1024-канальная 2D ФАР Ku-диапазона: прием на основе полной матрицы, суммарно-разностное формирование лучей и высокоточное сопровождение

В задачах радиолокационного сопровождения целей и направленной связи чувствительность приемной апертуры и угловая разрешающая способность являются ключевыми факторами, определяющими дальность действия и точность угловых измерений. Работая в диапазоне частот от 15 до 17 ГГц, 1024-канальная двумерная фазированная антенная решетка Ku-диапазона объединяет 1024 активных канала, конструкцию антенны, TR-модули со схемами усиления и компенсации приемного тракта, внутренний делитель мощности и суммарно-разностные сети в едином металлическом корпусе с размерами 420 мм × 400 мм × 129 мм и общей массой ≤17 кг, обеспечивая коэффициент усиления на прием ≥32 дБ и невзвешенный параметр G/T ≥4,5 дБ/К при комнатной температуре.

Прием на уровне апертуры: архитектура полной активной матрицы 32 × 32

Архитектура приемного тракта использует полностью заполненную планарную решетку для приема сигналов по всей апертуре и пространственного синтеза лучей:

• Полная активная матрица 32 × 32: Пространственные электромагнитные волны принимаются полной координатной сеткой Nx = 32 по азимуту и Ny = 32 по углу места, задействующей все 1024 активных антенных элемента без усечения угловых зон.
• Поканальная обработка принимаемого сигнала: Принятые сигналы проходят малошумящее усиление, а также независимую фазовую и амплитудную компенсацию непосредственно в модуле каждого TR-канала перед пространственным синтезом луча.
• Интегрированная суммарно-разностная обработка: Встроенные суммарно-разностные сети объединяют обработанные принимаемые сигналы для формирования суммарного сигнала (Σ) и разностных сигналов (Δ) внутри корпуса антенны с целью выделения сигналов углового рассогласования.
• Базовая конфигурация поляризации: Вертикальная поляризация является типовой базовой конфигурацией приемной апертуры.

Чувствительность приемного тракта: невзвешенный параметр G/T и усиление на прием

Характеристики приема определяются заявленным коэффициентом усиления на прием и параметром G/T в рабочей полосе частот:

• Коэффициент усиления на прием: Антенна обеспечивает коэффициент усиления на прием ≥32 дБ в рабочем диапазоне частот от 15 до 17 ГГц в условиях заводских испытаний.
• Невзвешенный параметр качества системы (G/T): Решетка обеспечивает невзвешенный параметр G/T ≥4,5 дБ/К при комнатной температуре, характеризуя базовый уровень чувствительности приемного тракта.
• Стабильность характеристик в полосе частот: Указанные значения усиления на прием и параметра G/T применимы во всем диапазоне рабочих частот от 15 до 17 ГГц.

Встроенные суммарно-разностные сети для двухкоординатного моноимпульсного сопровождения

Моноимпульсное измерение угловых координат требует одновременного формирования суммарного и разностных лучей в ортогональных плоскостях сопровождения:

• Встроенная суммарно-разностная обработка: Схемы суммарно-разностного формирования лучей интегрированы непосредственно в конструкцию антенны, что снижает потребность во внешних ВЧ-гибридах и сумматорах.
• Выделение сигналов углового рассогласования: Сеть формирует одновременно суммарный сигнал (Σ), сигнал разности по азимуту (ΔAz) и сигнал разности по углу места (ΔEl) для обеспечения работы контуров моноимпульсного углового сопровождения.
• Выделенные интерфейсы разностных каналов: Антенный блок оснащен ВЧ-разъемами SSMP-J, предназначенными для выходов разностных сигналов по азимуту и углу места.
• Двухкоординатное электронное управление лучом: Электронное сканирование охватывает сектор ±45° по азимуту и ±45° по углу места с типовой погрешностью наведения луча ≤0,2° во всем указанном диапазоне сканирования.
• Интерфейс команд сопровождения: Передача координат луча, сигналов синхронизации и команд сопровождения осуществляется через разъем управления J30J_15TJL.

Интеграция в платформу и эксплуатационные ограничения для систем сопровождения

Физические, электрические и тепловые параметры 1024-канальной решетки определяют четкие границы интеграции в платформы сопровождения:

• Применимость в задачах углового сопровождения: Сочетание полной апертуры 32 × 32, электронного сканирования в секторе ±45°/±45°, типовой погрешности наведения ≤0,2° и встроенных суммарно-разностных выходов обеспечивает основу для интеграции в системы моноимпульсного сопровождения.
• Монтажные габариты и компоновка: Размеры блока составляют 420 мм × 400 мм × 129 мм (включая механические элементы заднего отсека), что требует расчета монтажных конструкций на общую массу изделия до 17 кг (без учета внешнего перестраиваемого синтезатора частот и цифрового процессора сигналов).
• Температурный диапазон эксплуатации и хранения: Диапазон рабочих температур составляет от -40 °C до +70 °C; диапазон температур хранения — от -50 °C до +70 °C.
• Интерфейс первичного электропитания постоянного тока: Внутренняя электроника питается от шины постоянного тока с напряжением от 18 до 36 В через 4-контактный сильноточный разъем J30J, при этом максимальное энергопотребление составляет ≤1300 Вт при коэффициенте заполнения в режиме передачи 25%.

Часто задаваемые вопросы (Характеристики приема и сопровождения)

В: Как полная матрица 32 × 32 влияет на чувствительность приема?

О: Благодаря полному заполнению координатной сетки 32 × 32 всеми 1024 активными элементами без удаления угловых подрешеток конструкция сохраняет полную физическую апертуру. Это обеспечивает коэффициент усиления на прием ≥32 дБ и невзвешенный параметр G/T ≥4,5 дБ/К при комнатной температуре в условиях заводских контрольных испытаний.

В: Каким образом встроенная суммарно-разностная сеть формирует сигналы для моноимпульсного сопровождения?

О: Встроенные суммарно-разностные сети объединяют обработанные сигналы отдельных TR-модулей непосредственно внутри корпуса антенны, формируя одновременно суммарный луч (Σ), разностный луч по азимуту (ΔAz) и разностный луч по углу места (ΔEl). Выделенные разностные порты SSMP-J передают сигналы разности по азимуту и углу места напрямую в приемные устройства платформы, снижая потребность во внешних ВЧ-гибридах и сумматорах. Типовая погрешность наведения луча составляет ≤0,2°.

В: Какие интерфейсы отвечают за координацию сопровождения и первичное электропитание постоянного тока?

О: Координаты наведения луча, сигналы синхронизации и команды сопровождения принимаются через разъем управления J30J_15TJL. Первичное электропитание подается независимо через 4-контактный сильноточный разъем J30J от нестабилизированной шины постоянного тока 18–36 В (≤1300 Вт при коэффициенте заполнения в режиме передачи 25%).