Anténní pole (AR) je komplexní anténa obsahující soubor vyzařovacích prvků (jednotlivé antény nebo skupiny antén) umístěných v prostoru v určitém pořadí, orientovaných a vybuzených tak, aby získaly daný vyzařovací diagram [1] .
Anténní pole umožňuje získat požadované radiotechnické indikátory (směr, tvar a šířka paprsku, směrovost , úroveň postranních laloků atd.) vytvořením určitého rozložení amplitud a fází proudů nebo polí, které budí vyzařující prvků (amplitudově-fázové rozložení, AFR), na rozdíl od jednotlivých antén (například horn , mirror ), u kterých je stejný problém řešen volbou jejich tvaru, velikosti, materiálů, designu. ADF je upevněn v anténním poli, není možné ovládat ADF v provozním režimu. Například pro rychlou změnu směru paprsku v prostoru musí být vyzařovací tkanina anténního pole mechanicky otočena. Složitější anténa – fázové anténní pole (PAR) umožňuje libovolně měnit PRA nebo implementovat několik pevných možností PRA postupně v čase nebo současně. Charakteristickým rysem anténního pole je kombinace vstupů vyzařovacích prvků do jednoho jediného vstupu [2] (např. pomocí rozdělovače nebo on-air power), tedy vícecestné anténní pole a pole se součtem -rozdílové vstupy s mechanickým skenováním paprsku se označují jako sfázovaná anténní pole.
Jako elementární zářiče v AR lze použít různé antény s nízkou i vysokou směrovostí . Například v nejjednodušších soustavách mohou být jako elementární antény instalovány symetrické a asymetrické vibrátory, vlnovodné štěrbiny, tištěné zářiče atd. V radioastronomii se používají systémy několika velkých reflektorových antén s úzkým vyzařovacím diagramem orientovaným jedním směrem. To umožňuje zvýšit zisk systému N -krát a přijímat signál z vesmíru při nízkém poměru signálu k šumu.
Anténní prvky v AP mohou být uspořádány různými způsoby. Pokud jsou fázové středy emitorů umístěny ve stejné ose, pak se pole nazývá lineární, pokud je v rovině - ploché. Existují složitější možnosti umístění prvků antény v prostoru. Často se takové systémy nazývají konformní, protože opakují tvar povrchu, na kterém jsou umístěny zářiče. Může to být například povrch letadla , družice Země nebo složitý terén . Nejběžnější anténní pole, jejichž vyzařovací prvky jsou umístěny ve stejné rovině.
Pro získání signálu přijímaného z prostoru na výstupu pole je nutné provést koherentní sčítání signálů ze všech prvků anténního pole. Za to je zodpovědný distribuční systém, postavený na prvcích mikrovlnné cesty, včetně přenosových vedení , řídicích systémů a zařízení pro kombinování signálů. Vyzařovací diagram je tvořen rozložením amplitudy a fáze v otvoru antény.
Rozložení amplitudy je závislost koeficientu prostupu v konkrétním vyzařovacím prvku pole. Obvykle se k vytvoření úzce směrovaného záření používá rovnoměrné nebo klesající rozložení amplitudy.
Rozdělení fází - závislost fázového rozdílu mezi sousedními zářiči. V obecném případě určuje časové zpoždění dopadajícího vlnového signálu spojeného s rozdílem vlnových drah mezi sousedními zářiči. V praxi se nejčastěji používají dva typy fázových rozdělení:
V prvním případě anténa generuje záření podél normály k otvoru. Druhý typ fázové distribuce umožňuje vytvářet záření pod určitým úhlem k otvoru. Složitější fázové distribuce (například kvadratické) lze použít k potlačení postranních laloků RP, vytváření obrazců záření složitého tvaru a při vícecestném provozu.
Během provozu systému se mění vnější i vnitřní pracovní podmínky. Existují zdroje rušení (pro radar), poruchy jednotlivých prvků, podmínky elektromagnetické kompatibility . Ve složitých systémech je možné upravit směrovou charakteristiku pole za provozu. K tomu počítačový komplex řídicího systému přestaví koeficienty přenosu v každém prostorovém kanálu AR (elementárního zářiče) podle speciálních algoritmů, čímž změní rozložení amplitudy a fáze tak, aby tvořila "nulu" ve směru zdroj rušení nebo kompenzovat vadný prvek antény. To umožňuje výrazně zlepšit kvalitu systému, zlepšit stealth (pro radar). Takové systémy se nazývají adaptivní anténní pole .
Výhodou anténního pole oproti jiným anténám je:
Nevýhody systému jsou:
Čtyřprvkové kolineární pole rozsahu VHF ze smyčkových vibrátorů
Širokopásmové AR rozsahu VHF televizní vysílací stanice
Vibrátor AR s mechanickým skenováním na frekvenci 106 MHz radaru včasného varování SCR-270 (USA) během druhé světové války
AR vysílacího centra HF rozsahu. Drátové vibrátory jsou zavěšeny vodorovně mezi dvěma stožáry
AR čtyř spirálových antén systému přenosu telemetrických informací
AR satelitní komunikační systémy. Každá ze čtyř devítiprvkových vibračních antén „vlnového kanálu“ je také anténním polem.
Microstrip AR pro příjem satelitního TV signálu.
AR radioteleskopu Very Large Array , jehož prvky tvoří 27 reflektorových antén