PDF-file - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität ...

Optimierung 71
Aus den Diagrammen im Bild 5.5 ist eindeutig eine Zunahme der Richtwirkung bei
optimaler Strahlerhöhe gegenüber der realisierten Höhe zu erkennen. Die Veränderung der
Untergrundeigenschaften wirkt sich indes auf den Antennengewinn, die Antennenstrahlung
insgesamt aus.
Mit den ermittelten Werten für die Einzelstrahler ergeben sich die in Tabelle 5.4
wiedergegebenen Antennengewinne für das Phased-Array Kühlungsborn.
Tabelle 5.4: Antennengewinn des Phased-Arrays Kühlungsborn
Höhe der Einspeisung sandiger Boden perfekter Untergrund
h = 2,0m g = 28,82 dBi g = 29,24 dBi
h =1,6m g = 29,05 dBi g = 29,53 dBi
Eine Möglichkeit den witterungsabhängigen Einfluß des Erdbodens größtenteils zu
eliminieren und die Reflexion zu verbessern, besteht in der Auslegung eines Drahtgitters als
Untergrund für das Antennenfeld. Für Maschen, die viel kleiner sind als die Wellenlänge λ
(max. λ/10) stellt das Gitter eine witterungs- und bodenunabhängige leitende Ebene dar.
[Mei92]
Auch im Hinblick auf den zukünftigen Vergleich der Meßergebnisse des VHF-ST Radars
Kühlungsborn mit denen des baugleichen Radarsystems ALWIN (ALOMAR Wind-Radar)
in Andenes, Norwegen, könnten durch Anwendung eines solchen Gitterwerks
unterschiedliche Untergrundeigenschaften als eine Ursache für Differenzen ausgeschlossen
werden.
5.5 Speisung der Einzelelemente
Inhalt des folgenden Abschnitts ist eine Abschätzung des Aufwandes zur Realisierung der
Einzelstrahlerspeisung (4-Element-Yagi) des Phased-Arrays Kühlungsborn zur Verbesserung
der Schwenkcharakteristik bei der Durchführung des DBS-Experiments.
Im Abschnitt 4.5 wurde gezeigt, daß die zusätzlichen Hauptkeulen innerhalb einer Periode
(-π ≤ β/2 ≤ π) der Arrayfaktorfunktion (5.3) ihre Ursache in der Speisung des Phased-
Arrays in Subsystemen haben. Betrachtet man die Feed-Subarrays als Einzelstrahler mit der
Charakteristik C E, so ergibt sich ein Array mit 6 x 6 Elementen und doppelten relativen
Elementabstand dλ = 2 x 1/√2 = √2. Für dλ ≥ 1 erscheinen innerhalb einer Periode der
Arrayfaktorfunktion „grating lobes“ im Richtdiagramm –90° ≤ ϑ ≤ 90° (vgl. Bild 5.6a
und c).