Выбор схем радиопередатчиков и определение их основных параметров. Расчет усилителей мощности. Расчет умножителей частоты. Расчет модуляторов, страница 17

Выполнить эти нормы с учетом действия различных дестабилизирующих факторов можно во многих случаях только с применением систем автоматической стабилизации амплитуд и фаз сигналов [68]. В ФАР помимо стабилизации фазового фронта сигналов требуется также оперативно управлять межканальным фазовым распределением для изменения углового положения диаграммы направленности решетки. Названные функции можно реализовать с помощью систем фазирования (САФ), классификация которых приведена в [68]. Введение САФ в многоканальные тракты гарантирует подавление ошибок фазирования независимо от причин их возникновения. Кроме того, использование САФ во многом определяет выбор структуры тракта усиления. В частности, применение САФ позволяет увеличить число каналов УМ, которое в отсутствие автоподстройки фазы ограничивается ростом нестабильности фазового набега в многокаскадных усилителях. В этом случае при внутрисхемном суммировании возможны исключение промежуточных ступеней сложения мощности, потери в сумматорах и делителях, которые снижают общий КПД передатчика. При наличии САФ увеличение числа каскадов усиления в активной части каналов приводит к снижению уровня мощности в пассивных схемах разводки и управления фазовым сдвигом, на которые приходится до 50...60 % высокочастотных потерь в тракте, следовательно, улучшаются энергетические показатели. Кроме того, при повышении точности фазирования заданные характеристики диаграммы направленности ФАР обеспечиваются при меньшем числе излучателей, т.е. снижаются габариты и масса антенной решетки в целом.

На рис. 10.8 показана обобщенная функциональная схема, к которой может быть приведена любая САФ многоканального тракта усиления. САФ можно представить в виде совокупности сепаратных фазозамкнутых контуров (ФЗК), которыми оснащаются все усилительные каналы. Каждый ФЗК включает УМ и фазовращатель (ФВ), составляющие объект регулирования, а также фазовый дискриминатор (ФД), цепь управления (ЦУ) и блок взаимных связей (ВВС), которые образуют автоматический регулятор. Цепь управления, содержащая усилительный элемент и корректирующий фильтр, определяет качество фазирования. Введение блока взаимных связей между сепаратными ФЗК позволяет придать системе желаемые свойства, в частности повысить точность и быстродействие, а также исключить искажения закона угловой модуляции усиливаемого сигнала в процессе автофазирования [69, 70]. Следовательно, САФ является многомерной системой авторегулирования с взаимными связями в регуляторе. В результате действия САФ фазы выходных сигналов тракта ,,…, подстраиваются под фазы опорных сигналов ,,…,, подаваемых на один из входов ФД и задающих требуемое фазовое распределение на выходах тракта. При этом компенсируются различия фаз входных сигналов и фазовых набегов в УМ за счет автоматической установки соответствующих сдвигов фазы в ФВ каналов.

Важная проблема, возникающая при проектировании САФ, связана с выбором источника опорных сигналов ФЗК, что во многом определяет функциональные возможности и структурные свойства системы: устойчивость, управляемость, живучесть. Однако при этом возникает задача разводки и передачи опорных сигналов с когерентными фазами по большому числу разнесенных каналов. В СВЧ диапазоне решение этой задачи обусловливает значительные конструктивные сложности. Пассивные схемы разводки на основе многополюсников, образованных отрезками линий передачи, характеризуются значительной фазовой несбалансированностью по выходам при большом их числе. Разброс фаз опорных сигналов непосредственно преобразуется в ошибки фазирования. Также затруднительно выравнивать длины линий передачи, связывающих отдельные каналы с источником опорных сигналов, что необходимо при работе в диапазоне частот.