Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Регулируя фазовую сиорость вдоль линейного облучателя, вводят необходимую норрекцню длины пути (т. е. фазы). Благодаря этому корректируется сферическая аберрация, хотя из-за требуемого фазирования вдоль длины облучателя ограничивается возможная полоса пропускания, составляющая для оборудования в Аресиво около 15 МГц. Ограничения по полосе частот не имеют большого значения, так иак в наихудшем случае (Юпитер, см.
табл. 2) максимальная дисперсия частот, вносимая в эхо-сигнал, не превышает 0,2е(4. Кроме того, для большей части 237 Гл. 7, Радиолока<ионнпя астрономия мощных передатчиков трудно получить высоний к.н.д. в широком диапазоне частот, тан что, нак правило, ограничения по частоте при таком типе облучателя не являются большим затруднением в радиолонационной астрономии Однако в радиоастрономии такое ограничение ощущается много острее. В случае фазированных антенных решеток управление лучом для сопровождения небесных тел осуществляется регулировкой фазовых соотношений между отдельными излучающими элементами.
В идеальном случае нужно иметь воэможность регулировать фазу каждого элемента плавно и независимо, чтобы энергия всей апертуры могла быть направлена в течение короткого промежутка времени в л>обую точку неба. В сравнительно дешевых установнах невоенного назначения, используемых в радиолокационной астрономии, такая гибкость управления невозможна Регулировка фазы является сравнительно трудоемким процессом, и обычно требуется несколько часов для выполнения всех операций по отклонению луча в требуемую точку. Таким образом, сопровождение невозможно и измерения могут производиться только во время того короткого интервала, в течение которого цель находится в пределах предварительно установленного луча антенны. Как следует из табл.
3, это время колеблется от 0,5 ч для системы М1Т до 5 мин для системы НВЗ. В последнем случае время пересечения целью луча слишком мало для того, чтобы приспособиться даже к минимальному времени прохождения сигнала (см. табл. 1), так что необходимо разбить антенную решетку на две части, независимо фазируемых на передачу и прием. При этом апертура антенньэ значительно уменьшается. Совершено очевидно, что использование фазирован.
ных антенных решеток значительно увеличится, если будут разрабатаны более дешевые методы быстрой регулировки относительных фаз элементов антенны (т. 2, гл. 5). Почти во всех других отношениях антенные решетки имеют в радиолокационной астрономии ряд преимуществ перед зеркальными антеннами. Передатчики. Передатчик является после антенны наиболее дорогой составной частью установки для радиолокационной астрономия.
Требования по достаточно большой когереитной средней мощности удовлетворяются на частотах выше 400 МГц почти исключительно при использовании нлистроиов. На более низних частотах хорошо работают мощные триоды и тетроды, управляемые по сетке. Кан было показано в $7.2, в радиолокационной астрономии в режиме импульсной работы желательна возможно более высокая импульсная мощностгь если при этом не приходится поступаться требованиями к средней мощности. Однако на частотах выше 3 ГГц импульсные мощности, которыми можно располагать, ограничили возможность разработки импульсных передатчиков с достаточной средней мощностью, так что в большей части систем пришлось перейти на непрерывное излучение (см. табл.
3). Можно преодолеть эти трудности, используя фазированные антенные решетки„ каждый элемент которых являлся бы относительно небольшим подвижным параболоидом с отдельным передатчиком. Передатчики в радиолокационной астрономии являются достаточно простыми устройствами, если не считать трудностей, связанных с необходимостью об>еспечить чрезвычайно высокую стабильность частоты (см. 4 7.1). На более коротких волнах оконечные каскады передатчина должны размещаться вблизя точки питания антенны с целью уменьшения потерь в линии передачи. Прп этом часто возникают ограничения по размерам и массе этой аппаратуры, обусловленные антенной. Основными преимуществами клистронов в качестве генераторных ламп для систем радиолокационной астрономии являются их большой коэффициент усиления (40 — 60 дБ на каснад), высокий уровень средней выходной мощности (до 400 кВт на одну лампу) и легная возможность изменения рабочей частоты.
Недостатками являются высокое раб>очее напряжение постоянного тока, которое в случае необходимости защиты от рентгеновского излучения приводит к значительному увеличению массы и усложнению конструкции, >ь 238 7.3. Техническое ослон(ение и элементы систем относительно низкий к. и, д. преобразования подводимой мощности в высокочастотную мощность (порядка 40а ). Последний недостаток является обычно наиболее важным, так как связан с большой входной мощностью постоянного тока и необходимостью соответствующего отвода тепла. Увеличение рабочего к.
и. д. клистронов или других типов мощных усилителей с высоким коэффициентом усиления в большой степени содействовало бы развитию систем радиолокационной астрономии. Входные каскады приемников. Требования к приемным системам в радиолокационной астрономии аналогичны предъявляемым в радиоастрономии за исключением того, что менее серьезное внимание уделяется понижению температуры системы и более серьезное — стабильности коэффициента усиления и ширине полосы пропускания.
Стабильность фазы и частоты являются, как было показано выше, параметрами первостепенной важности в радиолокационной астрономии и играют второстепенную роль в радиоастрономии. На частотах ниже 100 МГц доминирующая составляющая общего шума системы обусловлена излучением неба, так что в первом каскаде приемной системы можно применить либо обычную электровакуумную лампу, либо полупроводниковый усилитель. На частотах выше 100 МГц это соотношение меняется, так что для получения высоких параметров системы следует уделить серьезное внимание выбору входного каскада приемника. Если учесть огромные капиталовложения в антенну и передатчик, то становится очевид«ым, что экономически целесообразно затратить в случае необходимости даже сотни и тысячи долларов на приемнии, чтобы увеличить чувствительность системы иа несколько децибел. В диапазоне !00 МГп — 2 ГГц а большей части систем радиолокацион«ой астрономии используются варакторные параметрические усилители, обыч«о охлаждаемые с целью снижения тепловых шумов.
На частотах выше 2 ГГц преимущественное использование получили мазеры. Выбор типа входного каскада для данной частной системы зависит от большей или меньшей возмвж«ости регулирования шумовых составляющих, вносимых различными источниками шума. Юля расчета ожидаемого улучшения параметров системы, обусловаеиного повышением качества самого приемника, обычно полную шумовую температуру системы Тят«определяющую возможность обнаружения эхо-сиг«ала, выражают в виде суммы двух членов Т... Т *+Те, где ҄— избыточ. «ая шумовая температура, вносимая приемной системой, отнесенная ко входу «риемника, а ҄— составляющая, обусловленная всеми внешними по отноше«ию к приемнику источниками, в которую входят тепловая составляющая потерь в линии питания и других элементах, температура неба (включая цель, если она значительна) и той части ваземной окружающей среды, которая влияет на формирование диаграммы направленности антенны.
На частотах выше 2 ГГц излучением неба можно пренебречь даже если угловые размеры цели значительно меньше ширины диаграммы направлен «ости. Так, например, для систем ЯРЕ (табл. 3), Тз=)5 К, а для систем Н5 оно, вероятно, ближе к 45 К. Значение Т, в этом последнем случае выпи частично из-за значительного поглощения в атмосфере на более высоких ча стотах и частично из-за дополнительного поглощения в обтекателе антенны На частотах ниже 1 ГГц трудно ожидать, чтобы Т, было значительно меньшг 75 К для большинства систем. Мазеры были разработаны иа разные рвбочне частоты в диапазон~ 300 МГц — 70 ГГц [36]. Они могут усиливать очень слабые сигналы, причен добавляемая нми избыточная температура не превышает 5 К.
Параметры ва ракторных параметрических усилителей зависят от рабочей частоты, частота «значки и степени охлаждения (в случае его применения). Избыточная темпе ратура, вносимая параметрическим усилителем системы МН2 (табл. 3), не пре нышает 20 К на частоте 1295 МГц при охлаждении до температуры жидког~ гелия (4 К), Избыточная температура в чаще встречающихся случаях исполь яования параметрических усилителей при комнатной температуре ( 300 К 23' Гл. 7. Радиолокаг!ионная астрономия составляет около 70 К. Харантеристикн параметрических усилителей начинают ухудшаться прн частотах выше 2 ГГц в основном из-за трудностей, связанных с накачкой частотой, значительно превышающей рабочую Рабочие полосы частот как мазеров, так и параметрических усилителей полностью соответствутот требованиям радиолокационной астрономии, хотя харантеристики параметрических усилителей обычно несколько лучше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
