 40 hingga 65º pada pita frekuensi 6 hingga 9 MHz dengan ketidakrataan tidak lebih dari ±3 dB
- Polarisasi gelombang AZI-PRD yang dipancarkan berbentuk elips. Kemampuan untuk mengontrol arah rotasi polarisasi dari jarak jauh disediakan
- BUP AZI-PRD ditenagai oleh jaringan arus bolak-balik tiga fasa V (50±1,5) Hz
- Remote control diberi daya dari jaringan arus bolak-balik satu fasa V (50±2.5) Hz
- Daya yang dikonsumsi PSU dari jaringan, tidak lebih dari 250 VA
- Perangkat pemancar radio antena berdasarkan VGDSH UAR-Sh dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena pemancar radio sebagai bagian dari stasiun radio dalam jangkauan UHF
Spesifikasi
- Frekuensi pengoperasian berkisar dari 8,0 hingga 24,0 MHz
- KBV pada input USS-Sh ketika dihubungkan ke output dari beban simetris 200 Ohm dalam rentang frekuensi operasi minimal 0,6
- Impedansi karakteristik pengumpan F-50 adalah 50 Ohm
- KBV pada input pengumpan F-50 saat beroperasi pada beban yang cocok dalam rentang frekuensi operasi minimal 0,8
AKAR
Spesifikasi
TELINGA-V
Spesifikasi
KARB-V, KARB-G
KARB-V
KARB-G
Spesifikasi
- Impedansi keluaran nominal - 75 Ohm
- Pola azimut - terarah
- Pengoperasian berkelanjutan jangka panjang tanpa kehadiran personel pemeliharaan yang konstan
Antena penerima aktif
Antena terlindungi penerima aktif APZ dengan vibrator triorthogonal dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena penerima di tempat perlindungan untuk peralatan objek stasioner dari sistem komunikasi radio VHF
Spesifikasi
- Frekuensi pengoperasian berkisar dari 1,5 hingga 30,0 MHz
- Pola APZ azimut pada mode penerimaan gelombang polarisasi horizontal atau elips pada sudut elevasi 45° mendekati lingkaran dengan ketidakrataan tidak lebih dari ± 3 dB
- Daya - tidak lebih dari 300 VA
- Pengoperasian berkelanjutan jangka panjang tanpa kehadiran personel pemeliharaan yang konstan
Antena penerima aktif berukuran kecil APM dengan vibrator triorthogonal dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena penerima untuk peralatan objek diam dari sistem komunikasi radio dalam jangkauan UHF
Spesifikasi
- Frekuensi pengoperasian berkisar dari 1,5 hingga 30,0 MHz
- Impedansi masukan nominal – 75 Ohm
- Pola azimut pada mode penerimaan gelombang polarisasi horizontal atau elips pada sudut elevasi 45° mendekati lingkaran dengan ketidakrataan tidak lebih dari ± 3 dB. Penerimaan disediakan di sektor sudut elevasi dari 45 hingga 90°. Dalam mode penerimaan gelombang terpolarisasi vertikal, penerimaan dipastikan pada sektor dengan sudut elevasi 10 hingga 55° dengan pola elevasi yang tidak rata (di sektor yang ditentukan) tidak lebih dari ± 3 dB
- Pengoperasian berkelanjutan jangka panjang tanpa kehadiran personel pemeliharaan yang konstan
- Kontrol otomatis dan manual
- Daya - 30 VA
Menerima antena array bertahap aktif
Array antena cincin aktif penyebaran cepat AKAR
AKAR dirancang untuk menerima sinyal dalam rentang frekuensi operasi dari 2,4 hingga 29,8 MHz, dan digunakan dalam situasi darurat ketika antena di segala arah rusak, serta kebutuhan untuk segera mengatur komunikasi radio dengan koresponden yang arahnya tidak ada radio. komunikasi.
Produk ini digunakan baik sebagai bagian dari pusat penerima komunikasi radio HF dan dalam versi yang digunakan dengan cepat untuk menyediakan komunikasi pada rute 400 - 7000 km.
Spesifikasi
- Frekuensi operasi AKAR berkisar antara 2,4 hingga 29,8 MHz
- Impedansi nominal keluaran AKAR adalah 75 Ohm
- Pola arah (DP) AKAR pada bidang horizontal bersifat terarah
- Lebar pancaran pola radiasi pada level 0,7 pada bidang vertikal pada sudut elevasi 45° tidak lebih dari 55° pada frekuensi 2,4 MHz dan tidak lebih dari 20° pada frekuensi 29,8 MHz
- Polarisasi gelombang yang diterima AKAR bersifat vertikal
- Daya yang dikonsumsi ACAR dari jaringan catu daya, tidak lebih dari 250 VA
- AKAR memberikan kemungkinan pengoperasian berkelanjutan dalam jangka panjang tanpa kehadiran personel pemeliharaan yang konstan
Desain AKAR merupakan susunan bertahap dari 32 modul aktif, ditempatkan secara merata dalam lingkaran dengan radius 16 m. Ketinggian suspensi vibrator aktif adalah 5 m. Struktur ini memungkinkan antena dipasang di area terbuka oleh kru empat orang dalam waktu tidak lebih dari 3 jam.
Kisaran suhu pengoperasian adalah dari minus 50 hingga plus 50 °C.
AKAR menyediakan pengoperasian independen secara simultan dari empat perangkat penerima radio (RPU). Untuk masing-masing dari empat RPU, 16 pola azimut independen dibentuk dengan langkah azimuth diskrit sebesar 22,5 derajat. Untuk memilih azimuth yang diperlukan terdapat remote control yang terletak di TZ.
AKAR memberikan kemampuan untuk mengalihkan salah satu dari empat receiver untuk penerimaan dari salah satu dari 16 arah azimuth yang bebas (tidak ditempati oleh receiver lain).
TELINGA-V, KARS-V, KARS-G, KARS-V2G
Susunan antena elips stasioner dengan vibrator vertikal TELINGA-V dirancang untuk digunakan sebagai antena penerima untuk menyediakan komunikasi radio pada rute dari 0 hingga 50 dan dari 700 hingga 10.000 km.
- Susunan antena cincin stasioner dengan vibrator vertikal KARS-V dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena penerima untuk menyediakan komunikasi radio pada rute dari 0 hingga 50 dan dari 700 hingga 10.000 km.
- Susunan antena cincin stasioner dengan vibrator horizontal KARS-G dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena penerima untuk menyediakan komunikasi radio pada rute 50 hingga 1000 km
- Susunan antena cincin stasioner dengan vibrator triorthogonal (dua horizontal dan satu vertikal) KARS-V2G dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena penerima untuk menyediakan komunikasi radio pada rute dari 0 hingga 10.000 km.
Spesifikasi
- Peralihan masing-masing 64 penerima disediakan untuk penerimaan dari 16 arah azimuth mana pun dengan langkah azimuth diskrit 22,5 derajat. Kontrol peralihan dilakukan oleh operator menggunakan terminal pengguna. Server menyediakan pengoperasian hingga 64 terminal pengguna, dengan hasil pemantauan ditampilkan di setiap terminal pengguna.
- Rentang frekuensi pengoperasian: dari 1,5 hingga 30,0 MHz, dengan pengecualian EAR-B (dari 6,0 hingga 24,0 MHz)
- Polarisasi gelombang radio yang diterima – vertikal (KARS-G – horizontal)
KARS-V2G: linier vertikal; linier horizontal dalam arah yang sesuai dengan azimuth “nol” sistem antena (G1); linier horizontal dalam arah tegak lurus terhadap azimuth “nol” sistem antena (G2); elips dengan arah putaran bidang polarisasi (EP) yang benar; elips dengan arah putaran kiri bidang polarisasi (EL). KARS-V2G menyediakan kendali jarak jauh dari jenis polarisasi.
- Pola azimut - terarah
- Daya dari jaringan catu daya - tidak lebih dari 1000 VA
- Pengoperasian berkelanjutan jangka panjang tanpa kehadiran personel pemeliharaan yang konstan
- Impedansi keluaran nominal - 75 Ohm
KARB-V, KARB-G
Susunan antena cincin penyebaran cepat dengan vibrator vertikal KARB-V dimaksudkan untuk melengkapi sistem komunikasi radio DCM bergerak sebagai antena penerima, sekaligus menyediakan komunikasi radio pada rute dari 0 hingga 50 dan dari 700 hingga 10.000 km.
Susunan antena cincin penyebaran cepat dengan vibrator horizontal KARB-G dimaksudkan untuk melengkapi sistem komunikasi radio DCM bergerak sebagai antena penerima ketika menyediakan komunikasi radio pada rute 50 hingga 1000 km.
Desain KARB-V dan KARB-G memungkinkan penempatan antena di area terbuka dengan awak tiga orang dalam waktu tidak lebih dari 1,5 jam (dengan mempertimbangkan waktu penandaan lokasi).
Spesifikasi
- Frekuensi pengoperasian berkisar dari 1,5 hingga 30,0 MHz
- Polarisasi gelombang radio yang diterima – vertikal
- Impedansi keluaran nominal - 75 Ohm
- Pola azimut - terarah
- Daya yang dikonsumsi dari jaringan catu daya, tidak lebih dari 100 VA
- Pengoperasian berkelanjutan jangka panjang tanpa kehadiran personel pemeliharaan yang konstan
- Peralihan salah satu dari empat receiver untuk penerimaan dari salah satu dari 16 arah azimuth bebas (tidak ditempati oleh receiver lain)
- Catu daya disediakan dari sistem catu daya arus bolak-balik satu fasa dengan tegangan 220 V dan frekuensi (50±2) Hz.
Antena yang dilindungi
OKTAVA-KR, OKTAVA-KP
Munculnya shelter pelindung yang memberikan perlindungan bagi APZ dari gelombang kejut bila ditempatkan di dalam sumur atau bangunan benteng
"Oktava-KR" Dan "Oktava-KP"— APZ melindungi antena bawah tanah aktif, dikembangkan dan diproduksi untuk kepentingan Layanan Komunikasi Khusus dari Dinas Keamanan Federal Rusia, lulus uji Negara dan diterima untuk disuplai ke departemen yang disebutkan di atas. Dirancang untuk digunakan sebagai antena pemancar HF sebagai bagian dari peralatan fasilitas khusus.
Mereka memberikan kemampuan untuk mengoperasikan dua perangkat penerima radio (RPU) secara bersamaan yang disetel ke frekuensi berbeda, menciptakan peluang lebih besar untuk mengatur penerimaan sinyal independen.
Kemampuan APZ memungkinkan untuk bekerja di jaringan komunikasi radio DCMV otomatis adaptif, termasuk sistem komunikasi dengan frekuensi hopping. Mereka memiliki ketahanan seismik dan ketahanan terhadap gelombang kejut sebagai bagian dari objek yang dilindungi.
Adaptasi polarisasi memungkinkan Anda mencapai penerimaan sinyal terbaik dalam mode otomatis dan manual.
Kontrol mode operasi dan jenis polarisasi yang diterima dilakukan menggunakan unit kontrol dan koordinasi (CCU).
APZ memiliki dimensi dan berat yang minimal serta menempati area yang kecil. Di situs yang tidak terlindungi, mereka dapat dipasang di tempat yang tidak sesuai. Mereka memiliki waktu penerapan yang singkat.
Modul antena aktif penerima triorthogonal
Modul antena aktif penerima triorthogonal dirancang untuk menerima sinyal dalam rentang UHF. Ruang lingkup penerapannya adalah penerimaan energi sinyal radio dan transmisinya melalui tiga saluran ke input peralatan pemrosesan sinyal digital, pembangunan susunan antena penerima universal berdasarkan itu untuk digunakan sebagai bagian dari kompleks sarana teknis DCM yang menjanjikan . Produk ini juga dapat digunakan sebagai antena penerima tunggal.
Bersama dengan unit kendali dan koordinasi (CCU), ia memastikan penerimaan gelombang polarisasi linier horizontal (dalam dua bidang ortogonal), linier vertikal, dan elips (dengan arah putaran berbeda).
Modul antena aktif penerima triorthogonal terdiri dari vibrator simetris bersilangan - dua vertikal dan satu horizontal, masing-masing panjang 2 m, dihubungkan ke penguat antena penerima (RAA), dalam bentuk blok penguat antena (BAU) berpelindung. Untuk meningkatkan kapasitansi masukan, setiap lengan vibrator dibuat berbentuk bikon berdasarkan sistem konduktor bimetal.
Spesifikasi
- Frekuensi pengoperasian berkisar dari 3,0 hingga 30,0 MHz
- Isolasi elektromagnetik antara vibrator TAE ortogonal tanpa adanya tiang, kabel, pohon, dll yang letaknya berdekatan. tidak kurang dari 20dB
- Setiap penguat antena penerima (RAA) sebagai bagian dari TAE memiliki:
- mendapatkan setidaknya 8 dB
- rentang dinamis minimal 95 dB relatif terhadap 1 µV
Kami sengaja tidak menyebutkan vertikal dengan sistem penyeimbang atau radial, karena antena ini sangat merepotkan untuk ditempatkan di pondok musim panas atau dalam kondisi ekspedisi.
Moxon vertikal (Gbr. 2), meskipun merupakan antena pengarah yang baik dengan sudut radiasi yang kecil, masih memiliki penguatan yang tidak memadai dibandingkan dengan “saluran gelombang” atau “kotak” multi-elemen. Oleh karena itu, kami tentu saja memiliki keinginan untuk mencoba rangkaian bertahap dari dua Moxon vertikal, mirip dengan yang digunakan oleh amatir radio Amerika dalam ekspedisi ke Jamaika (mereka menyebutnya “2x2”) /2/.
Kesederhanaan desainnya dan kecilnya ruang yang dibutuhkan untuk penempatannya membuat tugas ini mudah dilakukan. Percobaan dilakukan pada pita 17 m (frekuensi pusat 18.120 MHz), karena kami telah memiliki satu Moxon vertikal untuk rentang ini. Karakteristik yang dihitung (Gbr. 3): penguatan 4,42 dBi, lobus belakang ditekan lebih dari 20 dB, radiasi maksimum pada sudut 17 derajat, polarisasi radiasi vertikal hampir murni. Dan ini dengan ketinggian tepi bawah antena hanya 2 m di atas permukaan tanah sebenarnya.
Untuk setiap antena, Anda memerlukan tiang dielektrik setinggi 8 - 10 m (atau pohon dengan ketinggian yang sesuai) dan dua (sebaiknya tiga) spacer dielektrik dengan panjang 2,2 m (dapat digunakan bilah kayu). Elemen - dari kawat tembaga apa pun, berdiameter 1-3 mm, telanjang atau terisolasi.
Selama percobaan, satu set pipa fiberglass dari RQuad dengan tinggi total 10 m digunakan sebagai tiang, dan pipa air plastik dengan diameter 20 mm digunakan sebagai spacer. Elemennya terbuat dari kawat tikus. Orang-orang terbuat dari kabel Polypropylene 3 mm. Hasilnya adalah desain yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar.3. Karakteristik desain antena vertikal Moxon.
Kawat dilewatkan melalui lubang di dekat ujung spacer dan diikatkan menggunakan pita listrik atau penjepit plastik. Untuk mencegah spacer tertekuk karena berat antena, ujungnya diregangkan dengan tali pancing. Untuk menjaga kelurusan elemen aktif yang terganggu karena berat kabel, Anda dapat menggunakan penjarak ketiga setinggi bagian tengah elemen, memasukkan kawat pengarah melalui lubang di dalamnya dan mengamankan titik sambungan. dari elemen aktif ke kabel di atasnya. Kabel berjalan sepanjang penyebar ke tiang dan kemudian menuruni tiang. Kabel dilengkapi dengan tabung ferit setiap 2 m, menghilangkan pengaruh jalinannya terhadap karakteristik antena sekaligus menyeimbangkan arus suplai. Antena mudah diangkat ke tiang yang sudah dipasang sebelumnya dengan roller di atasnya menggunakan tali nilon.
Karakteristik tumpukan horizontal dua antena tersebut, dihitung menggunakan program MMANA, ditunjukkan pada Gambar 5. Karakteristik terbaik untuk amplifikasi dan penekanan lobus belakang diperoleh dengan jarak antar antena 0,7 panjang gelombang, yaitu. 11,6 m Antena ini bisa disebut "2×MOXON".
Gambar.5. Pola radiasi susunan bertahap dua antena Moxon vertikal.
Rangkaian penjumlahannya klasik: karena setiap antena memiliki impedansi input 50 Ohm, digunakan kabel daya dengan resistansi 75 Ohm, panjang gelombang, dengan mempertimbangkan faktor pemendekan kabel. Di ujung kabel, resistansi antena berubah menjadi 100 ohm. Oleh karena itu, keduanya dapat dihubungkan secara paralel menggunakan tee, diikuti dengan kabel daya 50 Ohm dengan panjang berapa pun. Panjang kabel transformasi dipilih ¾ panjang gelombang, karena pada panjang ¼ panjang gelombang, panjangnya tidak cukup untuk menutupi jarak antar antena.
Kami membutuhkan waktu sekitar dua jam untuk membuat salinan kedua antena ini. Tiang-tiang dipasang dengan jarak 11,6 m (lebar pondok musim panas cukup).
Setiap antena disetel secara terpisah, menghubungkannya melalui kabel setengah panjang gelombang (dengan mempertimbangkan pemendekan), dan memotong ujung bagian bawah elemen yang tertekuk. Untuk menghindari kesalahan dalam konfigurasi, perlu memberikan perhatian khusus pada penekanan arus mode umum pada kabel daya dengan menggunakan choke yang ditempatkan pada kabel. Kami harus menggunakan hingga 10 buah. filter ferit snap-on didistribusikan sepanjang kabel 75 ohm sebelum hasilnya stabil. Choke ini juga harus dipasang pada kabel transformator yang dihubungkan dengan tee. Tidak perlu mencekik kabel 50 Ohm yang menghubungkan tee ke transceiver. Jika tidak ada ferit, choke dapat diganti dengan beberapa lilitan kabel yang dirangkai menjadi kumparan dengan diameter 15-20 cm, ditempatkan di dekat titik umpan antena dan di dekat tee. Untuk meningkatkan kinerja antena, hampir seluruh panjang bebas kabel transformasi dapat dirangkai menjadi kumparan tersedak.
Setelah menghubungkan dua Moxon vertikal ke dalam sebuah array, frekuensi resonansi naik sekitar 500 kHz, dan SWR pada frekuensi tengah menjadi sama dengan 1,4.
Tidak mungkin memperbaiki resonansi sistem dengan menyesuaikan Moxon, karena dalam hal ini pola arahnya berantakan. Cara paling sederhana untuk mencocokkan sistem adalah dengan menghubungkan kumparan dengan induktansi 0,2 μH secara seri dengan input kedua antena, atau satu kapasitor 400-550 pF (pilih nilai SWR minimum pada frekuensi tengah) secara seri dengan masukan tee pada sisi pengumpan 50 Ohm. Dalam hal ini, pitanya sesuai dengan level SWR< 1,2 получается около 200 кГц (рис.6).
Gambar.6. SWR dari input setelah penyesuaian menggunakan induktor 0,2 µH.
Parameter yang dihitung pada ketinggian tepi bawah antena 2 m di atas tanah sebenarnya:
Dapatkan 8,58 dBi (6,43 dBd),
Sudut elevasi 17 derajat,
Penekanan lobus belakang >25 dB,
SWR dalam jangkauan operasi< 1,2.
Kehadiran lobus samping dengan penekanan 10 dB relatif terhadap lobus utama, menurut pendapat kami, bukanlah suatu kerugian, karena memungkinkan Anda mendengarkan stasiun di luar pancaran utama yang sempit tanpa memutar antena.
Kami tidak mengetahui desain antena lain yang memiliki parameter tinggi dengan kesederhanaan desain seperti itu.
Tentu saja, array bertahap ini bersifat stasioner dan harus dipasang pada arah DX yang paling menarik (ke barat, misalnya). Maka memutar diagramnya ke timur tidak akan sulit: untuk melakukan ini, Anda perlu menurunkan antena, memutarnya 180 derajat dan menaikkannya lagi ke tiang. Bagi kami, operasi ini memakan waktu tidak lebih dari lima menit setelah beberapa pelatihan.
Foto antena eksperimental ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar.7. Tampilan array bertahap dari dua Moxon vertikal.
Vladislav Shcherbakov, (RU3ARJ)
Sergey Filippov, (RW3ACQ)
Yuri Zolotov, (UA3HR)
Literatur:
1.Vladislav Shcherbakov RU3ARJ, Sergey Filippov RW3ACQ. Antena vertikal simetris adalah solusi optimal untuk komunikasi DX di kondisi lapangan dan pedesaan. Materi Forum Festival “Domodedovo 2007”.
2. DXpedisi Terumbu Karang Kingman K5K.
www.force12inc.com/k5kinfo.htm
info - http://cqmrk.ru
Bagian kedua artikel ini didedikasikan untuk cara melihat apa yang ada di balik cakrawala.
Setelah membaca komentar, saya memutuskan untuk berbicara lebih detail tentang komunikasi VSD dan radar berdasarkan prinsip “pancaran surgawi”; tentang radar yang beroperasi berdasarkan prinsip “pancaran bumi” akan ada di artikel berikutnya, jika saya membicarakannya maka saya akan membicarakannya secara berurutan.
Radar over-the-horizon, upaya seorang insinyur untuk menjelaskan kompleks tersebut secara sederhana. (bagian kedua) "Pelatuk Rusia", "Zeus" dan "Antey".
BUKAN KATA PENGANTAR
Di bagian pertama artikel, saya menjelaskan dasar-dasar yang diperlukan untuk pemahaman. Oleh karena itu, jika tiba-tiba ada sesuatu yang menjadi tidak jelas, bacalah, pelajari sesuatu yang baru atau segarkan kembali sesuatu yang terlupakan. Pada bagian ini, saya memutuskan untuk beralih dari teori ke spesifik dan menceritakan kisah berdasarkan contoh nyata. Misalnya, untuk menghindari isian, misinformasi, dan hasutan kentut para analis kursi, saya akan menggunakan sistem yang sudah beroperasi sejak lama dan tidak bersifat rahasia. Karena ini bukan spesialisasi saya, saya memberi tahu Anda apa yang saya pelajari ketika saya masih menjadi murid dari guru dalam mata pelajaran “Dasar-Dasar Lokasi Radio dan Navigasi Radio”, dan apa yang saya gali dari berbagai sumber di Internet. Kawan-kawan sudah berpengalaman dalam topik ini, jika menemukan ketidakakuratan, kritik yang membangun selalu diterima.
"PELAPU RUSIA" AKA "ARC"
"DUGA" adalah radar over-the-horizon pertama di serikat pekerja (jangan bingung dengan radar over-the-horizon) yang dirancang untuk mendeteksi peluncuran rudal balistik. Tiga stasiun dari seri ini diketahui: Instalasi eksperimental “DUGA-N” dekat Nikolaev, “DUGA-1” di desa Chernobyl-2, “DUGA-2” di desa Bolshaya Kartel dekat Komsomolsk-on-Amur. Saat ini ketiga stasiun telah dinonaktifkan, peralatan elektroniknya telah dibongkar, dan susunan antena juga telah dibongkar, kecuali stasiun yang berlokasi di Chernobyl. Bidang antena stasiun DUGA adalah salah satu struktur yang paling mencolok di zona eksklusi setelah pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl itu sendiri.
Bidang antena "ARC" di Chernobyl, meskipun lebih terlihat seperti dinding)
Stasiun ini beroperasi pada rentang HF pada frekuensi 5-28 MHz. Harap dicatat bahwa foto tersebut menunjukkan, secara kasar, dua dinding. Karena tidak mungkin membuat satu antena broadband yang memadai, diputuskan untuk membagi jangkauan operasi menjadi dua antena, masing-masing dirancang untuk pita frekuensinya sendiri. Antenanya sendiri bukanlah satu antena padat, melainkan terdiri dari banyak antena yang relatif kecil. Desain ini disebut Antena Array Bertahap (PAR). Pada foto di bawah ini ada satu segmen PAR tersebut:
Seperti inilah salah satu segmen LAMPU UTAMA "ARC", tanpa struktur pendukung.
Susunan elemen individu pada struktur pendukung
Beberapa kata tentang apa itu PAR. Beberapa meminta saya untuk menjelaskan apa itu dan cara kerjanya, saya sudah berpikir untuk memulainya, tetapi saya sampai pada kesimpulan bahwa saya harus melakukan ini dalam bentuk artikel terpisah, karena saya perlu menceritakan banyak teori. untuk pemahaman, maka artikel tentang array bertahap akan ada di masa depan. Singkatnya: array bertahap memungkinkan Anda menerima gelombang radio yang datang dari arah tertentu dan menyaring segala sesuatu yang datang dari arah lain, dan Anda dapat mengubah arah penerimaan tanpa mengubah posisi array bertahap di ruang angkasa. Menariknya, kedua antena ini, pada foto di atas, bersifat menerima, artinya tidak bisa memancarkan (memancarkan) apapun ke luar angkasa. Ada kesalahpahaman bahwa emitor untuk "ARC" adalah kompleks "CIRCLE" di dekatnya, padahal sebenarnya tidak demikian. VNZ "KRUG" (jangan bingung dengan sistem pertahanan udara KRUG) dimaksudkan untuk tujuan lain, meskipun bekerja bersama-sama dengan "ARC", lebih lanjut tentangnya di bawah. Pemancar busur terletak 60 km dari Chernobyl-2 dekat kota Lyubech (wilayah Chernigov). Sayangnya, saya tidak dapat menemukan lebih dari satu foto yang dapat diandalkan dari objek ini, hanya ada deskripsi verbal: “Antena pemancar juga dibuat berdasarkan prinsip susunan antena bertahap dan lebih kecil dan lebih rendah, tingginya 85 meter.” Jika ada yang tiba-tiba memiliki foto bangunan ini, saya akan sangat berterima kasih. Sistem penerima sistem pertahanan udara "DUGA" mengkonsumsi sekitar 10 MW, tetapi saya tidak dapat mengatakan berapa banyak pemancar yang dikonsumsi karena jumlahnya sangat berbeda di berbagai sumber, tetapi saya dapat mengatakan begitu saja bahwa kekuatan satu pulsa tidak kurang dari 160 MW. Saya ingin menarik perhatian Anda pada fakta bahwa pemancarnya berdenyut, dan denyut nadi inilah yang didengar orang Amerika di udara yang memberi nama stasiun itu "Pelatuk". Penggunaan pulsa diperlukan agar dengan bantuannya dimungkinkan untuk mencapai daya radiasi yang lebih besar daripada konsumsi daya konstan emitor. Hal ini dicapai dengan menyimpan energi dalam periode antar pulsa, dan memancarkan energi ini dalam bentuk pulsa jangka pendek. Biasanya, waktu antar pulsa setidaknya sepuluh kali lebih lama dari waktu pulsa itu sendiri. Konsumsi energi yang sangat besar inilah yang menjelaskan pembangunan stasiun yang relatif dekat dengan pembangkit listrik tenaga nuklir - sumber energinya. Beginilah bunyi “pelatuk Rusia” di radio-radio Amerika. Adapun kemampuan "ARC", stasiun jenis ini hanya dapat mendeteksi peluncuran roket besar-besaran di mana sejumlah besar obor gas terionisasi terbentuk dari mesin roket. Saya menemukan gambar ini dengan sektor tampilan dari tiga stasiun tipe “DUGA”:
Gambar ini benar sebagian karena hanya menunjukkan arah tampilan, dan sektor tampilannya sendiri tidak ditandai dengan benar. Tergantung pada keadaan ionosfer, sudut pandangnya kira-kira 50-75 derajat, meskipun pada gambar ditampilkan maksimal 30 derajat. Jarak pandang sekali lagi bergantung pada keadaan ionosfer dan tidak kurang dari 3 ribu km, dan paling banter, peluncuran dapat dilihat tepat di luar garis khatulistiwa. Dari situ dapat disimpulkan bahwa stasiun-stasiun tersebut memindai seluruh wilayah Amerika Utara, Arktik, dan bagian utara samudera Atlantik dan Pasifik, dengan kata lain, hampir semua wilayah yang memungkinkan untuk meluncurkan rudal balistik.
VNZ "LINGKARAN"
Untuk pengoperasian radar pertahanan udara yang benar dan menentukan jalur optimal pancaran bunyi, diperlukan data yang akurat tentang keadaan ionosfer. Untuk mendapatkan data ini, stasiun “CIRCLE” untuk Reverse Oblique Sounding (ROS) ionosfer dirancang. Stasiun ini terdiri dari dua buah antena berbentuk cincin mirip dengan LAMPU DEPAN "ARC" hanya saja letaknya vertikal, total terdapat 240 antena yang masing-masing tingginya 12 meter, dan satu antena berdiri di atas gedung satu lantai di tengah lingkaran.
VNZ "LINGKARAN"
Berbeda dengan "ARC", penerima dan pemancar terletak di tempat yang sama. Tugas kompleks ini adalah untuk secara konstan menentukan panjang gelombang yang merambat di atmosfer dengan redaman paling sedikit, jangkauan rambatnya dan sudut pantulan gelombang dari ionosfer. Dengan menggunakan parameter ini, jalur sinar ke target dan kembali dihitung dan array bertahap penerima dikonfigurasikan sedemikian rupa sehingga hanya menerima sinyal yang dipantulkan. Dengan kata sederhana, sudut datangnya sinyal yang dipantulkan dihitung dan sensitivitas maksimum array bertahap dibuat dalam arah ini.
Sistem pertahanan udara MODERN "DON-2N" "DARYAL", "VOLGA", "VORONEZH"
Stasiun-stasiun ini masih dalam keadaan siaga (kecuali Daryal), hanya ada sedikit informasi yang dapat dipercaya tentang mereka, jadi saya akan menguraikan kemampuan mereka secara dangkal. Berbeda dengan "DUGI", stasiun-stasiun ini dapat merekam peluncuran rudal individu, dan bahkan mendeteksi rudal jelajah yang terbang dengan kecepatan sangat rendah. Secara umum, desainnya tidak berubah; ini adalah array bertahap yang sama yang digunakan untuk menerima dan mentransmisikan sinyal. Sinyal yang digunakan telah berubah, berdenyut sama, tetapi sekarang tersebar merata pada pita frekuensi kerja; dengan kata sederhana, ini bukan lagi ketukan burung pelatuk, melainkan suara seragam, yang sulit dibedakan dengan suara lainnya tanpa mengetahui struktur asli sinyalnya. Frekuensinya juga berubah; jika busur dioperasikan pada rentang HF, maka “Daryal” mampu beroperasi pada frekuensi HF, VHF, dan UHF. Target sekarang dapat diidentifikasi tidak hanya dari gas buangnya tetapi juga dari bangkai target itu sendiri; prinsip-prinsip mendeteksi target dengan latar belakang tanah telah saya bahas di artikel sebelumnya;
KOMUNIKASI RADIO VHF PANJANG
Pada artikel terakhir saya membahas secara singkat tentang gelombang kilometer. Mungkin di masa depan saya akan membuat artikel tentang jenis komunikasi ini, tapi sekarang saya akan memberi tahu Anda secara singkat menggunakan contoh dua pemancar ZEUS dan pusat komunikasi ke-43 Angkatan Laut Rusia. Judul SDV murni bersifat simbolis, karena panjang ini berada di luar klasifikasi yang diterima secara umum, dan sistem yang menggunakannya jarang terjadi. ZEUS menggunakan gelombang dengan panjang 3656 km dan frekuensi 82 hertz. Sistem antena khusus digunakan untuk radiasi. Ditemukan sebidang tanah dengan konduktivitas serendah mungkin, dan dua elektroda dimasukkan ke dalamnya pada jarak 60 km hingga kedalaman 2-3 km. Untuk radiasi, tegangan tegangan tinggi diterapkan pada elektroda dengan frekuensi tertentu (82 Hz), karena hambatan batuan bumi antar elektroda sangat tinggi, maka arus listrik harus melalui lapisan bumi yang lebih dalam, sehingga mengubahnya menjadi antena besar. Selama pengoperasian, Zeus mengkonsumsi 30 MW, namun daya yang dipancarkan tidak lebih dari 5 Watt. Namun, 5 Watt ini cukup untuk membuat sinyal menyebar sepenuhnya ke seluruh dunia; karya Zeus terekam bahkan di Antartika, meskipun ia sendiri terletak di Semenanjung Kola. Jika Anda mematuhi standar Soviet lama, "Zeus" beroperasi dalam rentang ELF (frekuensi sangat rendah). Keunikan dari jenis komunikasi ini adalah sifatnya satu arah, sehingga tujuannya adalah untuk mengirimkan sinyal pendek bersyarat, setelah mendengarnya, kapal selam mengapung ke kedalaman yang dangkal untuk berkomunikasi dengan pusat komando atau melepaskan pelampung radio. Menariknya, Zeus tetap menjadi rahasia hingga tahun 1990-an, ketika para ilmuwan di Universitas Stanford (California) menerbitkan sejumlah pernyataan menarik mengenai penelitian di bidang teknik radio dan transmisi radio. Orang Amerika telah menyaksikan fenomena yang tidak biasa - peralatan radio ilmiah yang terletak di semua benua di bumi secara teratur, pada saat yang sama, merekam sinyal berulang yang aneh pada frekuensi 82 Hz. Kecepatan transmisi per sesi adalah tiga digit setiap 5-15 menit. Sinyalnya datang langsung dari kerak bumi - para peneliti merasakan perasaan mistis seolah-olah planet itu sendiri yang berbicara kepada mereka. Mistisisme adalah milik kaum obskurantis abad pertengahan, dan kaum Yankee tingkat lanjut segera menyadari bahwa mereka sedang berhadapan dengan pemancar ELF luar biasa yang terletak di suatu tempat di sisi lain bumi. Di mana? Jelas di mana - di Rusia. Sepertinya orang-orang gila Rusia ini telah melakukan hubungan arus pendek di seluruh planet, menggunakannya sebagai antena raksasa untuk mengirimkan pesan terenkripsi.
Pusat komunikasi ke-43 Angkatan Laut Rusia menghadirkan jenis pemancar gelombang panjang yang sedikit berbeda (stasiun radio "Antey", RJH69). Stasiun ini terletak di dekat kota Vileika, wilayah Minsk, Republik Belarus, bidang antena meliputi area seluas 6,5 kilometer persegi. Terdiri dari 15 tiang dengan tinggi 270 meter dan tiga tiang dengan tinggi 305 meter, elemen bidang antena direntangkan di antara tiang-tiang yang berat totalnya sekitar 900 ton. Bidang antena terletak di atas lahan basah, yang menyediakan kondisi yang baik untuk radiasi sinyal. Saya sendiri berada di sebelah stasiun ini dan saya dapat mengatakan bahwa kata-kata dan gambar saja tidak dapat menyampaikan ukuran dan sensasi yang ditimbulkan oleh raksasa ini dalam kenyataan.
Seperti inilah tampilan bidang antena di peta Google; area terbuka di mana elemen utama direntangkan terlihat jelas.
Pemandangan dari salah satu tiang Antea
Kekuatan "Antey" setidaknya 1 MW, tidak seperti pemancar radar pertahanan udara, ia tidak berdenyut, yaitu, selama operasi, ia memancarkan mega watt yang sama atau lebih, sepanjang waktu ia bekerja. Kecepatan transmisi informasi pastinya tidak diketahui, tetapi jika kita analogikan dengan Goliat yang ditangkap Jerman, kecepatannya tidak kurang dari 300 bps. Berbeda dengan Zeus, komunikasi sudah bersifat dua arah; kapal selam untuk komunikasi menggunakan antena kawat yang ditarik sepanjang beberapa kilometer, atau pelampung radio khusus yang dilepaskan oleh kapal selam dari kedalaman yang sangat dalam. Jangkauan VLF digunakan untuk komunikasi; jangkauan komunikasi mencakup seluruh belahan bumi utara. Kelebihan komunikasi VHF adalah sulit untuk macet jika terjadi gangguan, dan juga dapat bekerja dalam kondisi ledakan nuklir dan setelahnya, sedangkan sistem frekuensi yang lebih tinggi tidak dapat menjalin komunikasi karena adanya gangguan di atmosfer setelah ledakan. Selain komunikasi dengan kapal selam, "Antey" digunakan untuk pengintaian radio dan transmisi sinyal waktu yang tepat dari sistem "Beta".
BUKAN KATA PENUTUP
Ini bukanlah artikel terakhir tentang prinsip melihat melampaui cakrawala, masih banyak lagi, dalam artikel ini, atas permintaan pembaca, saya fokus pada sistem nyata daripada teori.. Saya juga meminta maaf atas keterlambatan rilis, Saya bukan seorang blogger atau penghuni Internet, saya memiliki pekerjaan yang saya sukai dan yang secara berkala “sangat mencintai” saya, jadi saya menulis artikel di sela-sela waktu. Semoga menarik untuk dibaca, karena saya masih dalam mode trial dan belum memutuskan gaya penulisan yang mana. Kritik yang membangun diterima seperti biasa. Nah, dan khusus bagi para filolog, sebuah anekdot di bagian akhir:
Guru matan tentang filolog:
-...Meludahi wajah siapa pun yang mengatakan bahwa filolog adalah bunga violet yang lembut dengan mata berbinar! Aku memohon padamu! Faktanya, mereka adalah tipe orang yang murung, pemarah, siap menjulurkan lidah lawan bicaranya untuk kalimat seperti “bayar air”, “ini hari ulang tahunku”, “mantelku berlubang”...
Suara dari belakang:
- Apa yang salah dengan kalimat ini?
Guru menyesuaikan kacamatanya:
“Dan di atas mayatmu, anak muda, mereka bahkan akan melompat.”
Invensi ini berkaitan dengan bidang teknik radio yaitu teknologi antena dan dapat digunakan sebagai sistem antena broadband dengan pola radiasi terkendali pada saat menyelenggarakan komunikasi radio dengan gelombang ionosfer pada rentang HF dan VHF. Tujuan dari penemuan ini adalah untuk mengembangkan sistem antena yang, dengan satu ukuran standar, menjamin pengoperasian pemancar jarak jauh yang memerlukan pencocokan kualitas tinggi dengan antena. Antena array bertahap (PAA) terdiri dari elemen datar identik, yang masing-masing dibentuk oleh sepasang vibrator koplanar ortogonal dengan panjang L dengan lengan segitiga 1 (nilai L sama dengan panjang gelombang minimum dalam rentang operasi). Elemen pusat dan terhubung dengannya melalui korsleting. konduktor dan 2 elemen periferal membentuk sepasang vibrator rentang frekuensi rendah ortogonal. Semua elemen periferal, termasuk yang termasuk dalam vibrator frekuensi rendah, membentuk susunan bertahap frekuensi tinggi. Eksitasi sistem antena terpisah untuk vibrator horizontal (g-g") dan (v-v"), tetapi juga memungkinkan untuk digabungkan untuk mewujudkan radiasi terpolarisasi sirkuler. Array bertahap menyediakan operasi dalam rentang 40 kali lipat pada tingkat BEV minimal 0,5. 6 sakit.
Invensi ini berkaitan dengan bidang teknik radio, yaitu teknologi antena dan khususnya dapat digunakan sebagai sistem antena transceiver bawah tanah atau antena merayap untuk mengoperasikan gelombang ionosfer pada rentang HF dan VHF. Antena bawah tanah dan permukaan yang dikenal dari rentang HF dan VHF (Sosunov B.V. Filippov V.V. Dasar-dasar perhitungan antena bawah tanah. L. VAS, 1990). Antena analog bawah tanah multi-bagian dibuat dalam bentuk sekelompok vibrator terisolasi dalam fase paralel. Untuk meningkatkan keuntungan, beberapa kelompok seperti itu digunakan, ditempatkan satu demi satu dan dilakukan secara bertahap. Kerugian dari analog yang diketahui adalah rentang frekuensi operasi yang sempit karena perubahan impedansi input yang tiba-tiba, sektor pemindaian sinar yang terbatas, dan dimensi yang besar. Untuk memastikan pengoperasian dalam rentang yang diperlukan dan arah tertentu, diperlukan beberapa ukuran standar. Esensi teknisnya yang paling dekat dengan antena array bertahap (PAR) yang diklaim adalah SGDP 3.6/4 RA PAR yang terkenal (Eisenberg G.Z. et al. Antena gelombang pendek. M. Radio and Communications, 1985, hlm. 271-274 , Gambar 13.11.). Prototipe antena terdiri dari sekelompok elemen datar (PE) yang terbuat dari konduktor logam. Setiap PE merupakan radiator berbentuk vibrator simetris yang terbuat dari dua lengan berbentuk segitiga yang ujung luarnya dihubungkan dengan arus pendek. konduktor. Semua elemen disatukan oleh jalur pengumpan yang sama dan membentuk susunan sefasa atau bertahap (jika perangkat pentahapan disertakan dalam jalur pengumpan). Elemen-elemen tersebut terletak secara coplanar di dalam persegi panjang yang membatasi bukaan array bertahap dan digantung secara vertikal pada tiang-tiang array bertahap. Berkat penggunaan elemen yang terdiri dari emitor dengan lengan segitiga, ia memiliki rentang frekuensi operasi yang luas dan pencocokan yang lebih baik. Namun prototipe tersebut mempunyai kekurangan. Koefisien tumpang tindih jangkauan operasi (rasio frekuensi operasi maksimum dan minimum) dari susunan antena SGDP 3.6/4 RA adalah 2,14, yang secara signifikan lebih kecil dari nilai parameter ini untuk pemancar modern dan tidak memungkinkan satu ukuran menjadi digunakan saat menyediakan komunikasi melalui berbagai jarak. Sektor kendali pola radiasi (DP) pada bidang horizontal sebesar 60 o membatasi kemampuan antena ini ketika beroperasi di jaringan radio. Selain itu, antena memiliki dimensi besar dan keamanan rendah, serta tidak menyediakan operasi independen dengan polarisasi vertikal dan horizontal atau gelombang terpolarisasi sirkular. Tujuan dari penemuan ini adalah untuk membuat susunan bertahap pita lebar yang dimaksudkan untuk digunakan sebagai antena permukaan atau bawah tanah pada rentang HF dan VHF, memberikan kontrol pola radiasi di seluruh ruang paruh atas sekaligus mengurangi ukuran permukaan radiasi. Tugas ini dicapai dengan fakta bahwa dalam array bertahap yang diketahui berisi sekelompok PE, yang masing-masing mencakup sepasang emitor segitiga yang dipasang secara koplanar di dalam persegi panjang yang membatasi bukaan array bertahap dan terhubung ke jalur pengumpan, pasangan tambahan dari emitor identik dipasang secara koplanar dan ortogonal dengan yang pertama. Semua PE terletak secara horizontal di dalam media semikonduktor atau di permukaannya. Ujung luar emitor segitiga milik PE yang berdekatan satu sama lain dihubungkan secara listrik. Ujung luar emitor segitiga milik PE periferal dihubungkan sepanjang perimeter bukaan array bertahap dengan hubung singkat tambahan. konduktor. Ujung luar dari emitor segitiga, berdekatan di kedua sisi dengan diagonal besar dari susunan bertahap, diisolasi secara elektrik, dan ujung luar dari emitor segitiga yang tersisa dihubungkan oleh konduktor hubung singkat. Jalur pengumpan saluran LF dihubungkan ke bagian atas emitor segitiga PE yang terletak di tengah susunan bertahap. Bagian atas emitor segitiga dari PE yang tersisa dihubungkan ke jalur pengumpan saluran RF. Pemancar ortogonal di setiap PE diberi daya secara independen, mis. dapat tereksitasi baik secara terpisah dengan polarisasi linier, atau dengan pergeseran 90 o, sehingga mencapai radiasi terpolarisasi sirkular. Dengan skema array bertahap seperti itu, elemen yang sama digunakan dua kali untuk beroperasi pada rentang LF dan HF (dengan koefisien tumpang tindih masing-masing 5,33 dan 7,5) dengan pencocokan pada tingkat BV minimal 0,5. Secara umum, susunan bertahap yang diusulkan beroperasi dalam rentang dengan tumpang tindih 40 kali lipat. Selain itu, pada frekuensi resonansi, luas permukaan pancarannya 1,6 kali lebih kecil dari luas permukaan prototipe. Pada gambar. 1 menunjukkan gambaran umum dari array bertahap; pada gambar. 2 elemen datar; pada gambar. 3 PE empat dan tiga shunt; pada gambar. 4 sistem pengumpan; pada gambar. 5, 6 - hasil studi eksperimental. Array bertahap ditunjukkan pada Gambar. 1, terdiri dari N (misalnya diambil N 9) PE yang identik. Perwujudan PE ditunjukkan pada Gambar. 2. Setiap PE dibentuk oleh sepasang vibrator datar ortogonal g-g" dan b-c" dengan panjang 2L 1 dengan lengan berbentuk segitiga sama sisi 1. Ujung-ujung emitor segitiga yang berdekatan dari PE yang berdekatan dihubungkan secara listrik (garis m-m") . Ujung periferal emitor PE segitiga dihubungkan dengan arus pendek. konduktor 2 (Gbr. 3), dengan pengecualian emitor segitiga yang berdekatan di kedua sisi dengan diagonal besar c-c" dan p-p", mis. penghasil emisi ini diisolasi secara elektrik (Gbr. 3). Dalam kondisi ini, terjadi korsleting PE sentral. konduktor tidak kurang (Gbr. 2). Ujung-ujung emitor segitiga c-c" dan d-g", yang terletak di tepi luar susunan bertahap, juga dihubungkan oleh konduktor 3 (dalam hal ini, setiap konduktor 3 bersama dengan dua konduktor membentuk sirkuit tertutup, yang dapat diisi dengan konduktor tambahan atau diganti dengan pelat logam padat dengan bentuk yang sama). Setiap PE memiliki dimensi melintang dan memanjang 2L= min (di mana min adalah panjang gelombang minimum dalam rentang operasi), dan secara umum susunan bertahap adalah persegi dengan sisi 
. Sistem pengumpan array bertahap ditunjukkan pada Gambar. 4, terdiri dari dua kelompok identik yang mengumpankan emitor PE zg" horizontal dan vv" vertikal. Pada gambar. Gambar 1 menunjukkan kelompok pengumpan penghasil emisi horizontal. Ini mencakup pengumpan dari 4 vibrator LF dan pengumpan (N-1) dari 5 vibrator HF. Cangkang layar 6 dari pengumpan 4, 5 dihubungkan secara elektrik ke bagian atas emitor segitiga kiri dari vibrator horizontal, dan konduktor pusat 7 dari pengumpan ini dihubungkan dengan cara yang sama ke emitor segitiga kanan. Feeder 4 elemen LF dihubungkan langsung ke pemancar (receiver). Pengumpan 5 dari elemen HF untuk memastikan pentahapan susunan antena dan antarmuka dengan keluaran pemancar dihubungkan melalui jalur penundaan terkendali (ULL) 8 dan pembagi daya 9 (ketika coupler bekerja untuk penerimaan 1:8). Perangkat yang diusulkan berfungsi sebagai berikut. Ketika tegangan eksitasi diterapkan melalui pengumpan 4 ke titik g-g" (untuk vibrator vertikal v-c"), arus dari titik-titik ini mengalir sepanjang lengan berbentuk belah ketupat yang dibentuk oleh emitor segitiga yang saling berhubungan 1 dari PE tengah dan samping, juga seperti dari titik E dan E" melalui konduktor 2 ke titik H dan H" dari emitor segitiga ortogonal PE perifer, kemudian sepanjang mereka dalam arah melintang ke titik K dan K", yang masing-masing terdapat pasangan konduktor 2 terletak di sisi luar larik bertahap (atau pelat yang menggantikannya). Untuk mengoperasikan larik bertahap dalam rentang HF, daya pemancar dalam pembagi 9 dibagi menjadi 8 saluran identik, yang masing-masing menghasilkan pergeseran fasa yang diperlukan. menggunakan ULZ 8, dan kemudian PE dieksitasi melalui feeder 5 ketika tegangan eksitasi diterapkan ke input salah satu vibrator (horizontal atau vertikal) dari masing-masing PE, vibrator lainnya, bersama dengan konduktor, bersama dengan konduktor. membentuk jumper hubung singkat yang menghubungkan ujung-ujung emitor tereksitasi, sehingga mencapai pencocokan yang lebih baik di bagian bawah jangkauan. Studi eksperimental dari array bertahap yang diusulkan dilakukan pada prototipe yang dirancang untuk beroperasi pada kisaran 1,5-60 MHz, terbuat dari baja lembaran setebal 2 mm. Dimensi tata letak 15 x 15 m2, tanah kering (=5, =0.001 S/m). Sistem penyulang HF PAR terbuat dari kabel koaksial RK-75-9-12 dengan panjang (140-0,1) m, eksitasi elemen LF dilakukan melalui kabel RK-75-17-12 dengan panjang ( 120-0,1) m. rangkaian tersebut mencakup pembagi daya transformator 1:8 dan saluran tunda terkontrol 8 saluran 4-bit yang dibentuk oleh bagian kabel koaksial berinsulasi fluoroplastik dengan panjang 0,66 m, 1,32 m, 2,64 m dan 5,28 m . Produk Fakel-N1 digunakan sebagai perangkat transmisi (rentang frekuensi operasi 1,5-60 MHz, daya hingga 4 kW). Selama penelitian, impedansi input elemen frekuensi rendah, elemen frekuensi tinggi diukur secara terpisah dan sebagai bagian dari array bertahap, dari mana nilai BEF dan pola radiasi dinamis pada berbagai frekuensi dihitung. Nilai KBV, elemen frekuensi rendah, elemen frekuensi tinggi individual, dan array bertahap secara keseluruhan, ditunjukkan pada Gambar. 5, mengkonfirmasi kualitas pencocokan yang tinggi di seluruh rentang operasi. Pola radiasi dinamis dari array bertahap di bagian bawah, tengah dan atas rentang ditunjukkan pada Gambar. 6 (masing-masing grafik a, b, c). Garis padat menunjukkan pola yang dihitung, garis silang menunjukkan hasil pengukuran. Dapat dilihat bahwa, pada seluruh rentang, susunan bertahap memastikan pembentukan radiasi maksimum dalam arah tertentu.
Mengeklaim
Antena susunan bertahap yang berisi sekelompok elemen datar, yang masing-masing mencakup sepasang pemancar segitiga yang dipasang secara koplanar di dalam persegi panjang yang membatasi bukaan susunan antena bertahap, dan dihubungkan ke jalur pengumpan, dicirikan bahwa elemen datar terletak secara horizontal di dalam media semikonduktor atau di permukaannya, sepasang emitor identik kedua dimasukkan ke dalam setiap elemen datar, dipasang secara coplanar dan ortogonal terhadap elemen pertama, ujung luar emitor segitiga milik elemen datar yang berdekatan dihubungkan secara elektrik, dan ujung luar dari emitor segitiga dihubungkan secara elektrik. pemancar segitiga milik elemen datar periferal dihubungkan di sepanjang perimeter susunan antena bukaan bertahap dengan konduktor hubung singkat tambahan, dan ujung luar pemancar segitiga yang berdekatan di kedua sisi dengan diagonal besar susunan antena bertahap diisolasi secara elektrik, dan ujung luar dari emitor segitiga yang tersisa dihubungkan dengan konduktor hubung singkat, sedangkan jalur umpan saluran frekuensi rendah dihubungkan ke bagian atas emitor segitiga dari elemen datar, yang terletak di tengah susunan antena bertahap , dan bagian atas pemancar segitiga dari elemen datar yang tersisa dihubungkan ke jalur umpan saluran frekuensi tinggi, dan pemancar segitiga ortogonal di setiap elemen datar diberi daya secara independen.
