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Inhaltsverzeichnis 6 4.10 Richtfaktor und Gewinn.............................................................................................. 53 4.11 Geometrische und effektive Fläche einer Antenne...................................................... 55 4.12 Wirksame Antennenfläche und Richtfaktor................................................................. 56 5 Optimierung................................................................................................ 60 5.1 Parameterauswahl zur Optimierung der Richtcharakteristik........................................ 60 5.2 Möglichkeiten zur Verringerung der Halbwertsbreite................................................... 61 5.2.1 Variation des Elementabstandes...................................................................... 62 5.2.2 Erhöhung der Anzahl der Elemente ................................................................. 64 5.2.3 Realisierungsmöglichkeiten ............................................................................. 66 5.3 Erhöhung der Nebenzipfeldämpfung.......................................................................... 67 5.4 Einfluß des Erdbodens auf die Richtcharakteristik des Arrays .................................... 69 5.5 Speisung der Einzelelemente..................................................................................... 71 5.5.1 Möglichkeiten zur technischen Realisierung..................................................... 73 5.6 Optimierung der SA-Empfangsarrays......................................................................... 75 6 Resümee ..................................................................................................... 77 7 Literaturverzeichnis ................................................................................... 78 Anhang Erklärung
Liste der Abbildungen 7 Liste der Abbildungen Bild 1.1: Die unteren Atmosphärenschichten ........................................................................12 Bild 1.2: Komponenten des VHF-ST-Radar Kühlungsborn....................................................14 Bild 2.1: Leistungs- und Windprofile .....................................................................................15 Bild 2.2: „Range-time“- Diagramm eines Pulsradars .............................................................16 Bild 2.3: Pulscodes des VHF-ST-Radars Kühlungsborn........................................................18 Bild 2.4: VHF-Radar-Experimente ........................................................................................19 Bild 2.5: Bestimmung der Koeffizienten U, V, und W ............................................................20 Bild 2.6: Schwenkrichtungen der Hauptkeule der Radarantenne...........................................21 Bild 2.7: Spaced-Antenna-Methode ......................................................................................22 Bild 2.8: geometrische Konstruktionen zur SA-Methode........................................................23 Bild 3.1: Feed-Subarray .......................................................................................................25 Bild 3.2: DBS-Antsteuerung des Phased-Arrays Kühlungsborn.............................................27 Bild 3.3: SA-Empfangsantennen...........................................................................................28 Bild 4.1 Phased-Array-Antenne des VHF-ST-Radar Kühlungsborn und 3D-Plot...................31 Bild 4.2: Normiertes Richtdiagramm für Einzelelementspeisung............................................32 Bild 4.3: Fourier-Analyse eines uniform erregten linearen Arrays mit N Elementen ...............36 Bild 4.4: Wirkprinzip der Phasensteuerung eines linearen Arrays..........................................37 Bild 4.5: Zähler-, Nennerfunktion und resultierender Arrayfaktor ...........................................41 Bild 4.6: Arrayfaktorfunktion für verschiedene relative Abstände dλ.......................................45 Bild 4.7: Arrayfaktorfunktion für verschiedene N ...................................................................46 Bild 4.8: Richtdiagramm als Produkt aus Arrayfaktor und Elementfaktor ...............................48 Bild 4.9: Faktoren und Gesamtcharakteristik für verschiedene Schwenkwinkel .....................49 Bild 4.10: Beziehung zwischen Kugelkoordinaten und Flächenelement dA .............................52 Bild 4.11: Abmessungen der Phased-Array-Antenne Kühlungsborn........................................56 Bild 5.1: Halbwertsbreite in Abhängigkeit vom Elementabstand ............................................62 Bild 5.2: Erweiterung des Phased-Arrays Kühlungsborn auf 256 Yagi-Antennen...................65 Bild 5.3: Aperturverteilungen und resultierende Richtdiagramme ..........................................67 Bild 5.4: Direkter und reflektierter Strahl für eine Antenne über einer leitenden Ebene ..........69 Bild 5.5: Vergleich der Richtdiagramme für verschiedene Untergrundparameter...................70 Bild 5.6: Arrayfaktor, Elementfaktor und resultierende Gesamtcharakteristik für Speisung der Einzelstrahler und Speisung der Feed-Subarrays....................................................72 Bild 5.7: Ansteuerungsvariante für Einzelelementspeisung ...................................................74 Bild 5.8: SA-Empfangsarrays................................................................................................75
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Anhang A-1 Tabelle A-1: Theoretisch
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Erklärung Ich erkläre, diese Arbe
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