11.6. Особенности восстановления характеристик направленности АФАР при немонохроматическом сигнале

Как известно [17], в широкополосных системах с параметры сигнала и параметры антенной системы оказываются взаимозависимыми. Это означает, что характеристики направленности при различных сигналах в одной и той же будут различаться.

В связи с этим рассмотрим восстановление характеристик направленности АФАР с отказами учитывающее особенности прохождения через сложных видов сигналов.

Выше приведены результаты исследования характеристик АФАР при отказах (излучателей) и их восстановления в реальном масштабе времени на основе коррекции амплитуд и фаз токов (полей) соседних работоспособных излучателей для случая монохроматического сигнала.

Рассмотрим влияние на характеристики направленности АФАР отказов при ЛЧМ-импульсных сигналах со спектром прямоугольной формы. Активную ФАР с ЛЧМ-сигналом можно рассматривать в качестве характерного примера с сигналами общего, более широкого класса [18].

Пусть полная девиация частоты база сигнала длительность импульса) и центральная частота заполнения

импульса Гц. В связи со сложностью аналитического решения, оценку влияния отказов AM АФАР с ЛЧМ-сигналами на характеристики проведем численным методом на частотах составляющих спектра.

Результирующие ДН АР определим усреднением характеристик направленности от каждой составляющей спектра путем численного моделирования на ЭВМ. Полученные результаты, для подтверждения достоверности, сравним с результатами определения с ЛЧМ-импульсными сигналами на основе принципа «пространственно-частотной эквивалентности» [17].

Примем форму раскрыва АФАР, как и ранее, прямоугольной с числом излучателей (см. рис. 11.1). Расчетные по мощности при отказе 4% шаге решетки и ЛЧМ-импульсном сигнале приведены на рис. 11.28,а. При этом использована половинная амплитудная и 30° фазовая коррекция отказавших излучателей соседними излучателями в столбце каждого отказа

Расчеты показывают [19], что ширина в угломестной плоскости при отказах меняется незначительно, однако УБЛ возрастает примерно на Амплитудно-фазовая коррекция приводит фактически к полному восстановлению в области бокового излучения в нижней («предпочтительной») полусфере при возрастании

УБЛ в другой полусфере. Следует указать, что в без отказов (кривая , рис. 11.28,а) УБЛ уменьшается, направления нулевых излучений «заплывают», что характерно для с широкополосными сигналами [17] по сравнению со случаем монохроматического возбуждения (рис. 11.28,б). В азимутальной плоскости восстанавливается при этом полностью.

Среднеквадратичный уровень боковых лепестков в различных плоскостях соответствующий расчетным с ЛЧМ-сигналом (рис. 11.28,а), показан на рис. 11.29,а, где боковых лепестков при отсутствия отказов при отказах и амплитудно-фазовой компенсации соответственно в нижней и верхней

Рис. 11.28. Диаграммы направленности АФАР в угломестной плоскости: а - ЛЧМ сигнал; б - монохроматический сигнал

полусферах. Сравнение с расчетными данными той же с монохроматическим сигналом (рис. 11.29,б), показывает стремление УБЛ в нижней («предпочтительной») полусфере к доотказному значению, что полностью проявляется при приближении рассматриваемой плоскости к угломестной и связано с формой ДН АФАР при прохождении через нее сигнала с ограниченным спектром.

Таким образом, учет формы (вида) сигнала в АФАР при восстановлении характеристик направленности показал их более близкое совпадение с доотказным состоянием по одну сторону от главного максимума в случае широкополосного сигнала. Представлена модель приемной АФАР, учитывающая выход из строя (отказы) и рассмотрена методика компенсации множественных отказов, основанная на комбинации операций внесения амплитудной и фазовой поправок (коррекций) в работоспособные соседние излучатели в столбце каждого отказа.

Показано влияние на величину угловой области улучшения в УБЛ в угломестной плоскости изменения шага решетки и закона амплитудного распределения по раскрыву при амплитудно-фазовой компенсации отказов

Определено снижение КНД АФАР при компенсации отказов с использованием соседних излучателей в столбце каждого отказа в решетке.

Представленная методика амплитудно-фазовой компенсации отказов как при монохроматическом, так и сложных видах сигналов, дает возможность судить о потерях в эксплуатационных показателях в зависимости от числа и геометрического расположения отказавших излучателей при различных амплитудных распределениях

Рис. 11.29. СКУ боковых лепестков: а - ЛЧМ сигнал: б - монохроматический сигнал

в раскрыве (различных режимах работы). Полное восстановление характеристик направленности в одной из плоскостей АФАР и в определенном угловом секторе в других плоскостях осуществляется при этом в реальном масштабе времени.

ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)