1024-канальная 2D ФАР Ku-диапазона: полная апертура 32 × 32, двухкоординатное сканирование и передающие характеристики

В радиолокационных системах сопровождения и системах направленной связи большой пропускной способности, требующих быстрого позиционирования луча в широких угловых секторах, двухкоординатное активное электронное сканирование позволяет отказаться от механических приводов за счет планарного фазового управления. Построенная на базе полностью заполненной планарной решетки в диапазоне частот от 15 до 17 ГГц, 1024-канальная двумерная фазированная антенная решетка Ku-диапазона объединяет 1024 активных канала, конструкцию антенны, приемопередающие модули (TR-модули), внутренний делитель мощности и разностную сеть в едином металлическом корпусе с размерами 420 мм × 400 мм × 129 мм и общей массой ≤17 кг, при этом паспортная ЭИИМ системы составляет ≥91 дБм при комнатной температуре.

Конфигурация апертуры: 1024-элементная архитектура полной матрицы

1024-канальный активный антенный блок использует плотную планарную геометрию для реализации двухкоординатного электронного управления лучом на полной апертуре 32 × 32:

• Координатная сетка апертуры: Излучающая поверхность построена на базе полной координатной сетки Nx = 32 по азимуту и Ny = 32 по углу места, образуя полную активную апертуру 32 × 32, насчитывающую ровно 1024 излучающих элемента.
• Компоновка подсистем: Механический корпус объединяет конструкцию антенной решетки, TR-модули, модуль делителя мощности и разностную сеть в единой металлической конструкции.
• Тракт возбуждения передающих каналов: В режиме передачи сигналы ВЧ-возбуждения поступают через внутренний делитель мощности на отдельные TR-модули для усиления и фазирования перед формированием направленного пространственного луча.
• Конфигурация поляризации: Вертикальная поляризация является типовой базовой конфигурацией излучающей апертуры.

Симметричное двухкоординатное электронное сканирование по азимуту и углу места

Активная планарная архитектура обеспечивает идентичный сектор сканирования по обеим ортогональным координатам:

• Электронное сканирование по азимуту: Решетка обеспечивает электронное управление лучом в секторе ±45° по азимуту.
• Электронное сканирование по углу места: Решетка поддерживает электронное управление лучом в секторе ±45° по углу места, соответствуя диапазону сканирования по азимуту.
• Точность наведения луча: Погрешность наведения луча составляет ≤0,2° (типовое значение) в пределах заявленного сектора сканирования ±45°.

Тракт передачи: распределение входного ВЧ-сигнала на 1024 канала, поканальное усиление и ЭИИМ

Архитектура передающего тракта распределяет и усиливает внешний входной сигнал в рабочей полосе частот от 15 до 17 ГГц:

• Уровень входного ВЧ-возбуждения: Антенный блок рассчитан на номинальный уровень входного сигнала возбуждения 22 дБм ± 1,5 дБм.
• Распределение мощности по каналам: Внутренний делитель мощности распределяет входной ВЧ-сигнал по отдельным TR-модулям, где осуществляется поканальное фазовое и амплитудное взвешивание.
• Выходная мощность отдельных каналов и всей решетки: Пиковая выходная мощность каждого активного канала составляет ≥27 дБм. Суммарная пиковая выходная мощность всей решетки из 1024 активных элементов составляет ≥57 дБм во всем рабочем диапазоне.
• Коэффициент усиления антенны и ЭИИМ: Коэффициент усиления антенны на передачу составляет ≥33 дБ. Значение ЭИИМ системы составляет ≥91 дБм при комнатной температуре в условиях заводских контрольных испытаний.
• Коэффициент заполнения в импульсном режиме: Архитектура передающего тракта поддерживает коэффициент заполнения до 25% в импульсном режиме передачи.

Конструктивные габариты, энергопотребление и физические интерфейсы

1024-канальная активная решетка определяет механические, электрические и тепловые требования для интеграции в платформу:

• Физические габариты и масса: Блок имеет размеры 420 мм × 400 мм × 129 мм (включая элементы конструкции заднего отсека) при общей массе ≤17 кг (без учета внешних компонентов с перестройкой частоты и цифрового процессора сигналов).
• Требования к электропитанию постоянного тока: Внутренняя электроника работает в диапазоне напряжений питания от 18 до 36 В постоянного тока, подаваемого через 4-контактный сильноточный разъем J30J. Суммарное энергопотребление составляет ≤1300 Вт при коэффициенте заполнения передачи 25%.
• ВЧ- и управляющие интерфейсы: В качестве ВЧ-интерфейса используются разъемы типа SSMP-J (включая выделенные порты разностных каналов по азимуту и углу места). Подача команд управления и наведения луча осуществляется через разъем J30J_15TJL.
• Условия эксплуатации: Диапазон рабочих температур составляет от -40 °C до +70 °C, диапазон температур хранения — от -50 °C до +70 °C.
• Обработка поверхностей: Металлическая полость защищена цветным проводящим оксидным покрытием, а внешняя поверхность антенны покрыта белой грунтовкой.

Часто задаваемые вопросы (2D архитектура и тракт передачи)

В: Чем полная апертура 32 × 32 на 1024 канала отличается от конфигураций решеток с усеченными углами?

О: В отличие от конфигураций с усеченными углами, где угловые подрешетки удаляются для формирования квазивосьмиугольного профиля, данная антенна полностью заполняет координатную сетку 32 × 32. Сохранение всех 1024 активных излучающих элементов обеспечивает использование полной апертуры 32 × 32. Суммарная пиковая выходная мощность решетки составляет ≥57 дБм, при этом антенна обеспечивает симметричное электронное управление лучом в секторе ±45° по азимуту и ±45° по углу места с типовой погрешностью наведения луча ≤0,2°.

В: Как распределение входного сигнала на 1024 канала влияет на выходную мощность всей решетки?

О: Антенна принимает входной сигнал возбуждения 22 дБм ± 1,5 дБм, который внутри антенного блока распределяется по 1024 каналам. При пиковой выходной мощности каждого TR-модуля ≥27 дБм суммарная пиковая мощность всей решетки составляет ≥57 дБм в диапазоне частот от 15 до 17 ГГц. Коэффициент усиления антенны составляет ≥33 дБ. Значение ЭИИМ системы составляет ≥91 дБм при комнатной температуре в условиях заводских контрольных испытаний.

В: Какие компоненты входят в указанную массу сборки ≤17 кг, а какие вынесены наружу?

О: Заявленная масса ≤17 кг включает встроенную конструкцию антенны, TR-модули, делитель мощности, разностную сеть и механические элементы заднего отсека. Она не включает внешнюю платформенную электронику, в частности внешние компоненты с перестройкой частоты, синтезаторы частот и подсистемы цифровой обработки сигналов.