Зачем иметь четыре параболы на наземном массиве вместо одной большой?

Это очень простая фазированная антенная решетка . Другие примеры включают антенны сотовых телефонов,

эта французская антенна слежения за спутниками,

и знаменитый Very Large Array (VLA) в Нью-Мексико.

Вы создаете фазированную решетку, размещая более одной антенны через равные промежутки времени. Отдельные антенны могут быть практически любого типа: дипольные стержни (вышки сотовой связи), спиральные (французский пример выше) или тарелки (VLA и российский трекер). Существует несколько способов расположения антенн: простая линия, прямоугольная сетка, звезда (VLA), треугольник (вышка сотовой связи) или ромб (французский трекер, российский трекер). Антенны могут быть установлены в фиксированной ориентации (вышки сотовой связи), управляться индивидуально (VLA) или управляться группой (французский трекер, российский трекер).

Преимущество принимаемых сигналов заключается в том, что он может определить направление сигнала. Это связано с тем, что одна из антенн будет немного ближе к источнику радиосигнала, чем другая антенна. Это приводит к тому, что синусоидальный сигнал одной антенны немного не совпадает по фазе с сигналом другой антенны. (Вот почему это называется «фазированной» решеткой.) Сравнивая фазы принимаемых радиосигналов, можно вычислить направление источника радиосигнала. Именно так вышки сотовой связи узнают, где находится ваш телефон, даже когда вы отключаете GPS. Таким образом, основное использование этих массивов для отслеживания космических кораблей — определение местоположения космического корабля.

Для сигналов , передаваемых массивом, вы можете выполнить обратный процесс и управлять радиолучом электронным способом . Это не так важно для российского массива в вашем вопросе - так как весь массив может управляться механически - но вы можете изменить ориентацию гораздо быстрее электронным способом, чем механически.

Вы упомянули увеличение размера параболической антенны. Это действительно полезно для усиления слабых сигналов. Тем не менее, это не большая проблема, если антенна находится так близко к месту запуска.

Я провел небольшое исследование в российских СМИ и нашел это (на русском языке)

Похоже, ответ @Dr Sheldon о форме антенны верен.

Это следящая антенна для приема телеметрии ракеты.

цитата из ссылки:

В настоящее время телеметрию стартующих "Союзов" принимают на комплексе МКА-9 с антенной "Ромашка".

перевод:

В настоящее время телеметрию ракет "Союз" принимает комплекс МКА-9 с антенной "Ромашка" ("Ромашка" означает "Ромашка") .

Антенна расположена южнее Гагаринского старта на Байконуре, полагаю здесь:

координаты: 45.909721, 63.334086

Я также нашел вид спереди аналогичной антенны:

источник

PS Нашла еще одно красивое фото

источник

Ага! Обновить

Я нашел еще одну четверную параболическую тарелку, в которой используется электронное коническое сканирование!

Из Технической заметки НАСА TN D-6723 Отчет об опыте Аполлона: проектирование и анализ сигналов системы S-диапазона, который я нашел здесь .

Антенна с высоким коэффициентом усиления состоит из широконаправленного рупорного луча с диагональю 11 дюймов, окруженного массивом из четырех параболических отражателей диаметром 31 дюйм, как показано на рис. ° выбираются с помощью ручного переключателя Усиления приема и передачи, соответствующие этим ширинам луча, перечислены в таблице I. Антенна отслеживает с помощью электронного конического сканирования , где информация об отслеживании угла кодируется как амплитудная модуляция (АМ) в фазомодулированном сигнале Эта информация об ошибках извлекается внутри USB-оборудования с помощью узкополосного когерентного амплитудного детектора и направляется обратно в антенную систему, тем самым обеспечивая контроль углового смещения.

Я собираюсь опираться на гипотезу @DrSheldon и комментарий @Hobbes о том, что, разделив одну антенну на четыре, можно немного ускорить электронное управление за счет динамической фазировки каждого из четырех сигналов перед их объединением для отслеживания направление движения ракеты.

Это имеет большой смысл, поскольку цель движется, и это может быть непредсказуемо.

Этот превосходный ответ описывает использование конического сканирования для определения размера и направления смещения между фактическим положением радиоисточника и текущим направлением наведения антенны.

Вы можете думать об этом как о форме дизеринга, чтобы ощущать локальный градиент мощности сигнала по отношению к смещению наведения.

На приведенном ниже GIF-файле показан вращающийся вторичный отражатель тарелки Кассегрена, и в этом ответе я упоминаю, что даже самая большая 70-метровая тарелка Deep Space Network использует CONSCAN ( https://deepspace.jpl.nasa.gov/dsndocs/810-005/ 302/302C.pdf, раздел 2.6.1, стр. 17), чтобы «прицелиться» к цели, даже если она находится далеко и, следовательно, не так быстро меняет свое положение в небе.

ниже: GIF отсюда :

ниже: GIF отсюда :

ниже : Отсюда :