Warum sind viele Radarantennenarrays nicht rechteckig, sondern achteckig/ikosagonal?

Es gibt mehrere Gründe für diese Formen.

Erstens erleichtern die abgeschnittenen/abgerundeten Ecken das Einpassen in die Nase eines Flugzeugs. Dies gilt sowohl für aktive als auch für passive Phased Arrays, die auf dem B-1B, F-16 (neuere Versionen), F-22, F-35 usw. zu finden sind.

Die meisten quadratischen oder rechteckigen Arrays sind in boden- oder schiffsgestützten Anwendungen zu finden, wo die Verpackungsbeschränkungen nicht ganz so streng sind. Typisch für eine solche Anordnung ist das aufgabenorientierte Boden-/Luftradar (G/ATOR) für das United States Marine Corps. Das Bild unten stammt aus dem Defense Blog:

Zweitens, wenn das Array ein AESA (Active Electronically Steered Array) ist, befindet sich hinter jedem Antennenelement eine ganze Reihe teurer Elektronik (LNAs, Filter, Phasenschieber, Dämpfungsglieder). Aus Kostengründen möchten Sie die Anzahl der Elemente auf das Minimum beschränken, das erforderlich ist, um die erforderliche Aperturverstärkung bereitzustellen.

Die meisten Arrays verwenden beim Empfang eine Amplitudengewichtung sowohl in der X- als auch in der Y-Achse der Antenne, um den Nebenkeulenpegel zu steuern. Diese Amplitudengewichtung bedeutet, dass die Endelemente entlang beider Achsen und insbesondere die Elemente in der rechtwinkligen Ecke des Arrays stark gedämpft werden und daher wenig zur Gesamtleistung des Arrays beitragen. Im Falle einer Nur-Empfangs-Antenne werden diese Elemente entfernt, um Kosten zu sparen.

Bei einer Antenne, die zum Senden (und Empfangen) verwendet wird, besteht der Name des Spiels normalerweise darin, so viel Leistung wie möglich abzugeben. Das heißt, um die effektive isotrope Strahlungsleistung oder EIRP zu maximieren. Bei dieser Anwendung werden üblicherweise Rand- oder Eckelemente an Ort und Stelle belassen, um die Sendeausgangsleistung dieser Elemente auszunutzen, selbst wenn sie nicht viel zum Empfangsbetrieb beitragen. Das heißt, vorausgesetzt, sie werden nicht entfernt, um das Array an die Volumenbeschränkungen anzupassen.

Antenne unten hinzugefügt

Hier ist eine Array-Antenne, die einigen ähnelt, mit denen ich in der Vergangenheit gearbeitet habe. Es hat die Form eines Parallelogramms, und die Elemente sind parallel zur geneigten Seite angeordnet.

Eine so geformte Antenne hat bestimmte Eigenschaften in Bezug auf Seitenkeulen, die sie für einige Anwendungen attraktiv machen. Beachten Sie, dass die einzelnen strahlenden Elemente, die im Diagramm durch das "X" gekennzeichnet sind, nicht auf einem schönen kartesischen Gitter angeordnet sind. Dies macht die Berechnung der Phasenverschiebungen des Elements etwas schwieriger, aber nicht übermäßig.