Array antennas with defunct elements, a computational study

Abstract

Simulations of transmit and receive properties for a Uniform Linear Array (ULA) antenna with defunct elements have been conducted. Maximum directivity for ULA without tapering is determined by the number of operating elements in the array, independent on the location of the defunct elements, and therefore not altered much by say 10% degradation. The side lobe level for a conventional beamformer with strong side lobe level tapering will, however, on average suffer substantially from degradation. The degradation effect on received SINR for an ULA exposed to a barrage jammer is also studied. Whereas the conventional beamformer is blinded, the minimum variance destortionless response (MVDR) beamformer behaves well and manages to suppress side lobe jamming also in the case of 10% defunct elements. The same result holds for ULA with fully overlapping subarrays and the beam space minimum variance beamformer, as long as the jammer is located within the fan-sector of the overlapping subarrays beam fan.

Simuleringer av egenskaper ved sending og mottak til en Uniform Linear Array (ULA) antenne med ikke-fungerende antenneelementer er utført. Maksimum direktivitet for ULA uten sidelobedemping er bestemt av antall oprative elementer i arrayen, uavhengig av plasseringen til de ikke-fungerende elementene, og derfor ikke endret mye ved si 10% degradering. Imidlertid vil sidelobenivået til en konvensjonell beamformer med sterk sidelobedempning lide betydelig ved degradering. Effekten av degradering på oppnådd SINR for en ULA utsatt for en støyjammer er også studert. Mens den konvensjonelle beamformeren blir blendet, oppfører minimum varians forvrengningsfri respons (MVDR) beamformeren seg bra, og klarer å undertrykke sidelobejamming også når 10% av elementene er ikke-fungerende. Det samme holder for ULA med fullt overlappende sub-arrayer og beamspace minimum varians beamformeren sålenge jammeren befinner seg innen vifte-sektoren til stråleviften for de overlappende sub-arrayene.