АФАР передающей

В гл. 1 приводятся сведения об АФАР, необходимые для изложения основного материала книги по их математическому моделированию и разработке методики проектирования АФАР с использованием ЭВМ. Эта глава знакомит читателя с принципом действия, основными понятиями, параметрами, характеристиками АФАР, их структурными и функциональными схемами. В ней рассмотрены пути построения конкретных вариантов функциональных схем передающих, приемных и приемопередающих АФАР, а также приведено их сравнение. Выбор функциональной схемы АФАР существенно зависит от уровня развития элементной базы. Поэтому описание функциональных схем дополнено обзором современного состояния активных приборов, пригодных для использования в АФАР. [c.4]

Перед рассмотрением особенностей построения функциональных схем передающих, приемных и приемопередающих АФАР кратко остановимся на вопросах развития подобного класса антенных решеток. [c.12]

В [9] описана приемопередающая ретрансляционная АФАР спутниковой связи, состоящая из 64 приемных и 64 передающих спиральных излучателей, соединенных с блоком обработки, и обеспечивающая излучение в направлении прихода пилот-сигнала. [c.13]

Рассмотрим принципы построения функциональных схем передающих, приемных и приемопередающих АФАР и их модулей на конкретных примерах. Описываемые схемы будем сравнивать в основном по трем признакам по расположению фазовращателей, по чис- [c.18]

Схемы передающих АФАР, отличающиеся местом включения фазовращателей, приведены на рис. 1.3. В первой схеме (рис. 1.3,а) управляемые высокочастотные фазовращатели в канале каждого излучателя включены между излучателем и активным элементом, т. е. работают на высоком уровне высокочастотной мощности. Такое включение фазовращателей приводит к снижению КПД и оправдано только в секционированных АР, когда один активный элемент работает одновременно на группу излучателей (подрешетку). Влияние потерь в управляемых фазовращателях существенно уменьшается при включении фазовращателя в цепи с низким уровнем высокочастотной мощности (рис. [c.18]

На входе каждого излучателя приемопередающей АФАР (рис. 1.8), работающей в непрерывном режиме колебаний с разносом частот приема и передачи, установлен разделительный фильтр, обеспечивающий развязку приемных и передающих каналов. При этом в объединенной схеме общими являются широкополосные излучатели решетки, на каждый из которых приходится по два фазовращателя, работающих на частотах Приема и передачи. Кроме того, в АФАР сохранены две распределительные высокочастотные системы. [c.25]

АФАР находят биполярные и полевые транзисторы. Основными параметрами СВЧ транзисторов, применяемых в выходных каскадах активных модулей передающей АФАР и определяющих в основном энергетические характеристики антенной решетки, являются выходная мощность, коэффициент усиления и КПД. На рис. 1.9 приведены зависимости выходной мощности от частоты современных мощных биполярных и полевых транзисторов 0.1, 27—29]. Мощные [c.29]

В приемных АФАР вследствие малого уровня сигнала, поступающего на входы модулей, их активные элементы можно считать линейными устройствами, входные характеристики которых не зависят от уровня принимаемых сигналов. Поэтому функциональная схема входной части приемной АФАР содержит излучатели, согласующие цепи которых нагружены на входные сопротивления активных модулей (рис. 2.2,е), где — входное сопротивление активного элемента я-го излучателя. В силу принципа взаимности анализировать эквивалентную схему входной части приемной АФАР можно в режиме передачи, используя те же алгоритмы, что и для передающей АФАР. Поэтому в книге рассматриваются только передающие АФАР. [c.41]

Рассмотрим подробнее процесс проектирования (рис. 4.2) применительно к полупроводниковой передающей АФАР. [c.117]

Этап 1. Анализ технического задания. Здесь из всех требований ТЗ выделяется несколько основных (или одно), которые определяют функциональную схему АФАР. Так, при проектировании передающей АФАР основной исходной величиной, характеризующей энергетические возможности антенны, является потенциал в секторе сканирования (формула (1.1)). Следующими по значимости требованиями могут быть форма ДН массо-габаритные характеристики минимальная потребляемая мощность. [c.117]

В соответствии с элементарной математической моделью (2.30) для потенциала АФАР справедливо выражение (1.3). Из этого выражения видно, что необходимый потенциал передающей АФАР может быть обеспечен варьированием выходной мощности одного излучателя и числа излучателей А, причем зависимость от N более сильная (квадратичная). Указанное обстоятельство позволяет при выборе N я Рх исходить из условия оптимизации антенной системы по тому или иному критерию. При этом сетку размещения излучателей, как и ранее, выбирают из условия однолучевого сканирования. [c.119]

Выбирать оптимальное число излучателей АФАР можно также по минимуму потребляемой мощности. Например, мощность источников питания, потребляемую передающей АФАР, можно записать следующим образом [c.120]

Исходными данными для синтеза излучающей структуры являются рабочая длина волны, ширина главного и уровень боковых лепестков ДН, сектор сканирования и др. Структура полотна синтезируется по тем же соотношениям (2.34), (2.35),что и для передающей АФАР. 5,м [ [c.131]

В случае проектирования передающей АФАР на максимум среднего значения потенциала П(х, к( 0, ф), (о) в секторе сканирования Q и полосе частот Аш целевая функция F[x) имеет вид (7.8), а составляющими вектора варьируемых параметров х являются параметры согласующего устройства. Приближенное решение задачи минимизации (7.9) с целевой функцией (7.8) обычно находится с помощью итерационного процесса, (к- -1)-я итерация которого описывается выражением [c.194]

Область применения функциональных узлов в радиоаппаратуре практически не ограничена. Модульные, микромодульные и микроэлектронные узлы используют сейчас почти во всех видах аппаратуры. Некоторое отставание наблюдается лишь в мощных передающих трактах (блоках передатчиков, антенно-фидерных каналах, блоках питания передатчиков). Однако разработанные на основе новых принципов построения передающих трактов радиоустройства уже сейчас чаще всего используют интегральные микросхемы. Примером могут служить приемопередающие модули антенных фазированных активных решеток (АФАР). В этом немалую роль играют разработки более мощных транзисторов в гигагерцевом диапазоне и новые виды генераторов на основе лавинно-пролетных диодов (ЛПД) и диодов Ганна. [c.213]

Активные фазированные антенные решетки используются в передающих, приемных или приемопередающих радиотехнических системах. Структурная схема типовой передающей АФАР приведена на рис. 1.1,а. Система излучателей— антенное полотно — обычно состоит из однотипных слабонаправленных излучателей (например, вибраторных, щелевых, рупорных, волноводных). Требуемый уровень излучаемой мощности и необходимое амплитуд-но-фазовое распределение сигналов, определяющее форму диаграммы направленности (ДН), обеспечиваются системой формирования 5о (рис. 1.1,а), которая преобразует сигнал возбудителя (Г) в совокупность сигналов, поступающих на входы излучателей. [c.9]

Специфической особенностью АФАР является невзаимность, т. е. передающую АФАР нельзя использовать как приемную и наоборот, что вызвано невзаимностью их активных элементов. Это обстоятельство обусловливает особенности построения схем приемопередающих АФАР. В таких АФАР часть узлов (излучатели, фазовращатели, делители и др.) может использоваться в pelt [c.11]

Потенциал передающей АФАР при равномерном амплгг-тудном распределении приближенно связан с числом излучателей, (без учета, их взаимодействия) простым соотношением [c.16]

Схема изме )ения йотёнцйала передающей АФЛРпрй- ведена на рис. 1.2,а. Первоначально на выходе измерительной приемной антенны измеряется мощность сигнала Ри, создаваемого эталонной передающей антенной с коэффициентом усиления Од и подводимой мощностью К затем измеряется мощность Рг. создаваемая АФАР. Потенциал вычисляется по формуле П=Р2 эОэ/Ри. [c.17]

Активные ФАР, схемы которых изображены на рис. 1.5—1.7, работают в импульсном режиме, поэтому в них каналы разделяются с помощью переключателей прием— передача . В схеме, приведенной на рис. 1.5, объединение приемной и передающей АФАР позволило вдвое сократить число фазовращателей. Однако в ней фазовращатель установлен в цепи с высоким уровнем высокочастотной мощности, а наличие двух высокочас- [c.23]

В приемопередающей АФАР со схемой на рис. 1.6 для разводки двух опорных сигналов приемного и передающего каналов используется одна и та же высокочас- [c.24]

Как правило, модули, системы распределения сигналов на СВЧ и управления крепятся к несущей раме антенны, которая в случае передающих АФАР может использоваться в качеЬтве охлаждающего радиатора. Необходимость введения системы охлаждения зависит от количества тепла, выделяемого в модулях передающей АФАР. [c.32]

Проведенная оценка необходимости применения принудительного охлаждения является приближенной (заниженной), так как не учитывает конструктивных особенностей конкретной АФАР и отвод тепла через ее боковые поверхности и элементы крепления модулей. Таким образом, если излучаемая одним элементом передающей АФ1АР мощность превышает полученный уровень, для обеспечения требуемого теплового режима необходима система принудительного охлаждения, которая в зависимости от уровня излучаемой мощности может быть воздушной или жидкостной. [c.33]

Синтез функциональной схемы приемной АФАР, как и передающей, осуществляется с использованием элементарных математических моделей ее узлов. Излучающая структура моделируется совокупностью невзаимодействующих излучателей активные модули представляются в виде усилительной или усилительно-преобразовательной цепи и моделируются коэффициентом передачи /Срм, спектральной плотностьр мош,ности шума модуля Л ,. [c.130]

Одним из основных требований к передающим АФАР является обеспечение заданного потенциала в секторе сканирования и рабочей полосе частот поэтому параметры согласующего устройства целесообразно выбирать таким образом, чтобы в заданной полосе частот и во всем секторе сканирования максимизировать среднее или минимальное значение потенциала П. При максимизации среднего значения потенциала используем среднестепенной критерий с целевой функцией вида (7.2) [c.192]

В случае оптимизации АФАР по среднестепенному критерию выбор значений варьируемых параметров ее узлов, обеспечивающих выполнение требований ТЗ, связан с нахождением минимума целевой функции Р х) вида (7.2), конкретный вид которой зависит от постановки задачи. Рассмотрим два практически важных случая проектирования передающей АФАР 1) на максимум среднего значения потенциала в секторе сканирования и полосе частот 2) на минимальное отклонение от заданной ДН. [c.194]

Примем за исходные следующие данные потенциал передающей АФАР П 1,3-10 Вт ширина ДН 20 ,5=3,5° (по иормали) сектор скаиироваиия в конусе с углом при вершине 60° полоса частот <0о 0,0о<0о- Сигналы, излучаемые АФАР, принимаются антенной круговой поляризации. Излучателями передающей АФАРявля ются крестообразные вибраторы, расположенные над металлическим экраном. [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...