Справочник по радиолокации. Книга 1 (1151798), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Проектирование твердотельных иередатчиков для фазированных антенных решеток Расстояние между элементами в зависимости от угла сканирования 10.0 л ф~Х в Я С~ 0) с' Х о ю оБ Глава 11. Твердотельные иередатчики которые одновременно выдерживают удары, вибрацию, циклические колебания температур и позволяют адекватно управлять температурным режимом, Для корпусов нужно применять материалы с очень близким по значению к полупроводниковым материалам коэффициентом теплового расширения (КТР), чтобы растрескивание полупроводниковых приборов не происходило при термоциклировании, которое наблюдается во время нормальной работы или при изменении температуры во время сборки и испытания.
Электрические требования к межеоединениям. Межсоединения ММ1С-чипов в Т/К-модуле должны иметь контролируемый импеданс линии передачи с низкими вносимыми потерями. Следовательно, диэлектрический СВЧ-материал высокого качества должен быть неотъемлемой частью микроволновой электрической и ме- 1лава 11.
Твердотельные иередатчики Два модуля и блок питания на 33 В постоянного тока составляют единую передающую группу. Конфигурация модуля усилителя состоит из 2 и 8 возбудителей и 32 транзисторов (конфигурация — 2-8-32) на основе кремниевых биполярных устройств. Два оконечных выходных устройства и восемь устройств возбуждения представляют собой транзисторы на 100 Вт, способные работать с рабочим циклом 10% в полосе пропускания 100 МГц и с КПД коллектора более 52%.
Каждый модуль имеет воздушное охлаждение, измеренный КПД превышает 25%, когда модуль работает на 8,2% среднего рабочего цикла. Усиление мощности модуля больше 16 дЬ. На выходном порту установлен циркулятор для защиты 100-ваттных устройств от генерируемого антенной отраженного излучения, в конфигурацию включена схема управления, чтобы отключить модули в случае сбоя системы охлаждения. Мощный ГЛАВА ! 2 ЗЕРКАЛЬНЫЕ АНТЕННЫ Майкл З.
Кули и Даниэль Дэвис Иес1гоп~с Зудеть Мог1Ьтор бгиттап Согрогайоп 12.2. Основные иринцииы проектирования и иараметры Улучшение производительности радаров с ЭСУ приводится в качестве причины сокращения использования зеркальных антенн в конструкциях многих радиолокационных систем наших дней. Тем не менее есть еще радиолокационные приложения, где зеркальные антенны хорошо работают и по-прежнему найдут применение в будущем.
Три примера радиолокационных приложений зеркальных антенн кратко описаны ниже. Дешевые РЯС. Для приложений, сильно ограниченных с экономической точки зрения, когда механической скорости сканирования вполне достаточно, зеркальные антенны по-прежнему являются основным выбором проектировщика. Одной из таких ниш является коммерческий метеорологический радиолокатор, например 12.2. Основные принципы ироектирования и иараметры 20 10 Глава 12.
Зеркальные антенны Таким образом, краевой угол для круглого зеркала определяется выражением .о о.„~~, — — 2 агс1ап Еще одним полезным параметром является расстояние ~ от фокальной точки до точки на поверхности зеркала: ~12.5) Апертурное усиление и потери. Коэффициент усиления зеркальной антенны яв,—,. 12.2. Основные принципы проектирования и параметры Б61) ) нение легче, что значительно упрощает рассмотрение потерь при облучении.
Используя этот метод анализа, амплитуду поля Г„д в координатах лу в апертурной плоскости легко определить из расстояния смещения облучателя: Х' „~ (х, у) = Р~„.~ (х, у, ~) — = Р~„.~(х,у, -) (12.8) г х +у1+— 4Уг где Р~„~ — диаграмма направленности облучателя.
В этом случае с облучателем в фокальной точке общие расстояния от облучателя до зеркала и обратно к апертур- Глава 12. Зеркальные антенны Область боковых ,потерь Область дифра Б излучения позади зеркала. Для зеркала с центральным облучателем, который показан на рис. 12.2, первичный задний лепесток будет возникать непосредственно за зеркалом из-за когерентного сложения токов краевой дифракции. Одним из распространенных способов задания уровня заднего лепестка является использование коэффициента обратного излучения, т.е.
отношение мощностей по переднему и заднему лепесткам диаграммы направленности. Анализ этих эффектов краевой дифрак- 12.2. Основные иринцииы проектирования и параметры 563 Ц чг' -- эфФективная ширина чч'увеличение с глубиной т'-ж + ~/ОМ2 Облучатель 12.2, Основные иринцииы ироектирования и иараметры — 20 К вЂ” Зо о 12.2 Основные принципы проектирования и параметры Б67 ф 0.00 — 0.25 '~ — 0.50 ~ — 0.75 12.2. Основные иринцииы ироектирования и параметры вызывают появление боковых лепестков диаграммы направленности, потому что данные лепестки часто расположены на расстоянии нескольких длин волн друг от друга. Боковые лепестки легко узнаваемы благодаря четко определенному угловому шагу.
Для сетки с поддерживающей конструкцией и соответствующими искажениями поверхности и расстоянием 5 между боковыми лепестками угловой шаг между боковыми лепестками будет 12.3. Архитект1 ры зеркальных антенн Б7~! !) 12.3. Архитектуры зеркальных антенн Зеркальные антенны могут иметь самые разнообразные формы и размеры с соответствующим разнообразием систем облучателей, чтобы облучать поверхности, соответствующие конкретным приложениям. На рис.
12.15 иллюстрируются наиболее распространенные типы этих зеркал, каждое из которых детально описано в следующих подразделах. Параболическая антенна, представленная на рис. 12.15а, коллимирует излучение из облучателя, расположенного в фокусе, в карандашный луч (остронаправленный главный лепесток диаграммы направленности), обеспе- Глава 12. Зеркальные антенны Параметры зеркала [201 Кассегрена связаны следующими выражениями: Ф ф„./ 2 = 0250,„/~„, 1/ Сд ф,, + 1~ ф ~ф„=- 2~, ~ Х)„ 1 — 1 / е = 2Х.„, /~,', ~12.24) где эксцентриситет е гиперболоида задается выражением е = яп [Яф, + ф,) / 21 / яп [~ф,, — ф,) / 21. Концепция эквивалентных параболоидов [201 является удобным методом анализа Глава 12. Зеркальные антенны Сферические зеркала 131 — 341.
Сферические зеркала 131~ иногда используются для приложений, требующих сканирования или получения нескольких лучей с очень большими углами. Конструкция сферического зеркала основана на том факте, что в некоторых угловых секторах сферическая поверхность, рассматриваемая с любой точки, расположенной на полпути между центром сферы и ее поверхностью, воспринимается почти параболической. Это означает, что если облучатель перемещается вдоль внутренней сферической поверхности с постоянным радиусом А/2, где М вЂ” - радиус сферического зеркала, вторичным лучом можно управлять. Диапазон управления лучом ограничен размером сферического зеркала, т.е. частью полной сферы в виде зеркала.
Сканирование осуществляется пугем использования либо одного подвижного облучателя, либо решетки переключаемых Глава 12. Зеркальные антенны Моноимпульсные облучатели ~37 — 401. Моноимпульсные антенны часто используются в РЛС слежения и наблюдения для наведения луча на цель (слежения) или точного измерения угла до цели (наблюдения) ~37 — 401. Моноимпульсная система со сравнением амплитуд, показанная на рис. 12,27, использует как суммирование сигналов с выходов двух облучателей для формирования луча с высоким коэффициентом усиления и низким уровнем боковых лепестков, гак 12.4.
Облучатели зсркальньас антенн Излучатели Фаза вращатели рхность ателя ки ллимации 12.5. Анализ нараметров и характеристик зеркальнои антенны 58~7) Глава 12. Зеркальные антенны направленности Н-поля излучения облучателя в дальнем поле представляет собой Й®, поляризованное в направлении ~, то Н-поле на зеркале будет И = Н(0)(у й) е ~~г~И /4~у". (12.34) Объечиняя уравнения (12.34) и (12,33), получаем эквивалентный поверхностный ток,У на площади ИА: У = 2й И(~)(~.й) е ~~'дА /4тк, (12.35) где й — нормаль к поверхности, Х вЂ” направление наблюдения (рис. 12.34), г — расстояние от облучателя до отражающей поверхности, 1 = — 2~ / Х вЂ” волновое число, я„р 1КГ / 4 зту,, Р пя%9РЬ ФсъО.„.
ъчп тт~ Уйти В~ътттРР Д9яъ!„,.~ъяР п~ъФ)~ "тцяц~~цтяц у4 пР МАГ,'тт ч~яГ ГРРин3»,1Р ,-1;- .... 12,5. Анализ нараметров и характеристик зеркальнои антенны слишком большим объемом вычислений, Эти методы обычно применяются для точного анализа СВЧ-устройств или «малых» антенн с электротехнической точки зрения, например радиаторов и облучателей, размер которых не превышает нескольких длин волн. В последние годы разработаны гибридные методы, включающие ФО или ГО/ГГД вместе с МОМ, ГЕМ или ГРТР. Эти методы позволяют улучшить результаты моделирования зеркала облучателя, т.е. интегрировать его с анализом основного зеркала, а также использовать строгое моделирование электрически малых рассеивателей, например небольших вспомогательных зеркал или поддерживающих распорок облучателя.
Компьютерные программы для проектирования и анализа зеркальных антенн. Для 12.6. Механические аспекты при проектировании 12.6. Механические аспекты при проектировании Проектирование механических конструкций зеркальных антенн представляет собой самостоятельную обширную дисциплину, которая учитывает множество факторов, необходимых при проектировании антенн, Кроме того, конструкции существенно изменяются в зависимости от многих факторов, в том числе платформы, размера зеркала, окружающей среды, рабочей частоты, сканирования / поля обзора и стоимости. Хотя подробное описание проектирования механиче- Глава 12.
Зеркальные антенны Бортовая корабельная Наземное базирование Обычно не является определяю- щим фактором Обычно не является определяю- щим фактором Может стать определяющим фак- тором при развертывании в поле- вых условиях Масса Объем Обычно не является опрсделяю- В некоторых случаях может стать Таблица 12.3. Механические характеристики платформы, влияющие на выбор конструктивных решений при проектировании зеркальных антенн Бортовая воздушного судна Бортовая космического аппарата Обычно является важным фактором Может стать определяющим фактором в зависимости от размера антенны и платформы 72.о. Механические аспекта при проектировании БфЗ ) Основной определяющий фактор, из-за высокой сто- имости запуска объем и масса определяют полезную грузоподъемность РЛС Необходимо использовать легкие материалы 12.о.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
