Главная > Разное > Активные фазированные антенные решетки
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

8.4.4. Сравнение характеристик АФАР при различных методах формирования расширенного луча

Сравним ДН АФАР, соответствующие трем рассмотренным методам расширения луча. На рис. 8.5-8.7 приведены диаграммы направленности в одной из плоскостей наблюдения, проходящей через ось луча, которые соответствуют узкому и расширенному лучам антенной решетки с круглым раскрывом и изотропными элементами. Расширение в каждой из двух ортогональных плоскостей по уровню - 3 дБ - двукратное . Число антенных элементов в решетке радиус раскрыва , где длина волны. Амплитудное распределение - равномерное. Горизонтальная ось на рисунках соответствует углу наблюдения 6. Кривые расширенного луча. Для сравнения на рисунках приведена узкого луча (кривая 2). Рис. 8 5 соответствует методу амплитудной регулировки, рис. 8.6 — методу статистического фазового синтеза, рис. 8.7 — методу оптимального фазового синтеза.

Рис. 8.5. Расширенный луч. Метод амплитудной регулировки

ДН с расширенным лучом на рис. 8.6 представляет одну из реализаций статистического фазового синтеза.

Сравнивая диаграммы с расширенным лучом на рис. 8.5-8.7, приходим к выводу, что наименьшие боковые лепестки можно обеспечить с использованием метода амплитудной регулировки (рис. 8.5). Наибольшие лепестки (порядка -10 дБ) имеем при применении метода оптимального фазового синтеза.

Метод статистического фазового синтеза порождает случайную компоненту ДН (8.27), определяющую уровень дальних боковых лепестков. Для оценки компоненты (8.27) можно воспользоваться кривыми на рис. 8.8.

Сравнительные значения параметров АФАР в зависимости от коэффициента при переходе от узкого к широкому лучу для трех методов расширения луча приведены в таблице.

Рис. 8.6. Расширенный луч. Метод статистического фазового синтеза

Рис. 8.7. Расширенный луч. Метод оптимального фазового синтеза

Рис. 8.8. Уровень статистической компоненты для диаграммы направленности

Переходя к анализу таблицы, следует заметить, что при достаточно высоком отношении сигнал/шум (а именно в этом случае целесообразно применение расширенного луча), имеющиеся после приемного рупора АФАР (рис. 8.1) цепи тракта незначительно ухудшают первоначальное отношение сигнал/шум на выходе рупора, и оно является основным энергетическим параметром АФАР. В этом случае по результатам анализа таблицы приходим к выводу, что оптимальным

методом расширения луча по совокупности рассмотренных параметров является метод амплитудной регулировки.

Таблица (см. скан)

Следует заметить, что приведенные в таблице оценки параметров расширенного луча для двух фазовых методов справедливы и для пассивной ФАР (см. рис. 8.2).

Ввиду отсутствия возможности амплитудной регулировки коэффициентов возбуждения антенных элементов, пассивные ФАР проигрывают АФАР по характеристикам расширенного луча.

Основные результаты проведенного анализа характеристик АФАР с пространственным возбуждением сводятся к следующему.

1. Мощность собственного шума на выходе приемной АФАР с пространственным возбуждением меньше мощности собственного шума пассивной ФАР при условии, что обе решетки имеют одинаковую электродинамическую схему построения и одинаковые параметры пассивных элементов и малошумящих усилителей.

2. В отличие от пассивной ФАР с пространственным возбуждением, СВЧ-потери облучателя, связанные с «переливом» мощности за края раскрыва, не влияют на отношение сигнал/шум на выходе АФАР. В связи с этим явлением АФАР имеет выигрыш в отношении сигнал/шум в пределах от 20 до 39% по сравнению с ФАР.

3. Сравнительный анализ амплитудного и фазовых методов формирования расширенного луча АФАР показал, что предпочтение следует отдать амплитудному методу. В этом случае отношение

сигнал/шум АФАР изменяется обратно пропорционально коэффициенту расширения луча, а боковые лепестки ДН с расширенным лучом минимальны.

4. Оптимальный по потерям мощности сигнала фазовый метод формирования расширенного луча проигрывает амплитудному вследствие резкого возрастания уровня ближних боковых лепестков.

Неоптимальный статистический фазовый метод синтеза расширенного луча так же проигрывает амплитудному, прежде всего, с точки зрения отношения сигнал/шум, которое изменяется обратно пропорционально квадрату коэффициента расширения луча.

Так как в пассивных ФАР возможно применение только фазовых методов расширения луча, то АФАР имеет преимущество перед ФАР с точки зрения параметров формируемого расширенного луча.

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление