Антенные решетки с цифровым формированием диаграммы направленности. Метод цифрового формирования диаграммы направленности (ДН) антенной решетки давно привлекает внимание специалистов, поскольку обеспечивает адаптивное управление формой ДН, в частности формирование провалов («нулей») ДН в направлении источников радиопомех. До недавнего времени метод применялся только в станциях с невысокой частотой обновления данных, в частности в сонарных системах и загоризонтных РЛС НЧ-диапазона. Например, он используется для формирования приемной ДН в стационарной загоризонтной РЛС фирмы General Electric и в передислоцируемой загоризонтной РЛС фирмы Raytheon. Несмотря на сложные проблемы, связанные с применением метода в РЛС СВЧ-диапазона, где частота обновления данных значительно выше, определенные успехи достигнуты и в этом направлении.
Так, датская фирма Signaal применила цифровое формирование ДН в антенных системах своих трехкоординатных корабельных РЛС SMART-L и SMART-S, правда, только в режиме приема. Антенна РЛС SMART-L состоит из 24 строк излучателей.
Сигналы, принимаемые каждой строкой, преобразуются с понижением частоты. Затем они проходят импульсное сжатие с помощью схемы на ПАВ и далее поступают на 12-разрядный АЦП с тактовой частотой 20 МГц. Полученные цифровые сигналы модулируют оптическую несущую, и результирующий сигнал через вращающееся соединение световодов поступает на цифровой диаграммоформирователь, который формирует 14 приемных лучей.
Значительных успехов в разработке методов цифрового формирования ДН добились специалисты Ромской исследовательской лаборатории, выполняющие заказ DARPA. Для проведения исследований была создана антенная решетка С-диапазона, состоящая из 32 столбцов излучателей. Лучи формируются с помощью быстродействующего цифрового формирователя ДН. В его состав входят четыре процессора, которые обрабатывают сигналы по 64 каналам и формируют 4, 8, 16 или 32 независимых луча. Процессоры имеют систолическую архитектуру и обеспечивают выполнение операций умножения и сложения с высокой скоростью. Производительность одного процессора - 5.109 комплексных операций в секунду.
В лаборатории изучается применение методов цифрового диаграммоформирования для коррекции ДН элементов антенной решетки, а также формы ДН всей решетки в случае выхода из строя ее отдельных элементов. Специалисты лаборатории создали также устройство цифрового формирования на базе нейронной вычислительной сети. Экспериментальная проверка нейросетевого цифрового формирователя ДН проводилась на специально созданной 8-элементной решетке Х-диапазона. Исследования показали, что применение нейросетевых вычислителей обеспечивает адаптацию алгоритма вычисления к параметрам решетки, снимает необходимость встроенного контроля и калибровки параметров антенны. На фирме Roke Manor Research сконструирована экспериментальная 13-элементная антенная решетка, в которой цифровое формирование происходит как в режиме приема, так и в режиме передачи. Формирование в режиме передачи позволяет ориентировать «нули» ДН в направлении возможной угрозы противорадиолокационных ракет либо высокого уровня помех. Шведские специалисты предложили новый метод цифрового формирования ДН с стробированием сигнала промежуточной частоты. Метод испытан на экспериментальной решетке, работающей в диапазоне 2,8-3,3 ГГц.
Проектирование блока горизонтального отклонения электронно-лучевого осциллографа
Электронно-лучевой осциллограф является наиболее универсальным
измерительным прибором, позволяющим исследовать сложные электрические процессы,
визуально наб ...
20-разрядный аналого-цифровой преобразователь, изготовленный по технологии КМОП 0,9 пм
Традиционные
конструкции аналого-цифровых преобразователей (АЦП) использовали параллельную
архитектуру и биполярные технологии для получения 8-битного разрешени ...
Функционально-структурный анализ системы автоматического управления (регулирования) технического объекта
Работа любого технологического объекта
характеризуется различными параметрами, которые изменяются в зависимости от
работы машины и воздействия внешних факто ...