Цитата: liv444.1 от 03.04.2018 20:26:24...
И хочу понять, как сам "цимас" АФАР перед ПФАР, так и "маржу" с внедрения АФАР.
...
Я сам не великий сторонник пихать АФАР во все дырки. Есть масса случаев, когда обыкновенной рупорной, зеркальной или волноводно-щелевой антенны вполне достаточно. Но есть области, где применение АФАР именно то, что доктор прописал. Это локационные системы большой дальности с рабочей длиной волны больше длинных сантиметров. В пользу этого работает несколько факторов:
- шаг решетки тем меньше, чем больше сектор сканирования и для максимального сектора 120 градусов составляет около 0,6 длины волны. Для длинноволновых станций пространство размещения ППМ становится столько, что зачастую становится возможно даже естественное охлаждение. Это происходит за счет того, что габариты ППМ в очень малой степени зависят от длины волны, а пространство их размещения строго прямо пропорционально ей. Это происходит за счет того, что размеры частотно зависимых элементов пропорциональны длине волны и обратно пропорционально корню из произведения диэлектрической и магнитной проницаемости конструкционных материалов, а они могут быть очень и очень велики. Поэтому размеры ППМ в значительной мере будут определяться технологическими и конструктивными возможностями, а не длиной волны.
- основное достоинство АФАР, повышенная мощность на передачу, востребовано именно в системах большой дальности.
- в плюс АФАР идет даже структура ВЧ потерь в фидерных трактах. В АФАР основная доля их приходится на малый уровень мощности, поэтому при всех прочих равных условиях, в пространство АФАР излучит на величину потерь в фидерных трактах больше, чем ПФАР. В системах большой мощности снимается проблема обеспечения электрической стойкости трактов, всяческие поддувы элегазом и тд. Что значительно упрощает, облегчает и удешевляет как сам тракт, так и несущие конструктивные элементы.
- чувствительность на прием в АФАР тоже выше, как за счет сугубой многоканальности приемника, так и за счет той самой структуры потерь в фидерных трактах, тк основная доля ВЧ потерь на прием происходит уже после первичного усиления принимаемого сигнала МШУ ППМ.
- в АФАР становится возможным управление лучом не на полной излучаемой мощности, а на низком (до УМ ППМ) ее уровне. Что позволяет уменьшить сложность фазовращателя, снизить габариты, увеличить его точность и разрядность. А это приводит к увеличению КУ антенны, улучшению УБЛ, увеличению точности управления лучом. Уменьшение сложности фазовращателя иногда приводит к неожиданным последствиям. В одномерных мощных ФАР диапазона коротких дециметров - длинных сантиметров размер и масса фазовращателя ПФАР и ППМ АФАР приблизительно одинаковы
![Веселый Веселый](/images/smileys/cheesy.gif)
. А вот с уменьшением длины волны габариту ППМ начинают сильно превышать габариты фазовращателя.
- возможность гибкого управления ДНА. Для АФАР доступен полный механизм управления ДНА, как амплитудный, так и фазовый, в отличии от чисто фазового у ПФАР. Но разница не сильно велика. Достаточно безболезненно реализуема ограниченная многолучевость с независимым управлением лучами на прием. Кое где это полезно. Хотя возможно и в ПФАР, только или болезненно или с зависимым управлением. Что является несомненным достоинством АФАР в части диаграммообразования, это возможность без потерь формировать разные ДНА на прием и передачу. На передачу с амплитудным распределением, приближенным к равномерному, а на прием с сильным спаданием к краям. Это позволяет максимизировать КУ антенны на передачу, с сохранением приемлемого уровня УБЛ, а на прием - минимизовать УБЛ с сохранением приемлемого КУ. Что в общем повышает потенциал станции и ее помехоустойчивость.
Но ничего не дается даром.
- чем меньше длина волны, тем больше проблемы с упаковкой ППМ в шаг решетки (напомню, что он лишь немного превышает половину длины волны). Мощные коротковолновые АФАР толстые
![Строит глазки Строит глазки](/images/smileys/rolleyes.gif)
. Это значительно снижает их подвижность
![Улыбающийся Улыбающийся](/images/smileys/smiley.gif)
.
- охлаждение. В ПФАР энерговыделение в антенне определяют аппаратура контроля и управления фазовращателем, потери в тракте и фазовращателе. Величина совершенно невыдающаяся и вполне по силам естественному охлаждению или несложной СВО. Основную долю проблем на себя берет СЖО передатчика. В современных передатчиках собственно и охлаждать особо много чего не надо. Обычно это один-два электровакуумных прибора, да пара-тройка элементов схемы его включения. В АФАР всю выделенную тепловую мощность придется на антенну, а это, с точки зрения охлаждения куча элементов, которым еще и нужно обеспечить замену (иначе о ремонтопригодности придется забыть). Вот тут то и начинаются конструкторские танцы с саблями. И чем меньше длина волны, тем замысловатее они становятся. Ну и о результатах по опыту эксплуатации говорить пока нельзя, информация об опыте отсутствует. Необходимость высококачественного охлаждения еще больше снижает подвижность антенны.
- ППМ это значит наличие активных элементов в ВЧ тракте. А это еще две неприятности, именуемые стабильность и повторяемость. Проблему стабильности сильно усугубляет проблема тепловыделения. И тут два пути решения, повышение стабильности и повторяемости самого ППМ, что сильно не в плюс его простоте, габаритам и стоимости, или создание системы постоянного контроля параметров ППМ и автоматической компенсации их отклонений, что уже не идет на пользу непосредственно самой АФАР и режимам боевой работы.
- внутренняя электромагнитная совместимость. Чем больше в ППМ понапихано, чем мощнее элементы содержащиеся в нем, чем меньше габариты и выше плотность упаковки, тем сложнее решать эту проблему
- широкополосность АФАР это городская легенда! Она точно такая же, как и у всех остальных решеток и чуть ли не самая худшая среди всех остальных антенн.
Можно еще упомянуть стоимость, возможности массового выпуска, проблемы настройки при изготовлении и эксплуатации, ремонтопригодность и тд. Но где мораль? А морали нет, это все в корне аморально. Массовое применение АФАР не избежать. Особенно, когда ППМ станут такими же стандартными элементами, как например микросхемы общего применения. На сегодняшний момент применение АФАР далеко не всегда оправдано и зачастую является показателем технического уровня, инновационности, маркетинговой привлекательности и оружием форумных баталий. Учитывая количество легенд вокруг самого термина АФАР
![Бъющийся об стену Бъющийся об стену](/images/smileys/wall.gif)
. Применение АФАР оправдано, мало того, необходимо, в активных системах большой дальности (мощности) диапазонов длиннее коротких дециметров - длинных сантиметров и пассивных системах (в виде ПаФАР) любых диапазонов. По мере совершенствования технологий граница применяемости будет сдвигаться в сторону уменьшения мощности и рабочей длины волны.
Самый звон по части АФАР идет почему-то в области авиационных БРЛС. А у меня имеется чертовски назойливое желание ознакомится со сравнительными испытаниями Ирбиса и Белки. Ну очень хочется, хотя это и не возможно при моей жизни. Хотя этот звон может иметь некоторое основание, АФАР в БРЛС находятся за границей области применимости АФАР, поэтому активный звон в этой области совершенно эквивалентен пилотируемому полету на Луну, те как показатель того самого уровня технического и технологического совершенства. Ясен пень, если не работать в этой области, то и результатов не будет. Но использовать саму АФАРность как параметр или аргумент, пока сильно рано.
Где:
ППМ - приемо-передающий модуль
МШУ - малошумящий усилитель, обычно входной усилитель приемника.
УМ - усилитель мощности, обычно выходной усилитель передатчика
УБЛ - уровень боковых лепестков, характеризует долю энергии, идущую мимо основного луча.
КУ - коэффициент усиления антенны, характеризует увеличение энергии, принятой основным лучем направленной антенны, по сравнению с ненаправленной антенной.
ДНА - диаграмма направленности антенны.
СВО - система воздушного охлаждения.
СЖО - система жидкостного охлаждения.
ПаФАР - полуактивная, активная на прием, фазированная антенная решетка.
БРЛС - бортовая радиолокационная станция.
Отредактировано: Пешеход - 04 апр 2018 в 08:08