El conjunto de antenas (AR) es una antena compleja que contiene un conjunto de elementos radiantes (antenas individuales o grupos de antenas) ubicados en el espacio en un cierto orden, orientados y excitados para obtener un patrón de radiación dado [1] .
El conjunto de antenas le permite obtener los indicadores técnicos de radio requeridos (dirección, forma y ancho del haz, directividad , nivel de los lóbulos laterales , etc.) al formar una cierta distribución de amplitudes y fases de las corrientes o campos que excitan la radiación. elementos (distribución de fase de amplitud, AFR), en contraste con las antenas individuales (por ejemplo, cuerno , espejo ), en el que el mismo problema se resuelve eligiendo su forma, tamaño, materiales, diseño. El ADF está fijo en el conjunto de antenas, no hay posibilidad de controlar el ADF en el modo operativo. Por ejemplo, para cambiar rápidamente la dirección del haz en el espacio, la estructura radiante del conjunto de antenas debe girarse mecánicamente. Una antena más compleja: una matriz de antenas en fase (PAR) le permite cambiar arbitrariamente el PRA o implementar varias opciones de PRA fijas secuencialmente en el tiempo o simultáneamente. Una característica distintiva del arreglo de antenas es la combinación de las entradas de los elementos radiantes en una sola entrada [2] (por ejemplo, usando un distribuidor o por energía en el aire), por lo tanto, un arreglo de antenas multicamino y un arreglo con suma -Las entradas de diferencia con barrido de haz mecánico se denominan conjuntos de antenas en fase.
Como radiadores elementales en la AR, se pueden utilizar varias antenas tanto de baja como de alta directividad . Por ejemplo, en las matrices más simples, se pueden instalar como antenas elementales vibradores simétricos y asimétricos, ranuras de guía de ondas, emisores impresos, etc.. En radioastronomía , se utilizan sistemas de varias antenas reflectoras grandes con un patrón de radiación estrecho orientado en una dirección. Esto hace posible aumentar N veces la ganancia del sistema y recibir una señal del espacio con una relación señal/ruido baja.
Los elementos de antena en el AP se pueden organizar de varias maneras. Si los centros de fase de los emisores están ubicados en el mismo eje, entonces la matriz se llama lineal, si está en un plano, plana. Hay opciones más complejas para colocar elementos de antena en el espacio. A menudo, estos sistemas se denominan conformes, porque repiten la forma de la superficie sobre la que se colocan los emisores. Por ejemplo, puede ser la superficie de un avión , un satélite terrestre o un terreno complejo . Los conjuntos de antenas más comunes, cuyos elementos radiantes están ubicados en el mismo plano.
Para obtener una señal recibida desde el espacio a la salida del conjunto de antenas, es necesario realizar una suma coherente de señales de todos los elementos del conjunto de antenas. El sistema de distribución es el responsable de esto, construido sobre los elementos de la ruta de microondas, incluidas las líneas de transmisión , los sistemas de control y los dispositivos de combinación de señales. El patrón de radiación está formado por la distribución de amplitud y fase sobre la apertura de la antena.
La distribución de amplitud es la dependencia del coeficiente de transmisión en un elemento radiante particular de la matriz. Por lo general, se utiliza una distribución de amplitud uniforme o decreciente para formar una radiación de dirección estrecha.
Distribución de fase - la dependencia de la diferencia de fase entre emisores adyacentes. En el caso general, determina el retardo de tiempo de la señal de la onda incidente asociada con la diferencia de caminos de onda entre emisores adyacentes. En la práctica, se utilizan con mayor frecuencia dos tipos de distribuciones de fase:
En el primer caso, la antena genera radiación a lo largo de la normal a la apertura. El segundo tipo de distribución de fase permite formar radiación en un cierto ángulo con respecto a la apertura. Se pueden usar distribuciones de fase más complejas (por ejemplo, cuadráticas) para suprimir los lóbulos laterales del RP, la formación de patrones de radiación de forma compleja y en la operación de trayectos múltiples.
Durante la operación del sistema, las condiciones de trabajo externas e internas cambian. Hay fuentes de interferencia (por radar), fallas de elementos individuales, condiciones de compatibilidad electromagnética . En sistemas complejos, es posible ajustar las características de directividad del arreglo durante la operación. Para hacer esto, el complejo informático del sistema de control reconstruye los coeficientes de transmisión en cada canal espacial del AR (radiador elemental) de acuerdo con algoritmos especiales, cambiando así la distribución de amplitud-fase para formar un "cero" en la dirección de la fuente de interferencia, o compensar el elemento de antena fallado. Esto le permite mejorar significativamente la calidad del sistema, mejorar el sigilo (para el radar). Estos sistemas se denominan conjuntos de antenas adaptables .
La ventaja de un conjunto de antenas sobre otras antenas es:
Las desventajas del sistema son:
Matriz de rango VHF colineal de cuatro elementos de vibradores de bucle
AR de banda ancha del rango VHF de una estación de transmisión de televisión
Vibrador AR con barrido mecánico a una frecuencia de 106 MHz del radar de alerta temprana SCR-270 (EE.UU.) durante la Segunda Guerra Mundial
AR del centro transmisor de la gama HF. Los vibradores de alambre están suspendidos horizontalmente entre dos mástiles
AR de cuatro antenas helicoidales del sistema de transmisión de información telemétrica
Sistemas de comunicación por satélite AR. Cada una de las cuatro antenas vibradoras de nueve elementos "canal de onda" es también un conjunto de antenas.
Microstrip AR para recibir señales de TV por satélite.
AR del radiotelescopio Very Large Array , cuyos elementos son 27 antenas reflectoras