Was ist ein Antennenarray?
Ein Antennenarray ist eine Gruppe von Antennen, aus denen die Signale zu einem einzigen Strahl zusammengefasst werden. Es kann zwei oder mehr Antennen enthalten, während einige Arrays bis zu Tausenden von einzelnen Signalausstrahlungskomponenten enthalten können. Antennenarrays werden verwendet, um die Signalqualität zu verbessern, Interferenzen zu minimieren und das Signal in eine bestimmte Richtung zu fokussieren. Sie können auch verwendet werden, um zu erkennen, woher eingehende Signale kommen. Das Gerät wird auch als Phased-Array-Antenne bezeichnet und ermöglicht es den Strahlen jeder Antenne, Interferenzen zu verursachen, die zum Lenken von Signalen verwendet werden.
Die Phase jedes Signals von jeder Antenne wird verschoben, um einen Strahlungsstrahl zu erzeugen. Ein einzelner Strahl bewegt sich dann in einer Richtung innerhalb eines Sichtfelds von bis zu 120 °. Alle Funktionen der Antennenanordnung werden von einem Computer gesteuert, und die Position des Strahls kann innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde verschoben werden. Einer der wichtigsten Vorteile von Antennen-Arrays ist, dass die Systeme auch dann funktionieren, wenn eine Antenne ausfällt. Die Betriebsqualität nimmt ab, aber das Array funktioniert weiterhin.
Es gibt verschiedene Arten von Antennenarrays. Ein lineares Array hat einen Phasenschieber und Antennen, die in einer Linie angeordnet sind. Die Strahlen können nur in einer horizontalen oder vertikalen Ebene abgelenkt werden, aber ein planares Array kann Strahlen in zwei Ebenen lenken. Dieser Typ ist komplexer und jede Antenne enthält einen eigenen Phasenschieber. Eine Frequenzabtastantennenanordnung lenkt einen Strahl gemäß der Frequenz des Signals; rückkehrsignale können dreidimensional dargestellt werden.
Ein Antennenarray kann verschiedene Formen annehmen. Es kann auf eine Leiterplatte geätzt werden, oder seine Elemente können auf einem Funkturm konfiguriert werden. Ein Mikrostreifen-Antennenarray ist sehr klein und wird häufig auf Leiterplatten für Mobiltelefone gedruckt. Große Antennenfelder werden manchmal von militärischen Einrichtungen verwendet.
Während der Entwurfsphase wird ein Antennenarray häufig von einem Computer modelliert. Die Berechnungen zur Bestimmung der Größe und der Strahlformungskapazität jeder Antenne in der Anordnung sind komplex. Zu diesem Zweck wird Computersoftware verwendet, die schwierige mathematische Probleme lösen kann, und Computer müssen über eine erhebliche Leistung verfügen, um diese Fähigkeit zu unterstützen. Einige Softwareprogramme können die Strahlmuster auch unter verschiedenen Bedingungen mit vielen Details visualisieren. Die Funktion eines Antennen-Arrays kann daher bereits vor dem Bau bestimmt werden.