Применение многоканальных фазово-когерентных генераторов при тестировании ФАР
Практически все антенные системы современных радиолокаторов – это фазированная антенная решетка (ФАР).
Фазированная антенная решетка (ФАР) состоит из полотна излучателей и системы распределения фаз и амплитуд. Разработка антенной решетки является трудоемким процессом, который обычно проводится математическими методами.
После расчета математической модели и изготовления на ее основе макета, необходимо провести измерения решетки или ее фрагмента. Чтобы подать на каждый антенный элемент сигнал с точно заданным распределением фазы и амплитуды, требуется система питания с фазовращателями.
На этапе макетирования антенной решетки можно воспользоваться многоканальным фазово-когерентным генератором, который позволит с высокой точностью установить необходимые значения фазы и амплитуды на каждом канале для формирования диаграммы направленности решетки и управления ею.
Благодаря возможности подобрать амплитуду и фазу по каждому каналу можно точно скорректировать параметры системы питания антенной решетки с учетом реальных измерений.
Важными характеристиками многоканальных генераторов является разброс фаз и амплитуд от канала к каналу. Данные соотношения влияют на итоговую диаграмму направленности антенной решетки.
Известно, что за формирование диаграммы направленности отвечают такие факторы как: количество элементов ФАР, их пространственное расположение, а также распределение фаз и амплитуд токов в элементах решетки.
Рисунок 1. Формирование луча ДН АФАР
Количество элементов ФАР и их расположение являются факторами, обеспечиваемые конструкцией решетки. Поэтому эти параметры являются стабильными величинами. Однако, фазово-амплитудные распределения токов будут зависеть от качества цепи питания ФАР, а в случае запитывания ФАР от многоканальных генераторов – от точности установки фаз и амплитуд на каждом канале.
Изменение фазовых соотношений на элементах антенной решетки позволяет управлять лучом, то есть проводить сканирование. В зависимости от сектора сканирования фазовое управление лучом антенной решетки позволяет отказаться от механических приводов, необходимых для обзора пространства.
Фазовое сканирование осуществляется с использованием различных фазовращателей, включенных в цепь питания антенной решетки. В случае использования многоканальных генераторов фазовращатели не требуются, так как управлять фазой можно на выходе каждого из каналов генератора. Но, в данном случает должна быть обеспечена фазокогерентность каналов, чтобы избежать случайной фазовой ошибки, что может вызвать искажение диаграммы направленности, например, случайное отклонение главного максимума.
Таким образом, при тестировании антенных решеток с помощью многоканальных генераторов предъявляются жесткие требования к фазовой и амплитудной стабильности каналов генерации.
Подход Anapico в многоканальной генерации при тестировании ФАР
Классическая схема реализации многоканального фазово-когерентного генератора представлена на рисунке 2. Для этого используются несколько одноканальных генераторов, объединенных в единый комплекс. После объединения генераторов воедино потребуется калибровка их фаз. Для этого необходимо достаточно дорогостоящее оборудование, например, осциллограф с синхронизированными по времени каналами.
Рисунок 2. Классическая схема реализации многоканального фазово-когерентного генератора
Компания Anapico предлагает иной подход в многоканальной генерации. Среди оборудования швейцарской компании AnaPico есть трех-, четырех- фазово-когерентные генераторы. Каждый генератор (рисунок 3) представляет собой единый компактный прибор, габаритами не более стандартного одноканального генератора иного производителя. Так как рассчитывается, что данные генераторы будут работать в системах с большим количеством каналов, то для удобства монтажа их в одну стойку предусмотрена. возможность исполнения данных генераторов в стоечном виде (рисунок 3).
Рисунок 3. Многоканальный фазово-когерентный генератор AnaPico
Из ассортимента компании Anapico можно подобрать многоканальный генератор под конкретные задачи тестирования. Генераторы различаются по частотному диапазону, количеству каналов, а также набору опций:
- аналоговый генератор MCSG40-4-ULN, 300 кГц — 40 ГГц, 4 канала (включен в Госреестр СИ);
- аналоговый генератор MCSG40-2-ULN, 300 кГц — 40 ГГц, 2 канала (включен в Госреестр СИ);
- аналоговый генератор MCSG20-4, 300 кГц — 20 ГГц, 4 канала
Преимущества применения многоканальных фазово-когерентных генераторов AnaPico
Использование многоканальных генераторов AnaPico для тестирования ФАР дает такие преимущества, как:
- максимальная оптимизация времени тестирования;
- оптимизация цены, низкая стоимость владения;
- минимизация человеческого фактора;
- минимизация вероятных отказов в кабельных соединениях
- минимальные сроки разработки и внедрения ФАР;
- высокая эргономика рабочего места.
Многоканальные генераторы сигналов AnaPico MCSG6, MCSG12, MCSG20, MCSG33, MCSG40 обеспечивают следующие преимущества:
- неограниченное количество фазово-когерентных каналов;
- фазово-непрерывный сигналы;
- сигналы с фазово-когерентной перестройкой частоты;
- сигналы с памятью фазы.
Вывод
Подход, предложенный компанией AnaPico в области многоканальной генерации, позволяет соблюсти высокие требования к фазовой и амплитудной стабильности каналов генерации при тестировании фазированных антенных решеток . Помимо этого, тестирование ФАР с применением многоканальных фазово-когерентных генераторов Anapico имеет много преимуществ технического и экономического характера.
Посмотрите обучающее видео от AnaPico: «Имитация сканирования луча диаграммы направленности антенной решетки»
Оборудование AnaPico вы можете приобрести в нашей компании по выгодной цене. Наши специалисты всегда готовы проконсультировать и подобрать для Вас необходимые приборы. Для заказа отправляйте заявки на e-mail: info@sernia.ru или позвоните +7 495 204 13 17.
