Характеристики бортовых цифровых афар СВЧ

• Автор: Шмачилин, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление
Введение
Актуальность темы диссертации
Цель и задачи работы
Методы исследований
Научная новизна работы
Практическая значимость результатов работы
Достоверность полученных результатов
Основные положения, выносимые на защиту
Апробация результатов работы
Публикации
Объем и структура работы
Личный вклад
Глава 1. Цифровые антенные решётки
1.1 Состояние и дальнейшие направления исследований
1.2 Первые РЛС с ЦАФАР
1.3 Зарубежные аналоги РЛС с ЦАФ АР
1.4 Современные системы с ЦАФ АР
1.5 Элементная база ЦАФ АР
1.5.1 Распределительная система ЦАФАР
1.6 Варианты построения системы ЦАФАР
1.6.1 ЦДО на основе алгоритма преобразования Фурье
1.6.2 ЦДО на основе применения цифровых линий задержки
1.6.3 Иерархические алгоритмы схемы ЦДО
1.7 Выводы
Глава 2. Характеристики антенных решёток при цифровом
формировании диаграммы направленности
2.1 Общие соображения
2.2 Цифровое преобразование аналогового сигнала
2.3 Фазовые ошибки процесса преобразования аналогового сигнала в цифровую форму
2.3.1 Фазовая ошибка дискретизации
2.3.2 Фазовая ошибка джиттера
2.3.3 Фазовая ошибка квантования
2.3.4 Влияние шума входного аналогового сигнала на фазовую ошибку
2.4 Характеристики направленности ЦАФАР
2.5 Характеристики управления ФАР
2.6 Выводы
Г лава 3. Моделирование характеристик ЦАФАР
3.1 Введение
3.2 Цели и задачи моделирования
3.3 Имитационная модель ЦАФАР
3.3.1 Параметры модели
3.3.2 Структура модели
3.3.3 Тестовая задача моделирования ЦАФАР
3.3.4 Результаты исследования ЦАФАР
3.3.5 Оценка влияния параметров цифровой элементной базы
на характеристики направленности ЦАФАР
3.4 Выводы
Глава 4. Возможности формирования требуемых антенных
характеристик АФАР с ЦОС
4.1 Общие положения
4.2 Формирование нескольких независимых сканирующих лучей
с одной апертуры
4.3 Широкополосная и сверхширокополосная работа АФАР при ЦОС
4.4 Шаг элементов АР при ЦОС
4.5 Предпосылки увеличения усиления с применением ЦОС в АФАР
4.6 Преимущества применения субдискретизации
4.6.1 Использование процедуры накопления
4.7 Сверхнаправленность. ДН специальной формы
4.7.1 Уменьшение УБЛ
4.7.2 Цифровая ДН интерферометра с большой базой
4.7.3 Формирование ДН специальной формы
4.7.4 Реализация требуемых характеристик направленности в ЦАФАР
4.8 Расширение рабочей полосы ЦАФАР
4.8.1 Матричная схема ЦДО
4.8.2 Широкополосные многолучевые ЦАФАР
4.9 Характеристики управления антенн с электрическим сканированием
4.10 Рекомендации по выбору параметров устройств ЦОС в ЦАФАР
4.10.1 Выбор частоты дискретизации
4.11 Определение параметров процессора ЦДО
4.11.1 ЦДО с алгоритмом преобразования Фурье
4.11.2 ЦДО с использованием линий задержки
4.12 Выводы
Заключение
Список сокращений
Литература

Рис. 1.7. Структурная схема процессора ЦДО ЦАФАР с процессором на основе преобразования Фурье Сигналы от всех аналого-цифровых модулей (АЦМ) по цифровым шинам сводятся в единый сигнальный процессор, который в один момент времени должен обработать данные со всего полотна. Это накладывает существенные ограничения на объёмы обрабатываемой информации и, как следствие, на размеры всей системы.
1.6.2 ЦДО на основе применения цифровых линий задержки
Для получения когерентной суммы на выходе обычной аналоговой фат зированной антенной решётки используется система фазовращателей. Фазовращатели применяются для коррекции разности фаз между пространственными каналами антенной решётки, вызванной отклонением падающего на
антенну луча от нормали. Выравнивание фаз фазовращателями соответствует

внесению временных задержек в сигнал в каждом из антенных элементов таким образом, чтобы в сумматор сигналы от всех пространственных каналов приходили в единый момент времени. На практике в ряде случаев при широкополосной работе применяют так называемые «тромбонные» фазовращатели, физика работы которых построена на изменении электрической длины линии для компенсации разности хода волн между соседними элементами полотна антенной решётки. Это достигается физическим переключением линий передачи сигнала различной длины. В области цифровой схемотехники в