Аттенюаторы передающего и приёмного каналов ппм

Наличие аттенюатора в передающем канале ППМ позволяет стабилизировать коэффициент передачи канала, если использовать при управлении сигналы контрольных детекторов, установленных на входе и выходе канала .

Кроме того, при необходимости, этот же аттенюатор может быть использован для коррекции амплитудного распределения по раскрыву.

Включение аттенюатора на выходе (или в другом месте приёмного тракта ППМ) расширяет динамический диапазон приёмника, что существенно для РЛС и создаёт специфические возможности по адаптированию АФАР к помеховой обстановке.

Для реализации управляемой величины затухания принципиально пригодны схемы, описанные в предыдущем разделе, с тем отличием, что для управления величиной затухания необходимо управлять величиной тока через pin-диоды, включенные согласно схемам рис. 25. Зависимость затухания от тока нелинейна, так что необходим программный её учет. Другим заметным осложнением использования в АФАР pin-аттенюаторов с изменяющимся током управления является обнаруживаемый при этом значительный фазовый сдвиг в аттенюаторах, различный при разных токах. Поэтому значительный интерес могут представлять Т-образные либо П-образные резистивные схемы согласованных аттенюаторов, в которых pin-диоды используются лишь в качестве быстродействующих коммутирующих элементов между трактом, имеющим “нулевые” потери и трактом с заданным затуханием. При этом фазовый сдвиг в резистивной секции может быть измерен для данной величины затухания и скомпенсирован изменением (подбором) длины тракта с нулевым затуханием, так чтобы фазовые длины обоих путей оказались равными.

При затуханиях более 10 дБ на секцию аттенюатора (амплитудный дискрет) “пролезание“ сигнала через выключенные диоды канала с нулевыми потерями и сложение его с сигналом, прошедшим через резистивную секцию, будет приводить к дополнительному фазовому сдвигу. Поэтому для увеличения развязки в этих случаях целесообразно включение дополнительного последовательного диода в тракт с нулевыми начальными потерями. Последовательное включение нескольких таких секций с выбранным наперёд шагом изменения затухания позволит независимо управлять амплитудой и фазой сигнала ППМ, а значит - и АФАР в целом.

Принципиальная схема 6-разрядного аттенюатора, которая может входить в приемный канал модернизированного модуля изображена на рис. 29. Сборка аттенюатора изображена на рис. 30.

Рис.29

Рис. 30.

Шумовые характеристики афар с пространственным возбуждением

Поставим задачу: определить при работе в приемном режиме отношение мощностей сигнала и шума (отношение сигнал/шум) на выходе приемного рупора

Предположим, что решетка на рис. 31 является эквидистантной, ее элементы располагаются по строкам и столбцам, и каждый элемент нумеруется индексами n и m. При оценке суммарной мощности шума малошумящие усилители АФАР можно рассматривать как некогерентные СВЧ генераторы с выходной мощностью, равной мощности их собственного шума P₀. 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 её nm-го антенного элемента. Пусть r_nm — расстояние между nm-ым излучателем I_b и приемным рупором, _nm и _nm — углы, задающие направление от nm-го излучателя на рупор, _nm и _nm — углы, задающие направление от рупора на nm-ый излучатель (рис. 31).

Рис. 31. Схема АФАР на прием

Введем диаграмму направленности по полю _f( _nm, _nm) nm-го излучателя I_b при возбуждении его мощностью выходного шума своего МШУ. Полагаем, что АФАР содержит достаточно большое число элементов, чтобы можно было пренебречь краевыми эффектами и считать диаграммы направленности подавляющего количества излучателей I_b одинаковыми. Нормируем диаграмму направленности так, чтобы

|_f (_nm, _nm)|² = g₀(_nm, _nm),

где g₀(_nm, _nm) — коэффициент усиления излучателя.

Если g(_nm, _nm) — коэффициент усиления приемного рупора, то мощность шума P_nm, принятая рупором от nm-го излучателя I_b, будет:

P_nm = , (1.1)

где  — длина волны излучения.

Суммируя P_nm, получим выражение для полной мощности шумов P_ на выходе приемного рупора в виде:

P_ = P₀ , (1.2)

где

 = . (1.3)

Покажем, что коэффициент

 < 1. (1.4)

Для этого дадим другую физическую интерпретацию выражениям (1.1) и (1.2). Предположим, что к приемному рупору АФАР подключен согласованный с фидерным трактом в её рабочей полосе генератор G с мощностью P₀, и вместо малошумящих усилителей в антенных элементах установлены согласованные нагрузки H. Тогда придем к схеме антенной решетки, представленной на рис. 32, с антенными элементами, работающими в приемном режиме по отношению к излучающему рупору.

Рис. 32. Схема АФАР на передачу

Мощность, принятая nm-ым антенным элементом, будет равна (1.1), где g₀(_nm, _nm) теперь является коэффициентом усиления излучателя I_b в приемном режиме его работы. Суммарная мощность P_, принятая совокупностью всех антенных элементов, будет описываться выражениями (1.2) и (1.3). Из схемы рис. 32 следует, что P_ — это только часть мощности P₀, излученной генератором; часть мощности генератора «переливается» через края апертуры решетки, а часть отражается от входных элементов.

Таким образом, мы доказали справедливость оценки (1.4). При этом мощность шума на выходе АФАР равна мощности шума на выходе одного из антенных элементов, умноженной на коэффициент ослабления.