6.4. Применение, особенности и элементная база АЦПФАР
Применение. Цифровое формирование ДН приемных ФАР является результатом работы специалистов над реализацией теоретических возможностей по созданию радиостанций, адаптирующихся к помеховой обстановке путем фармирования провалов в 
в направлении на источники
помех. Аналоговыми методами реализовать полученные теоретические возможности нельзя. Цифровой метод формирования ДН был предложен в НИИ Дальней Радиосвязи в 1976 г. и реализован в РЛС «Волга» [5]. Все дальнейшие разработки в НИИДАР такого типа РЛС и станций контроля космического пространства используют этот метод. Исследования показали, что оптимальным в настоящее время, из технических и экономических соображений, является гибридный метод формирования ДН: аналоговое формирование ДН фазированных подрешеток и адаптивное цифровое формирование суммарной ДН от подрешеток.
Особенности. В станциях с аналоговым формированием ДН обычно используется небольшое число приемников, равное числу формируемых антенной ДН, при этом сигнал, принятый по каждой ДН, проходит один приемник. В станциях с цифровым формированием ДН число приемников (приемных каналов) равно числу излучателей (подрешеток), достигающих десятков, сотен и даже тысяч, т.е. сигнал, соответствующий каждой ДН проходит число приемников, равное числу подрешеток. Аналого-цифровое преобразование при этом обычно производится на промежуточной частоте, для чего используется единый для всех приемников гетеродин и принимаются меры по синфазному распределению его сигнала. Это обстоятельство может привести к существенному повышению суммарных шумов приемного тракта после цифрового формирования ДН за счет шумов гетеродина.
В станциях непрерывного излучения дополнительное повышение суммарных шумов после формирования ДН можно ожидать из-за проникновения шумов передатчика, а также из-за синфазного сложения шумов квантования, так как собственный сигнал излучателя, проникающий в излучатели ФАР, обычно значительно превышает уровень собственных шумов перед АЦП, т.е. является его основным сигналом. Проникающие сигналы в излучатели при этом имеют высокую степень корреляции.
Глубина подавления помех при адаптивном формировании ДН определяется временными характеристиками коэффициентов передачи приемных трактов подрешеток. Независящие от времени неидентичности коэффициентов передачи приемных трактов учитываются в адаптивных коэффициентах и практически не влияют на глубину подавления помех Быстро меняющиеся неидентичности, радиус корреляции которых меньше периода вычисления адаптационных коэффициентов, определяют уровень подавления помех. Оценить ожидаемую глубину подавления помех можно, если использовать методы статистической теории антенн с учетом, что в нулях ДН закон их распределения подчиняется закону Релея.
Элементная база. Для реализации цифрового метода формирования ДН требуется соответствующая элементная база: малошумящие
усилители; СВЧ-фильтры; преобразователи частоты; аналого-цифровые преобразователи с формированием сопряженных последовательностей принятых сигналов; процессоры, обеспечивающие вычисление адаптивных коэффициентов и формирование 
в реальном масштабе времени (со скоростью вычислений десятки миллиардов операций в секунду с много — разрядными словами).
Отечественная промышленность в настоящее время разрабатывает и изготовляет, приемные транзисторы и усилители с требуемыми высокими характеристиками во всем диапазоне радиочастот [21], а также высокоизбирательные фильтры на поверхностных акустических волнах [22].
Для других элементов приемного тракта приходится использовать компоненты зарубежных фирм. Перечень основных фирм и выпускаемых ими радиокомпонентов можно найти в [23]. Широкое распространение получили радиокомпоненты фирмы Analog Devices. Новые разработки фирмы приведены в каталоге [24]. Нам не известны фирмы, выпускающие ЭВМ для адаптивного цифрового формирования ДН многоэлементных решеток. В ОАО НПК НИИДАР такой процессор разрабатывается на базе ЭВМ «Багет» [25], в которой предусмотрена возможность установки дополнительных ячеек. Эти ячейки, обеспечивающие адаптивное формирование ДН, разрабатываются с использованием программируемых логических интегральных схем (ГШИС).
Широкое распространение получили ПЛИС, производимые фирмой ALTERA. Этой фирмой выпускается также необходимая аппаратура и разработаны руководства по применению и программированию выпускаемых ГШИС. Документация постоянно публикуется в печати, например [26], а также необходимые данные можно найти в Интернете. Вопросы Цифровой обработки сигналов и состояние элементной базы постоянно освещаются в [27].
ЛИТЕРАТУРА
(см. скан)
