في أنظمة التتبع الراداري والاتصالات الموجهة التي تتطلب توجيهاً سريعاً للشعاع عبر قطاعات زاوية واسعة، يتفادى التوجيه النشط ثنائي الأبعاد للشعاع فترات التأخير المرتبطة بإعادة التموضع الميكانيكي عبر التحكم في الطور المستوي. ومن خلال العمل عبر نطاق التردد من 15.2 إلى 17 جيجاهرتز، يدمج هوائي مصفوفة طورية ثنائية الأبعاد بـ 384 قناة في نطاق Ku ما يصل إلى 384 وحدة وظيفية نشطة، ووحدة AIP (Antenna-in-Package)، ووحدة مقسم قدرة داخلي، وشبكات المجموع والفرق داخل وحدة متكاملة بأبعاد 315 مم × 315 مم × 39 مم وكتلة إجمالية ≤4 كجم، مما يوفر قدرة إشعاعية متناحية مكافئة (EIRP) للنظام تبلغ ≥81.5 ديسيبل ميلي واط عند درجة حرارة الغرفة.
تكوين الفتحة: بنية 16 × 24 للمسح النشط
تعتمد المصفوفة النشطة المكونة من 384 قناة تكويناً مستوياً بأبعاد 16 × 24 لإجراء التوجيه الإلكتروني ثنائي الأبعاد:
المواصفات الفنية والدعم الهندسي
هل تحتاج إلى معلمات الأداء الكاملة أو تقارير الاختبار المصنعية أو الدعم المخصص لهذه الفئة؟
- هيكل شبكة الفتحة: يدمج الوجه الإشعاعي 384 عنصراً منفصلاً موزعة في مصفوفة تضم Nx = 16 على محور السمت و Ny = 24 على محور زاوية الارتفاع.
- التجميع المتكامل للمنظومة الفرعية: تجمع التجميعة بين هيكل الهوائي، ووحدة AIP، ووحدة مقسم القدرة الداخلي، وشبكة المجموع والفرق داخل هيكل معدني موحد.
- توليف الإشارة على مستوى القنوات: أثناء الإرسال، تقوم شبكة التوزيع الداخلية بتقسيم إشارة إثارة الدخل على جميع القنوات النشطة البالغ عددها 384 قناة مع تطبيق تعويض الطور والسعة لتشكيل الشعاع المرسل.
- الاستقطاب المرجعي: يعد الاستقطاب الرأسي التكوين النموذجي للفتحة الإشعاعية، مع إتاحة الاستقطاب الأفقي كخيار تعديل متاح.
مسح إلكتروني متماثل ثنائي المحور عبر السمت وزاوية الارتفاع
توفر بنية المسح النشط ثنائي الأبعاد تغطية زاوية متطابقة في كلا مستويي التوجيه:
- المسح الإلكتروني في السمت (±45°): يوفر الهوائي مسحاً إلكترونياً في السمت ضمن قطاع يبلغ ±45 درجة.
- المسح الإلكتروني في زاوية الارتفاع (±45°): يدعم الهوائي مسحاً إلكترونياً في زاوية الارتفاع ضمن قطاع يبلغ ±45 درجة، بنفس النطاق الزاوي المتاح في السمت.
- دقة توجيه الشعاع: حُدد خطأ توجيه الشعاع بمقدار ≤0.2 درجة ضمن نطاق المسح المعلن البالغ ±45 درجة.
مسار إشارة الإرسال: من دخل إثارة 22 ديسيبل ميلي واط إلى EIRP منظومة ≥81.5 ديسيبل ميلي واط
تتولى بنية جهاز الإرسال توزيع وتضخيم إشارات إثارة التردد اللاسلكي الخارجية في نطاق التشغيل من 15.2 إلى 17 جيجاهرتز:
- مستوى إثارة دخل التردد اللاسلكي: تستقبل الوحدة مستوى دخل إشارة إثارة يبلغ 22 ديسيبل ميلي واط ± 1.5 ديسيبل ميلي واط.
- توزيع القدرة والتضخيم: يوجه مقسم القدرة الداخلي إشارة الإثارة عبر مراحل التضخيم النشطة، حيث تجري معالجة مستقلة لكل قناة.
- خرج القدرة لكل قناة وللمصفوفة بالكامل: تبلغ قدرة الخرج الذروية لكل قناة نشطة ≥27 ديسيبل ميلي واط. وحُددت القدرة الذروية للمصفوفة بالكامل عند ≥52 ديسيبل ميلي واط عبر نطاق التشغيل.
- القدرة الإشعاعية المتناحية المكافئة (EIRP): توفر الفتحة النشطة المكونة من 384 وحدة عند درجة حرارة الغرفة قدرة EIRP للنظام تبلغ ≥81.5 ديسيبل ميلي واط.
- حدود دورة تشغيل النبضات: تدعم بنية جهاز الإرسال دورات تشغيل إرسال تصل إلى 20%.
الأبعاد الميكانيكية، ومحددات الطاقة، والواجهات
تحدد المصفوفة النشطة المكونة من 384 قناة معالم واضحة لتكاملها الميكانيكي والحراري والكهربائي:
- أبعاد الهيكل والكتلة: تبلغ أبعاد الهوائي 315 مم × 315 مم × 39 مم (±0.2 مم) بكتلة إجمالية ≤4 كجم.
- متطلبات إمداد طاقة التيار المستمر: تعمل الدوائر الداخلية عبر نطاق جهد إمداد واسع من 16 إلى 40 فولت تيار مستمر، يتم تغذيته عبر موصل تيار عالٍ مخصص ذي 4 أطراف من طراز J30J. ويبلغ استهلاك طاقة التيار المستمر الإجمالي ≤300 واط عند دورة تشغيل تبلغ 20% (عرض النبضة: 1 ميكروثانية).
- واجهات التردد اللاسلكي والتحكم: تستخدم واجهة إشارة التردد اللاسلكي في نطاق Ku موصل SMA. ويتم توفير التحكم في المصفوفة عبر موصل J30J_15TJL مخصص.
- المحددات البيئية: يتراوح نطاق درجات حرارة التشغيل بين -40 و +70 درجة مئوية، ونطاق درجات حرارة التخزين بين -50 و +70 درجة مئوية.
- المعالجة السطحية: يتميز التجويف المعدني بطلاء غير معالج أو ملون، بينما يحظى الوجه الإشعاعي بطبقة أساس بيضاء.
الأسئلة الشائعة (بنية المصفوفة ثنائية الأبعاد ومسار الإرسال)
س: كيف يتم توظيف فتحة 16 × 24 في بنية الهوائي المكون من 384 قناة؟
ج: يشكل التوزيع 16 × 24 فتحة مستوية من 384 وحدة ضمن بنية نشطة بـ 384 قناة. وتتيح هذه البنية مسحاً إلكترونياً متماثلاً في السمت وزاوية الارتفاع ضمن قطاع ±45 درجة، مع خطأ في توجيه الشعاع محدد بـ ≤0.2 درجة ضمن النطاق المعلن.
س: ما هي العلاقة بين إثارة الدخل البالغة 22 ديسيبل ميلي واط وقدرة خرج المصفوفة الإجمالية؟
ج: يمثل المستوى 22 ديسيبل ميلي واط ± 1.5 ديسيبل ميلي واط إثارة دخل التردد اللاسلكي المحددة للهوائي. وتتوزع الإشارة داخلياً على 384 قناة نشطة، بحيث تبلغ قدرة الخرج الذروية لكل قناة ≥27 ديسيبل ميلي واط، مما يحقق قدرة ذروية للمصفوفة بالكامل تبلغ ≥52 ديسيبل ميلي واط وقدرة EIRP للنظام تبلغ ≥81.5 ديسيبل ميلي واط.
س: ما هي المحددات التشغيلية الأساسية لمرحلة الإرسال؟
ج: تعمل المصفوفة بنسب دورة تشغيل تصل إلى 20%، وتستهلك قدرة تيار مستمر تبلغ ≤300 واط (عند دورة تشغيل 20% وعرض نبضة 1 ميكروثانية) عبر نطاق جهد يتراوح بين 16 و 40 فولت تيار مستمر. ويجب أن تحافظ تدابير الإدارة الحرارية عند واجهة التثبيت مع المنصة على بقاء الوحدة ضمن نطاق درجات حرارة التشغيل المقررة بين -40 و +70 درجة مئوية.