2.3. Расчет прямых потерь мощности в АФАР

На начальном этапе проектирования РЛС реальные погрешности изготовления элементов, входящих в состав многоканального звена АФАР, обычно неизвестны. Поэтому определить величину и полный КПД системы не представляется возможным, и может быть выполнен только расчет прямых потерь мощности в системе передатчик - антенна. Он позволяет получить предварительную оценку энергетики различных вариантов построения системы. В процессе расчета определяется КПД звеньев а затем КПД системы в целом

Определим прямые потери мощности для вариантов построения системы передатчик - антенна: АФАР и пассивной ФАР (ПФАР) Для этого введем следующие обозначения:

передатчика или КПД модуля системы деления мощности и системы фазовращателей АФАР или возбудителя АФАР; К - коэффициент усиления модуля АФАР. Принадлежность параметра к активной или пассивной решетке обозначена верхним индексом а или соответственно.

Используя выражение (2.1), определим мощность, потребляемую модулями и возбудителем от источников питания:

Тогда

В свою очередь

Отношение и равно:

Из (2.7) видно, что при использование АФАР становится энергетически более выгодным, чем использование

Для частного случая, когда

формула (2.7) принимает более простой вид:

На рис. 2.4 приведены графики зависимости величины от построенные в соответствии с (2.9). Для определения величины по графикам рис. 2.4 в случае следует изменить масштаб по оси ординат в раз. Из графиков видно, что при выполнении условий (2.8) применять АФАР в радаре целесообразно при Например, значение

Рис. 2.4. Зависимость выигрыша в КПД от потерь в распределительном устройстве

Рис. 2.5. Зависимость выигрыша в от коэффициента усиления модуля активной решетки

Преимущество АФАР перед растет также при увеличении коэффициента усиления модуля К и это преимущество повышается (рис. 2.5) при увеличении К примерно до 10. Дальнейшее увеличение коэффициента усиления модуля не дает заметного возрастания выигрыша, если КПД системы деления мощности

Итак, когда модуль имеет большой коэффициент усиления, основные потери мощности в АФАР определяются его КПД, так как потери в предварительном делителе мощности, фазовращателе и возбудителе составляют в этом случае незначительную часть полных потерь мощности всей АФАР. Выражение (2.7) позволяет определить требования к параметрам

элементов при выполнении которых использование ее в становится энергетически более выгодным, чем использование

Так, например, для КПД модуля АФАР это требование выглядит следующим образом:

При это выражение существенно упрощается: Например, если в переход к активной решетке энергетически целесообразен при КПД модуля этой решетки

Приведенные расчеты дают только предварительную оценку, поскольку они не учитывают потерь КНД вызванных амплитудными и фазовыми ошибками сигнала на выходе каналов антенны. Методика расчета этих потерь приведена ниже.