In der Wellentheorie ist eine aufeinander abgestimmte Reihe eine Reihe von Antennen, in denen die Verhältnisphasen der jeweiligen Signale, die die Antennen füttern, auf solche Art und Weise geändert werden, dass das wirksame Strahlenmuster der Reihe in einer gewünschten Richtung verstärkt und in unerwünschten Richtungen unterdrückt wird.

Eine Antenne-Reihe ist eine Gruppe von vielfachen aktiven Antennen, die mit einer allgemeinen Quelle oder Last verbunden sind, um ein lenkendes Strahlenmuster zu erzeugen. Gewöhnlich trägt die Raumbeziehung der individuellen Antennen auch zum directivity der Antenne-Reihe bei. Der Gebrauch des Begriffes "aktive Antennen" ist beabsichtigt, um Elemente zu beschreiben, deren Energieproduktion wegen der Anwesenheit einer Energiequelle im Element modifiziert wird (anders als die bloße Signalenergie, die den Stromkreis durchführt), oder ein Element, in dem die Energieproduktion von einer Energiequelle vom Signaleingang kontrolliert wird. Eine allgemeine Anwendung davon ist mit einer Standardmehrband-Fernsehantenne, die vielfache Elemente zusammen verbinden ließ.

Geschichte

Aufeinander abgestimmte Reihe-Übertragung wurde 1905 vom Hofdichter von Nobel Karl Ferdinand Braun ursprünglich entwickelt, der erhöhte Übertragung von Funkwellen in einer Richtung demonstriert hat. Während des Zweiten Weltkriegs hat Hofdichter von Nobel Luis Alvarez aufeinander abgestimmte Reihe-Übertragung in einem schnell lenkbaren Radarsystem für die "Boden-kontrollierte Annäherung", ein System verwendet, um in der Landung von Flugzeugen in Großbritannien zu helfen. Zur gleichen Zeit hat GEMA in Deutschland den PESA Mammut 1 gebaut. Es wurde später an die Radioastronomie angepasst, die zu Nobelpreisen für die Physik für Antony Hewish und Martin Ryle führt, nachdem mehrere große aufeinander abgestimmte Reihe an der Universität des Cambridges entwickelt wurde. Das Design wird auch im Radar verwendet, und wird in interferometric Radioantennen verallgemeinert. 2007 haben DARPA Forscher bekannt gegeben, dass ein 16 Element mit allen notwendigen Stromkreisen integrierte Reihe aufeinander abgestimmt hat, um an 30-50 GHz auf einem einzelnen Siliziumchip zu militärischen Zwecken zu senden.

Gebrauch

Die Verhältnisumfänge — und konstruktiven und zerstörenden Einmischungseffekten unter — die durch die individuellen Antennen ausgestrahlten Signale bestimmen das wirksame Strahlenmuster der Reihe. Eine aufeinander abgestimmte Reihe kann verwendet werden, um ein festes Strahlenmuster, oder zu schnell im Azimut oder der Erhebung anzuspitzen. Gleichzeitige elektrische Abtastung sowohl im Azimut als auch in der Erhebung wurde zuerst in einer aufeinander abgestimmten Reihe-Antenne an Hughes Aircraft Company, Ringeltaube-Stadt, Kalifornien 1957 demonstriert (sieh Joseph Spradley, "Eine Volumetrische Elektrisch Gescannte Zweidimensionale Mikrowellenantenne-Reihe," ZORN Nationale Tagungsaufzeichnung, erster Teil - Antennen und Fortpflanzung; Mikrowellen, New York: Das Institut für Radioingenieure, 1958, 204-212). Wenn aufeinander abgestimmte Reihe im Echolot verwendet wird, wird es beamforming genannt.

Die aufeinander abgestimmte Reihe wird zum Beispiel in der optischen Kommunikation als ein mit der Wellenlänge auswählender splitter verwendet.

Für die Information über aktive sowie passive aufeinander abgestimmte Reihe-Radare, sieh auch aktive elektronisch gescannte Reihe.

Rundfunkübertragung

In der Sendungstechnik ist aufeinander abgestimmte Reihe erforderlich, von vielen Sendungsradiostationen von AM verwendet zu werden, um Signalkraft und deshalb Einschluss in der Stadt der Lizenz zu erhöhen, während man Einmischung zu anderen Gebieten minimiert. Wegen der Unterschiede zwischen der ionosphärischen und Tagesnachtfortpflanzung an mediumwave Frequenzen ist es für Rundfunkstationen von AM üblich, sich zwischen Tag (groundwave) und Nacht (Raumwelle) Strahlenmuster durch die Schaltung der Phase und Macht-Niveaus zu ändern, die den individuellen Antenne-Elementen (Mast-Heizkörper) täglich am Sonnenaufgang und Sonnenuntergang geliefert sind. Bescheidenere aufeinander abgestimmte Reihe longwire Antenne-Systeme kann von privaten Radioanhängern verwendet werden, um longwave, mediumwave (AM) und Kurzwellenradiosendungen von großen Entfernungen zu erhalten.

Auf der VHF wird aufeinander abgestimmte Reihe umfassend für die FM-Rundfunkübertragung verwendet. Diese vergrößern außerordentlich den Antenne-Gewinn, die ausgestrahlte RF Energie zum Horizont vergrößernd, der der Reihe nach außerordentlich eine Sendungsreihe einer Station vergrößert. In diesen Situationen ist die Entfernung zu jedem Element vom Sender identisch, oder ist eine (oder andere ganze Zahl) Wellenlänge einzeln. Die Synchronisierung der solcher Reihe, dass die niedrigeren Elemente ein bisschen verzögert werden (durch das Bilden der Entfernung zu ihnen länger) verursacht eine Balken-Neigung nach unten, die sehr nützlich ist, wenn die Antenne auf einem Sendeturm ziemlich hoch ist.

Andere aufeinander abstimmende Anpassungen können die Radiation nach unten im weiten Feld vergrößern, ohne den Hauptlappen zu kippen, das ungültige Schaffen füllt sich, um äußerst hohe Berggipfel-Positionen zu ersetzen, oder es in fast Feld zu vermindern, übermäßige Aussetzung von jenen Arbeitern oder sogar nahe gelegenen Hausbesitzern auf dem Boden zu verhindern. Die letzte Wirkung wird auch durch den Halbwelle-Abstand - das Einfügen von zusätzlichen Elementen halbwegs zwischen vorhandenen Elementen mit dem Abstand der vollen Welle erreicht. Diese Synchronisierung erreicht grob denselben horizontalen Gewinn wie der Abstand der vollen Welle; d. h. eine volle Fünf-Elemente-Welle Reihe unter Drogeneinfluss kommt neun - oder Zehn-Elemente-Hälfte der Welle Reihe unter Drogeneinfluss gleich.

Marinegebrauch

Aufeinander abgestimmte Reihe-Radarsysteme werden auch durch Schlachtschiffe von vielen Marinen verwendet. Aufeinander abgestimmte Reihe-Radare erlauben einem Schlachtschiff, ein Radarsystem für die Oberflächenentdeckung zu verwenden und (Entdeckung von Schiffen), die Luftentdeckung und das Verfolgen (Entdeckung des Flugzeuges und der Raketen) und der Rakete uplink Fähigkeiten verfolgend. Vor dem Verwenden dieser Systeme hat jede Boden-Luftrakete im Flug einen hingebungsvollen Feuerkontrolle-Radar verlangt, der bedeutet hat, dass Schiffe nur eine kleine Zahl von gleichzeitigen Zielen verpflichten konnten. Aufeinander abgestimmte Reihe-Systeme können verwendet werden, um Raketen während der Mitte Kurs-Phase des Flugs der Rakete zu kontrollieren. Während des Endteils des Flugs stellen Dauerstrich-Feuerkontrolldirektoren die Endleitung zum Ziel zur Verfügung. Weil der Radarbalken elektronisch gesteuert wird, hat aufeinander abgestimmt Reihe-Systeme können Radarbalken schnell genug leiten, um eine Feuerkontrollqualitätsspur auf vielen Zielen gleichzeitig aufrechtzuerhalten, während sie auch mehrere Flugraketen kontrollieren. Der AN/SPY-1 aufeinander abgestimmte Reihe-Radar, Teil des Kampfsystems von Aegis, das auf modernen amerikanischen Kreuzern und Zerstörern aufmarschiert ist, "sind im Stande, Suche, Spur und Raketenleitungsfunktionen gleichzeitig mit einer Fähigkeit zu mehr als 100 Zielen durchzuführen." Ebenfalls hat Thales Herakles Reihe-Mehrfunktionsradar an Bord aufeinander abgestimmt die Furchterregenden Klassenfregatten der Marine der Republik Singapur haben eine Spur-Kapazität von 200 Zielen und sind im Stande, automatische Zielentdeckung, Bestätigung und Spur-Einleitung in einem einzelnen Ansehen zu erreichen, während die gleichzeitige Versorgung der Mitte Kurs-Leitung zu den MBDA vom Schiff gestarteten Aster-Raketen aktualisiert.

Die deutsche Marine und die holländische Marine haben das Aktive Aufeinander abgestimmte Reihe-Radarsystem (APAR) entwickelt.

:See auch: Aktive Elektronisch Gescannte Reihe, Aegis bekämpft System und AN/SPY-1

Aufeinander abgestimmte Reihe wird auch im Marineecholot verwendet, sowohl im aktiven (übersenden Sie als auch erhalten Sie), und passiv (erhalten Sie nur), und sowohl Rumpf-bestiegenes als auch abgeschlepptes Reihe-Echolot.

Raumsonde-Kommunikation

Das BOTE-Raumfahrzeug ist eine Mission zum Planet-Quecksilber (Ankunft am 18. März 2011). Dieses Raumfahrzeug ist die erste Tief-Raummission, eine Antenne der aufeinander abgestimmten Reihe für Kommunikationen zu verwenden. Die ausstrahlenden Elemente, werden Schlitzwellenleiter geradlinig polarisiert. Die Antenne, die das X Band verwendet, verwendet 26 Strahlungselemente, aber kann anmutig degradieren.

Wetterforschungsgebrauch

Das Nationale Strenge Sturmlaboratorium hat aufeinander abgestimmte Reihe-Antenne eines SPIONS-1A verwendet, die von der US-Marine, für die Wetterforschung an seinem Normannen, Oklahoma Möglichkeit seit dem 23. April 2003 zur Verfügung gestellt ist. Es wird gehofft, dass Forschung zu einem besseren Verstehen von Gewittern und Tornados führen wird, schließlich zu vergrößerten Warnungszeiten und erhöhter Vorhersage von Tornados führend. Aktuelle Projektteilnehmer schließen die Nationalen Strengen Stürme Nationales und Laborwetterdienstradaroperationszentrum, Lockheed Martin, USA-Marine, Universität der Oklahoma Schule der Meteorologie, Schule von Elektrischen und Computertechnik, und Atmosphärischem Radarforschungszentrum, Regenten des Staates Oklahoma für die Hochschulbildung, die Bundesflugregierung, und den Grundlegenden Handel und die Industrien ein. Das Projekt schließt Forschung und Entwicklung, zukünftigen Technologietransfer und potenzielle Aufstellung des Systems überall in den Vereinigten Staaten ein. Wie man erwartet, nimmt es 10 bis 15 Jahre, um Aufbau zu vollenden und abzuzeichnen, war etwa $ 25 Millionen.

Optik

Innerhalb des sichtbaren oder infraroten Spektrums von elektromagnetischen Wellen ist es auch möglich, optische aufeinander abgestimmte Reihe zu bauen. Sie werden in der Wellenlänge multiplexers und den Filtern zu Fernmeldezwecken, dem Laserbalken-Steuern und der Holographie verwendet. Synthetische Reihe heterodyne Entdeckung ist eine effiziente Methode, für eine komplette aufeinander abgestimmte Reihe auf einen einzelnen Element-Photoentdecker gleichzeitig zu senden.

Radiofrequenz-Identifizierung

Kürzlich sind aufeinander abgestimmte Reihe-Antennen in RFID Systeme eingeschlossen worden, um die Lesen-Fähigkeit zu passiven UHF-Anhängseln bedeutsam zu erhöhen, die von 30 Fuß bis 600 Fuß gehen.

Human-Machine Interfaces (HMI)

Eine aufeinander abgestimmte Reihe von akustischen Wandlern, bezeichneter Airborne Ultrasound Tactile Display (AUTD), wurde an der Universität von Tokios Shinoda Laboratorium entwickelt, um fühlbares Feed-Back zu veranlassen. Dieses System wurde auch demonstriert, um einem Benutzer zu ermöglichen, virtuelle holografische Gegenstände interaktiv zu manipulieren.

Mathematische Perspektive und Formeln

Eine aufeinander abgestimmte Reihe ist ein Beispiel der N-Schlitz-Beugung. Es kann auch als die zusammenhängende Hinzufügung von N Linienquellen angesehen werden. Seit jeder individuellen Antenne können Taten als ein Schlitz, Funkwellen, ihr Beugungsmuster ausstrahlend, durch das Hinzufügen berechnet werden, dass die Phase φ zum Fringing-Begriff auswechselt.

Wir werden vom auf der Beugungsseite abgeleiteten N-Schlitz-Beugungsmuster beginnen.

\psi =