Активная антенна

Увеличение коэффициента полезного действия антенны, помимо её геометрии, физических и электрических параметров, может достигаться встраиванием активных устройств, которые, взаимодействуя с пассивной частью антенны, увеличивают эффективность устройства в целом. Вид активного устройства, встраиваемого в антенну, зависит от типа антенны: в передающие антенны встраиваются усилители мощности сигнала, в приёмные — малошумящие усилители сигнала, в приёмо-передающие — комбинированные активные устройства (аттенюаторы), функционирующие в соответствии с режимом работы антенны. Добавление активных устройств, помимо усиления полезных сигналов, служит для компенсации электрических потерь в цепях антенны и согласование электрических характеристик сигналов, таких как амплитуда и фаза. Встраиваемые активные устройства увеличивают отношение сигнал/шум, резко повышая КПД активной антенны по сравнению с пассивной. Кроме того, в активные устройства встраиваются элементы управления, с помощью которых можно изменять коэффициенты усиления этих элементов, что позволяет управлять коэффициентами приёма/передачи антенны, другими словами, это позволяет получать дискретные режимы работы антенны, что принципиально невозможно в случае пассивных антенн.

Конфигурация активных антенн позволяет управлять и диаграммой направленности антенны, что делает её более удобной в эксплуатации и расширяет функциональные возможности.

К недостаткам активных антенн относятся разброс характеристик активных элементов, шумы, вносимые во входные/выходные сигналы, более высокое тепловыделение, а при некачественных или примитивных элементах — искажение сигналов или их формы вследствие нестабильности работы активных элементов.

Развитием активных антенн стали т. н. активные фазированные антенные решётки (АФАР), представляющие собой радиотехнические системы, в которых радиопередающее устройство и высокочастотный приёмник интегрированы в антенную решётку в виде распределённой структуры, состоящие из приёмопередающих активных модулей.

АФАР применяются в авиации, в частности, военной. Бортовая радиолокационная станция (БРЛС) «Жук-АЭ» (FGA-29) с активной фазированной антенной решёткой, состоящей из 680 приёмо-передающих модулей, сопровождает 30 и одновременно обстреливает от двух до 6 целей на дальности до 130 км. Диаметр антенны — 575 мм. Оптико-локационная станция переднего обзора с сектором +/-90^o по азимуту и −15^o / +60^o по углу места обнаруживает воздушные цели в задней полусфере на дальности 45 км и в передней — до 15 км. Оптико-локационная станция кругового обзора нижней полусферы позволяет обнаруживать цели типа «танк» на дальности до 20 км, «катер» — до 40 км.