Phased Array Antenne

Eine Phased Array Antenne (Phased Array = Phasengesteuertes Feld) ist eine Richtantenne, deren Sende- / Emfangsrichtung sich ohne mechanische Änderungen an der Antenne bewerkstelligen lassen.

Während bei einer klassischen Richtantenne der Sender in einen Parabolspiegel sendet und dieser die Bündelung übernimmt, werden bei einer Phased Array Antenne die Phasenwinkel der, in einer Matrix angeordneten Sendeelemente genutzt, um durch Interferenz eine Bündelung zu erzielen. Die Sendeenergie wird in der gewünschten Richtung verstärkt, während die unerwünschten Richtungen durch destruktive Interferenz ausgelöscht werden. Die einzelnen Sendeelemente benötigen hierbei keine Bündelungseinrichtungen.

Um den Abstrahl- / Empfangswinkel z.B. nach oben zu verlagern, muss nur der Phasenwinkel der oberen Elemente früher einsetzen, während der Phasenwinkel der unteren Elemente auf später eingestellt wird. Dadurch wird die Wellenfront gegenüber der Antennenfläche angewinkelt, und der Abstrahlwinkel neigt sich nach oben. Wenn der Phasenwinkel der äußeren Elemente nach-, der der inneren vorgestellt wird, wird der Abstrahlwinkel der Antenne größer.

Vorteile von Phased Array Antennen:

+ Extrem genaue Richtwirkung. bis hin zum Fixieren der Sendeenergie auf einen Punkt in beliebiger Entfernung (Brennglaseffekt)

+ Strahlschwenkung im Mikrosekundenbereich möglich.

+ Keine komplexe Form der Antenne nötig, eine flache, rechteckige Fläche genügt

+ Sehr flexible Antennencharakteristik möglich (Richtstrahler, Fächerstrahler, Sektorstrahler)

+ Hohe Redundanz durch hohe Anzahl an Sende- / Empfangselementen.

Nachteile:

- Hoher Technikaufwand zur Strahlschwenkung nötig.

- Eingeschränkter Richtwinkel (Technisches Maximum +/- 60°, wirtschaftlich sind <30°)

- Hohe Präzisionsanforderungen an die Elemente, die zur Phasenverschiebung nötig sind.

- Geringe Bandbreite der Antenne, da die Abstände der Sendeelemente untereinander in etwa λ/2 entspricht.

Weblinks

• gute Erklärung unter Radargrundlagen von Christian Wolff