Projetar um array de radar exige relacionar banda, varredura, abertura, espaçamento, alimentação e calibração. Acrescentar elementos não garante um aumento fixo de ganho ou precisão de rastreamento. As oito verificações abaixo usam um array linear uniforme como modelo inicial.
1. Definir desempenho e ângulos
Especifique frequências, banda instantânea, setor de varredura, polarização, largura do feixe e lóbulos secundários admissíveis. Adote uma convenção explícita, como ângulo medido a partir da normal ao array.
Largura de feixe, resolução angular e erro de apontamento são grandezas diferentes. Só o diagrama não garante a detecção do radar completo.
2. Verificar espaçamento e lóbulos de grade
Para um array linear uniforme com varredura de ±θmax em torno da normal, uma condição de projeto para evitar outros máximos principais visíveis é d < λ/(1 + sin θmax). A igualdade na fronteira merece verificação. Use o menor comprimento de onda da banda.
Para ±60°, a fronteira fica perto de 0,536λ. Portanto, 0,7λ não é regra para varredura ampla. Um arranjo bidimensional ou não uniforme requer análise própria, incluindo os diagramas dos elementos.
3. Relacionar abertura, quantidade e potência
Uma abertura maior pode estreitar o feixe. Porém, projeção na varredura, padrão dos elementos e perdas também contam. Compare dimensões e potência total na mesma base.
Na hipótese idealizada de ganho proporcional ao número de elementos, 30% a mais correspondem a 10 log10(1,3) ≈ 1,14 dB, não 5 dB. Manter a potência por elemento aumenta também a potência total, não apenas o ganho da antena.
4. Escolher os pesos de amplitude
A ponderação pode reduzir lóbulos laterais com compromissos na largura do feixe e no uso da abertura. Escolher Taylor não assegura o mesmo nível em todas as frequências e direções.
Complete o fator de array ideal com padrões elementares, bordas, acoplamento e tolerâncias. Uma seção do diagrama na direção normal não representa todo o setor.
5. Examinar fase e banda instantânea
Um array ajustado por defasadores na frequência central pode apresentar desvio de feixe com a frequência. Atraso de tempo verdadeiro tem outro comportamento e seus próprios limites de banda, perda e implementação.
Quantidade de bits não é precisão de fase efetiva. Separe quantização, erro residual e deriva com frequência e temperatura. Calibre nos planos que correspondem ao projeto da alimentação.
6. Incluir acoplamento e distribuição
Elementos próximos alteram as condições de entrada uns dos outros. O S11 de um elemento isolado não descreve a adaptação ativa em toda a varredura. Não existe espaçamento único a partir do qual sempre aparece uma perda fixa.
Inclua linhas, divisores, transições e etapas ativas pertinentes. Defina referências e avalie radome e estrutura mecânica. Um material de baixa perda não elimina perdas em todos os outros componentes.
7. Analisar fabricação e calor
Temperatura, dilatação, propriedades do substrato e dimensões das trilhas alteram as respostas complexas. As tolerâncias precisam representar ambiente e processo reais.
Uma permissividade específica não garante um erro de apontamento. Avalie sensibilidade, dissipação e gradientes em várias condições, em vez de apenas a geometria nominal à temperatura ambiente.
8. Calibrar e verificar independentemente
Meça diferenças de amplitude e fase, aplique as correções permitidas e verifique outras frequências, ângulos e temperaturas. Registre incerteza, condições de campo distante ou transformação do campo próximo.
Valide com dados distintos dos usados para ajustar a correção quando isso for necessário para demonstrar desempenho. Guarde configuração, versão e repetibilidade após montagem.
Arrays acústicos compartilham ideias de combinação, mas usam outra velocidade de onda e outros transdutores; não se transferem diretamente dimensões RF. Consulte os lóbulos de grade e o fator de array para as hipóteses dos modelos.
