Пассивная электронно-сканируемая решетка ( PESA ), также известная как пассивная фазированная решетка , представляет собой антенну, в которой луч радиоволн может быть электронно направлен в разных направлениях (то есть фазированная антенная решетка), в которой все элементы антенны подключены к одному передатчику (например, магнетрону , клистрону или лампе бегущей волны ) и/или приемнику . Наибольшее применение фазированные решетки находят в радарах [ требуется ссылка ] . Большинство фазированных радаров в мире — это PESA [ требуется ссылка ] . Гражданская микроволновая система посадки использует передающие только решетки PESA.
PESA отличается от активной антенны с электронным сканированием (AESA), которая имеет отдельный передающий и/или приемный блок для каждого элемента антенны, все управляется компьютером; AESA является более продвинутой, сложной универсальной версией второго поколения оригинальной технологии фазированной решетки PESA. Гибриды этих двух также могут быть найдены, состоящие из подрешеток, которые по отдельности напоминают PESA, где каждая подрешетка имеет свой собственный входной радиочастотный интерфейс . Используя гибридный подход, преимущества AESA (например, несколько независимых лучей) могут быть реализованы при меньших затратах по сравнению с настоящими AESA.
Импульсные радиолокационные системы работают путем подключения антенны к мощному радиопередатчику для излучения короткого импульса сигнала. Затем передатчик отключается, а антенна подключается к чувствительному приемнику, который усиливает любые эхо-сигналы от целевых объектов. Измеряя время, необходимое для возврата сигнала, радиолокационный приемник может определить расстояние до объекта. Затем приемник отправляет полученный выходной сигнал на дисплей какого-либо вида . Элементами передатчика обычно были клистронные трубки или магнетроны , которые подходят для усиления или генерации узкого диапазона частот до высоких уровней мощности. Чтобы сканировать часть неба, радиолокационная антенна, не являющаяся PESA, должна быть физически перемещена в разные направления. Напротив, луч радара PESA можно быстро изменить, чтобы он указывал в другом направлении, просто электрически регулируя разности фаз между различными элементами пассивной электронно-сканируемой решетки (PESA).
В 1959 году DARPA разработало экспериментальный фазированный радар, названный Electronically Steered Array Radar (ESAR). Это была большая двумерная фазированная решетка с управлением лучом, контролируемым компьютерами, вместо того, чтобы требовать механического перемещения антенны. Первый модуль, линейная решетка, был завершен в 1960 году. Он лег в основу AN/FPS-85 . [1]
Начиная с 1960-х годов были введены новые твердотельные устройства, способные задерживать сигнал передатчика контролируемым образом. Это привело к появлению первой практической крупномасштабной пассивной электронной сканирующей решетки или просто фазированной решетки радара. PESA принимали сигнал из одного источника, разделяли его на сотни путей, выборочно задерживали некоторые из них и отправляли их на отдельные антенны. Радиосигналы от отдельных антенн перекрывались в пространстве, а интерференционные картины между отдельными сигналами контролировались для усиления сигнала в определенных направлениях и приглушения его во всех других. Задержки можно было легко контролировать электронным способом, что позволяло очень быстро направлять луч без перемещения антенны. PESA может сканировать объем пространства намного быстрее, чем традиционная механическая система. Благодаря прогрессу в электронике PESA добавили возможность создавать несколько активных лучей, что позволяло им продолжать сканировать небо, в то же время фокусируя меньшие лучи на определенных целях для отслеживания или наведения полуактивных радиолокационных самонаводящихся ракет. В 1960-х годах PESA быстро получили широкое распространение на кораблях и крупных стационарных огневых точках, а затем, по мере уменьшения размеров электроники, появились и бортовые датчики. [ необходима цитата ]
