Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск, страница 88

Использование частотного сканирования для определения вы­соты целей в трехкоордннатпых РЛС даст ряд преимуществ, труд­нодостижимых в случае применения систем механического скани­рования. К ним относятся:

высокий темп выдачи данных о трех координатах цели;

возможность управления положением антенного луча в утло-местной плоскости с целью концентрации излучаемой энергии в определенных зонах.

В РЛС с ЧУЛ одна и та же антенна может быть использована для получения зон обзора различной конфигурации за счет изме­нения закона виутриимпульсной частотной модуляции.

Кроме того, вследствие неподвижного характера диаграммы направленности гга прием (в вертикальной плоскости) в РЛС от­сутствуют соответствующие потери сканирования, имеющие место при механическом сканировании антенны.

В качестве недостатков следует отметить сложность техничес­кой реализации некоторых устройств, например устройства фор­мирования импульсов с нелинейной частотной молуляцней, и не­возможность изменения рабочей частоты в зависимости от помехо-вой обстановки. Усложняется также конструкция антенн основного и дополнительных каналов приема (в РЛС с ЛЧМ для обеспече­ния идентичности ЧХ основного п дополнительных каналов приема до входов АК АШП дополнительные антенны должны быть час-тотнозавпеимыми).

306

!* 15.6.-ОСОБЕННОСТИ" ПОСТРОЕНИЯ РЛС С ФАЗИРОВАННЫМИ АНТЕННЫМИ РЕШЕТКАМИ

15-6.1. Типы фазированных антенных решеток

РЛС с фазированными антенными решетками (ФАР) обладают целым рядом преимуществ перед обычными РЛС. Эти преимуще­ства объясняются как достоинствами самих ФАР, так и широкими возможностями многоканальных (по времени и пространству) сис­тем обработки сигналов. ФАР обеспечивает такую гибкость управ­ления режимами работы РЛС и ее характеристиками, которая на­илучшим образом отвечает требованиям конкретной-ситуации, а многоканальные системы обработки — резко повышают качество временной и пространственной селекции сигналов [31].

По виду связи с системой формирования зондирующих сигна­лов ФАР подразделяются па облучаемые и кондуктивные (актив­ные ФАР) [46].

Рис. 15.11. Облучаемые ФАР: а — линзовые; б — зеркальные

■ Облучаемые ФАР выполняют роль линзы (рнс. 15.11а) или. зеркала (рис, 15.116) и по ряду показателей сходны с соответст-вующими зеркальными антеннами. Однако в отличие от последних они обеспечивают возможность электронного изменения положе­ния антенного луча с излучением очередного зондирующего им­пульса путем коммутации фазовращателей. Конструктивно линзо­вые ФАР отличаются от зеркальных наличием двух систем излу­чателей (входных и выходных). Коллимирующие фазовращатели обеспечивают преобразование сферической волны облучателя в плоскую и, наоборот.

Кондуктивные ФАР — наиболее совершенный вид антенн. Они обеспечивают возможность реализации как последовательного об­зора зоны одним лучом, так и одновременного обзора многими лучами. В РЛС с ФАР этого типа {рис. 15.12а) каждый элемент решетки может быть подключен к приемпо-передающему модулю

307

 (ППМ), содержащему УВЧ, с месите.к., ПУПЧ. усилитель мощ­ности н антенный переключатель (рис. 15.126). Необходимый фа­зовый сдвиг в сигнал, излучаемый ППМ, вводится путем проиус-

Рис. 15.12. Кондултивная ФЛР с приемопередающими моду­лями: а —структура; б~ приемопередающий монуль

кания гетеродинного напряжения через соответствующий фазовра­щатель. В качестве последних могут использоваться цифровые (дискретные) фазовращатели, состоящие из т последовательно со­единенных проходных фазовращателей, каждый из которых обе­спечивает фазовый сдвиг 0 или 2'-"я (к- - номер каскада). Общее число фазовых состояний такого фазовращатели равно 2"'. Значе­ние т определяет ошибку установки антенного луча в выбранном направлении пв_;ст ж 9(-)₀._;|р/Л'^"'. я относительный средний квад-ратический уровень боковых лепестков результирующей диаграм­мы направленности ФАР а_й в₍,м ~ Й-²*™-⁰'⁸),

Приемлемые значения  этих  параметров обеспечизаются  при т js= 4 ... b\

303

15.6.2. Система формирования зондирующих сигналов

В РЛС о облучаемыми ФАР передающее устройство такое же, как и в обычных РЛС. В остальных случаях система формирования зондирующих импульсов в РЛС с ФАР состоит ив задающего ге­нератора п усилителей мощности, подключенных к излучающим элементам. Импульсная мощность сигнала, излучаемого одним эле­ментом Р„|, должна быть равном Рял = P_a/N, где Р„— суммар­ная импульсная мощность сигнала, излучаемого РЛС; N— числа излучающих элементов.

Усилители мощности с целью уменьшений размеров ППМ вы­полняются па твердотельных элементах.

15,6.3. Система, управления и обработки отраженных сигналов

РЛС с ФАР значительно дороже РЛС с зеркальными антенна­ми. Поэтому применение подобных РЛС является оправданным только лишь в iex случаях, когда система обработки максимально использует информацию, содержащуюся но входных сигналах,т.е. является адаптивной [42].

Техническая реализация полностью адаптивных систем, цели­ком отвечающих рекомендациям теории, наталкивается на серьез­ные трудности, связанные, прежде всего, с высокой стоимостью. Поэтому с целью удешевления и упрощения системы обычно осу-щестпляют не полную, а частичную адаптацию, т. е. ограничивают­ся приемлемым значением числа степеней свободы в зависимости от ожидаемого количества источников помех. В большинстве слу­чаев оказывается достаточным, когда число управляемых каналов не превышает 10 % от общего числа излучателей ФАР. Каждый капал при этом представляет собой канал с неадаптинной ФАР, являющейся подрешеткой всей ФАР.

Необходимость адаптации РЛС предполагает обязательное ис­пользование ЭВМ, на которые возлагаются функции:

общего управления РЛС;

обработки первичной информации:

обработки вторичной информации;

управления лучом ФАР;

подготовки информации для выдачи на оконечные устройства;

функционального контроля РЛС;

имитации целей и помех для обучения и тренировки операто­ров.

Для решения этих задач системы управления и обработки сиг­налов в РЛС с кондуктпнными ФАР имеют, как правило, три про­цессора: