МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ КВЧ ДИАПАЗОНА

April 5, 2012 by admin Комментировать »

Крехтунов В. М., Комиссарова Е. В., Русов Ю. С. Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана д.           5, ул. 2-я Бауманская, Москва – 105005, Россия Тел.: (095) 2677596; e-mail: mc_ken@mail333.com

Здесь: D0MaKc = 4nS3/X2 – максимальное значение коэффициента направленного действия (КНД) плоского раскрыва, эквивалентного антенной решетке; |10бл – коэффициент, учитывающий потери, связанные с облучателем и с возбуждением раскрыва Sa; П и Гг – эффективные коэффициенты отражения, обусловленные рассогласованием решетки излучателей со свободным пространством и с трактами фазовращателей; г)эл – эффективный коэффициент полезного действия интегрированного элемента ФАР . Параметры Go, г)эл, П и Гг являются функциями как частоты, так и углов 9отк, чьтк, характеризующих положение луча ФАР в секторе сканирования.

Расчет коэффициента усиления по формуле (1) даже для больших плоских ФАР с оптическим возбуждением и числом элементов N>103 дает лишь ориентировочные значения Go. Для ФАР с меньшим числом элементов (N~(2…3)-102) вследствие взаимного влияния излучателей, краевых эффектов, затенения раскрыва ФАР облучателем и его трактом вычисление Цобл, П и Гг проблематично.

В связи с этим актуальна разработка прямых методов настройки малоэлементных ФАР КВЧ диапазона, позволяющих обойти ряд трудностей и получить достоверные результаты измерения основных характеристик ФАР (диаграммы направленности

Р(в,ч/), коэффициента усиления О0(^,^ж), уровня

бокового излучения, точности ориентации главного лепестка диаграммы направленности).

Схема измерительного стенда, используемого при настройке исследуемой ФАР, показана на рис. 1. Здесь обозначены: ФАР, ее один элемент, облучатель 2, передающая рупорная антенна 1; АИО – автоматическая установка для измерения и панорамного отображения на экране индикатора вносимого ослабления; СУП – система управления лучом ФАР; PC – персональный компьютер, обеспечивающий требуемый режим работы СУП по управлению фазовращателями, ОПУ – опорно-поворотное устройство, обеспечивающее вращение исследуемой ФАР в горизонтальной плоскости (\|/г = 0… 360°) и вокруг оптической оси (\|/к= 0… 360°).

Рис. 3. Диаграммы направленности ФАР при отклонении луча на угол в0тк= -76° и перестройке на угОЛ вотк= -75°.

Fig. 3. PAA directional patterns for вотк = -16° beam deviation and realignment to 6omK = -75° beam deviation

По результатам настройки ФАР найдено фазовое распределение по излучателям решетки, необходимое для отклонения максимума главного лепестка на угол 9отк= -15° (кривая 2).

III.  Заключение

1.    Принятая методика настройки ФАР обеспечивает установку с высокой точностью заданных углов отклонения главного лепестка диаграммы направленности при сохранении его формы в секторе сканирования луча.

2.    Индивидуальная настройка фазовращателей позволяет для каждого положения луча (90Тк, ч^тк) максимизировать коэффициент усиления ФАР при сохранении низкого уровня боковых лепестков, соответствующего реальному затенению раскрыва ФАР облучателем и его трактом, а также принятой дискретности управляемых фазовращателей.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования РФ. Шифр гранта: АОЗ-3.15-268.

IV. Список литературы

[1]   Крехтунов В. М., Комиссарова Е. В., Яковлев И. А. Исследование ФАР W-диапазона с ферритовыми фазовращателями. Труды 13 Международной конференции «СВЧ – техника и телекоммуникационные технологии», 8-12 сентября 2003 года, Севастополь, Крым, Украина. – С. 32-34.

[2]   Бубнов Г. Г., Никулин С. М., Серяков Ю. Н., Фурсов С. А. Коммутационный метод измерения характеристик ФАР. – М.: Радио и связь,1988,- 120 с.

[3]   Бондарик А. В., Шитиков А. М. Диагностика неисправностей элементов ФАР с использованием метода переключений. Труды Молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь – перспективные технологии», Москва, 2001 год. – М.: ОАО «Радиофизика», 2001.- с.79 – 81.

EXTREMELY-HIGH FREQUENCY BAND PHASED ARRAY ANTENNA TUNING METHOD

Krekhtunov V. М., Komissarova E. V., RusovYu. S.

Bauman Moscow State Technical University

5,2-nd Baumanskaya str., Moscow -105005, Russia

Abstract – The flat reflector type phased antenna array (PAA) of extremely-high frequency band with waveguide ferrite phase shifters is investigated. The design-experiment method of tuning, gain factor optimization, beam track angle correction in the scanning sector and the sidelobe level reduction of the PAA are designed.

I.  Introduction

Investigation of short-wave part of millimeter wave band caused the problem of phased array antenna design with electrically beam scanning.

II.  Main part

The design-experiment method of PAA tuning is developed. This method is based on in-cell tuning to maximum signal strength of every PAA element, which is controlled on the oscilloscope indicator. It is determined, that PAA tuning may occur in view of known initial phase and phase characteristics of phase shifters as well as failing characteristics.

III.  Conclusion

1.     This method provides the setup of directional pattern given angle with high precision.

2. Such individual tuning makes it possible to maximize PAA gain factor and minimize the side-lobe level of directional pattern.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты