Antena kwadratowa Cosecanta
Cosecans kwadratowa antena , czasami nazywana stałą wysokością , jest zmodyfikowaną formą reflektora parabolicznego używanego w niektórych systemach radarowych . Ma kształt umożliwiający wysyłanie większej ilości energii radiowej w określonych kierunkach w celu wygładzenia wzorca odbioru obiektów, gdy ich zasięg zmienia się w stosunku do radaru. Nazwa odnosi się do faktu, że ilość energii zwracanej przez cel spada wraz z kwadratem cosecansa kąta między radarem a celem.
Rozwój
Koncepcja powstała jako część rozwoju radaru H2S , który skanował obszar pod samolotem, aby uzyskać mapę radarową ziemi poniżej. Ziemia bezpośrednio pod samolotem znajduje się w odległości równej wysokości samolotu, co daje najsilniejszy sygnał. Teren na dalszych odległościach zwraca znacznie mniej sygnału ze względu na równanie radarowe .
Odległość zasięgu nachylenia między radarem a terenem jest cosecansem kąta między kadłubem a celem, a energia spada wraz z czwartym pierwiastkiem tej liczby. Bez korekty dało to obraz, na którym ziemia pod samolotem była bardzo jasna na kineskopu , podczas gdy teren na większych odległościach był prawie niewidoczny.
Aby temu przeciwdziałać, antena skanująca została ponownie skierowana tak, aby była skierowana prawie bezpośrednio do przodu, wysyłając w ten sposób większość energii radaru pod niskimi kątami w stosunku do samolotu, zwiększając w ten sposób energię dostępną na dużym zasięgu. To sprawiło, że obszar bezpośrednio pod samolotem nie otrzymał żadnej energii, więc górna krawędź odbłyśnika została wygięta, aby odbijać niewielką ilość energii w tym kierunku. Powoduje to bardziej równomierny wzór wyświetlania.
Ta sama podstawowa koncepcja wkrótce znalazła wiele ról. W przypadku radarów naziemnych tę samą modyfikację można zastosować do skanowania pod dużymi kątami nad stacją, jednocześnie wysyłając większość energii w kierunku małych kątów, aby wykrywać samoloty z dużej odległości, gdy wznoszą się one nad horyzontem radaru .
Można również zastosować odwrotną modyfikację, wyginając górną wargę na zewnątrz, z tym samym podstawowym rezultatem.
Pochodzenie
Obiekt na wysokości h nad ziemią i w zakresie nachylenia R tworzy kąt α , który można obliczyć z sin α = h / R . Przez zmianę układu R = h / sin α lub R = h csc α .
Równanie radarowe stwierdza, że sygnał odbierany z obiektu, czwartej potęgi Pe Pe ~ G2 / R4 , zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do G zasięgu i wprost do kwadratu zysku anteny, , tak że . Jeśli celem jest wytworzenie stałej P e , to G 2 ~ R 4 lub G ~ R 2 .
Podstawienie w naszym wzorze na R daje G ~ ( h csc α ) 2 . Ponieważ stały sygnał jest pożądany dla obiektów o stałym h , powiedzmy wysokość samolotu skanującego ziemię lub radar naziemny obserwujący samolot na stałej wysokości, możemy również wyeliminować h , pozostawiając G ~ csc 2 α , cosecans relacja kwadratowa.
- „Antena z kwadratowym wzorem cosecans” . Samouczek radaru .