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2.7 Bewertung und Auswahl
Ein modulares Konzept kann mit phased arrays und hybriden Antennen nicht konsequent angewendet
werden, da die Auflösung von digitalen Phasenschiebern den kleinsten Schwenkwinkel und
damit auch die maximale Antennengröße (Apertur) vorgibt. Ist der kleinste Schwenkwinkel größer
als die 3 dB-Keulenbreite, so entstehen Abtastlücken. Ein Phasenschieber mit sehr hoher Auflösung
führt andererseits zu einer schlechten Effizienz bei kleinen Gruppenstrahlern (Transmissionsverluste,
Preis, etc.). Die Begrenzung der nutzbaren Bandbreite von phased arrays und hybriden
Antennen durch Laufzeitphänomene spielt zwar erst bei sehr breitbandigen Signalen eine Rolle,
darf bei modernen Systemen mit Frequenzspreizungsverfahren aber auch nicht vernachlässigt werden.
Die Funktionalität ist bei DBF-Antennen am höchsten. Dazu zählen neben der Strahlsteuerung
auch Strahlformung, Störerausblendung und die Mehrfachkeulenausbildung. Wegen dieser zuletzt
genannten Gründe wurde in Abschnitt 2.3 bereits die DBF-Antenne favorisiert. Als Schaltungstechnik
für die Umsetzung liegen dabei die Vorteile des in Abschnitt 2.2 erläuterten Überlagerungsprinzips
auf der Hand, wobei für eine spätere Serienfertigung die direkte Umsetzung ebenfalls in Frage
kommt.
Aus Abschnitt 2.4 geht eindeutig hervor, dass die Polarisation der Einzelstrahler der des Gruppenstrahlers
entsprechen sollten, um den Schwenkbereich möglichst groß zu halten. Dies gilt sowohl für
rechteckige als auch für dreieckige Gitter, wobei letztere im Allgemeinen den größten Schwenkbereich
mit sich bringen. Der für die Anwendung geforderte minimale Schwenkbereich von θ = ±60 ◦
kann bereits bei einem Elementabstand über λ/2 erreicht werden, für die Realisierung soll jedoch
trotzdem ein Elementabstand von λ/2 benutzt werden, um einen Schwenkbereich bis zu θ = ±90 ◦
nicht prinzipiell auszuschließen.
Die Ergebnisse aus Abschnitt 2.5 untermauern nochmals die Vorteile von DBF-Antennen. Durch
fortschrittliche Kalibrier- und Entkopplungsmöglichkeiten kann die Leistungsfähigkeit, verglichen
mit phased arrays, gesteigert werden.
Tabelle 2.5 fasst die wesentlichen Eigenschaften der in Abschnitt 2.6 diskutierten Architekturen zusammen.
Tabelle 2.5: Wesentliche Eigenschaften von Architekturen aktiver Antennen.
Kachelarchitektur Ziegelarchitektur Hybride Architektur
Integrationsdichte hoch niedrig niedrig
Thermische Belastung hoch niedrig niedrig
Maximale Frequenz mittel hoch mittel
Funktionalität gering hoch hoch
Was die Integrationsdichte und die damit verbundene thermische Belastung angeht, so ist die Kachelarchitektur
der Ziegelarchitektur und auch den hybriden Ansätzen unterlegen. Ausgenommen
sind Fälle, in denen Miniaturisierung im Vordergrund steht. Bei der Integrationsdichte müssen Übergänge
und auch Verbinder berücksichtigt werden. Die maximale Frequenz - hauptsächlich begrenzt
durch die physikalischen Abmessungen heutiger Verbinder und MMICs - ist bei der Ziegelarchitektur
am höchsten, genau wie die Funktionalität. Hiermit ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass,
zusätzlich zu Eigenschaften aktiver Antennen, weitere Funktionen wie beispielsweise Temperaturüberwachung
oder Stromregelung integriert werden können.
Auf Basis der Ergebnisse der vorangegangenen Untersuchungen wird im weiteren Verlauf dieser
Arbeit die Realisierung einer DBF-Antenne für PDM in der Ziegelarchitektur angestrebt. Die Ein-
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