8.2. Определение мощности шума на выходе приемной АФАР

Предположим, что решетки на рис. 8 1 и 8.2 являются эквидистантными, их элементы располагаются по строкам и столбцам, и каждый элемент нумеруется индексами При оценке суммарной мощности шума малошумящие усилители АФАР можно рассматривать как некогерентные СВЧ-генераторы с выходной мощностью, равной мощности их собственного шума Для приемного рупора эти генераторы являются независимыми и принимаемую мощность от каждого из них можно рассматривать без учета наличия других.

Определим мощность шума в выходном тракте приемного рупора АФАР, принятую от ее антенного элемента (см. рис. 8.1). Пусть расстояние между излучателем и приемным рупором, углы, задающие направление от излучателя на рупор, углы, задающие направление от рупора на излучатель. Введем по полю излучателя при возбуждении

его мощностью выходного шума своего МШУ. Полагаем, что АФАР содержит достаточно большое число элементов, чтобы можно было пренебречь краевыми эффектами и считать подавляющего числа излучателей одинаковыми.

Нормируем так, чтобы где - коэффициент усиления излучателя.

Если коэффициент усиления приемного рупора, то мощность шума принятая рупором от излучателя будет равна

где длина волны излучения.

Суммируя получим выражение для полной мощности шумов на выходе приемного рупора в виде

где

Покажем, что коэффициент

Рис. 8.3. Антеннам решетка, возбуждаемая генератором шума

Рассмотрим другую физическую интерпретацию (8.1) и (8.2). Предположим, что к приемному рупору АФАР подключен согласованный с фидерным трактом в ее рабочей полосе генератор С с мощностью и вместо малошумящих усилителей в антенных элементах установлены согласованные нагрузки И. Тогда получим схему антенной решетки, представленную на рис. 8 3, с антенными элементами, работающими в приемном режиме по отношению к излучающему рупору. Мощность, принятая антенным элементом, будет

равна (1), где теперь является коэффициентом усиления излучателя Увых в приемном режиме его работы. Суммарная мощность принятая совокупностью всех антенных элементов, будет описываться выражениями (8.2) и (8.3). Из схемы рис. 8.3 следует, что это только часть мощности излученной генератором; часть мощности генератора «переливается» через края апертуры решетки, а часть отражается от входных элементов.

Таким образом, мы доказали справедливость оценки (8.4). Назовем выходом ФАР выход ее МШУ, а выходом АФАР - выход приемного рупора. Заметим, что мощность шума в приемном тракте ФАР (см. рис. 8.2) на выходе ее МШУ равна Тогда с учетом (8.2) и (8.4) приходим к выводу: мощность суммарного шума на выходе АФАР, обусловленная собственными шумами МШУ ее антенных элементов, меньше мощности шума на выходе ФАР, обусловленной МШУ в тракте приемного рупора этой пассивной решетки при условии, что обе решетки имеют одинаковую конструкцию и параметры пассивных элементов и малошумящих усилителей. При этом мощность шума на выходе АФАР равна мощности шума на выходе одного из антенных элементов, умноженной на коэффициент ослабления, который используют в пассивных ФАР для учета СВЧ-потерь, обусловленных переливами мощности облучателя за края раскрыва.