Текущее время:

Часовой пояс: UTC + 3 часа




 Страница 5 из 11 [ Сообщений: 318 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 11  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
В любом случае, мне кажется, отличия в результатах даже на порядок быть не должно, +/- пару децибел, у нас же оценочные расчеты.

Получается, при определенный углах места либо ухудшается направленность, либо сильно сказываются мешающие отражения от подстилающей поверхности, либо еще что, поэтому можно более-менее точно знать, когда максимальные характеристики недостижимы и в связи с этим оптимизировать режим обзора по дальности, меняя время накопления. Так станция делает?

А если число элементов на порядок отличается, то (в моих расчетах) это даст еще пару децибел снижения требуемого ОСШ. А значит и времени накопления, и скорости обзора.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Mityan писал(а):
В любом случае, мне кажется, отличия в результатах даже на порядок быть не должно, +/- пару децибел, у нас же оценочные расчеты.

Получается, при определенный углах места либо ухудшается направленность, либо сильно сказываются мешающие отражения от подстилающей поверхности, либо еще что, поэтому можно более-менее точно знать, когда максимальные характеристики недостижимы и в связи с этим оптимизировать режим обзора по дальности, меняя время накопления. Так станция делает?

А если число элементов на порядок отличается, то (в моих расчетах) это даст еще пару децибел снижения требуемого ОСШ. А значит и времени накопления, и скорости обзора.

Нет же! Вовсе не поэтому. Обнаружение на такой дальности возможно только в узком секторе углов места потому что при других углах места точка на дальности 400км находится либо глубоко под землёй, либо далеко в космосе.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Гениально. :)

Попалась мне тут на глаза автоматическая программа по расчету РЛС рязанского радиотехнического университета.
http://rzn-student.ru/soft/682-programnyy-kompleks-strela-30.html

Что-то я как какие ни пытался подставить параметры - либо вообще не считает, рекомендации выдает что-то там поменять, либо считает, и пишет, что в принципе возможно, но вот вам несколько десятков децибел энергетики не хватает только. Неадекватная какая-то...


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Скажите, пожалуйста, Ирбис - это LPI радар или не LPI?

Потому что пишут, что в ПАК ФА будут ставить Н036, а это Н035, немного отрихтованный по габаритам.

Кажется, с его энергетикой мы немного разобрались. Она должна быть такая, какая должна быть, против энергетики никакими суперсигналами не попрешь. Единственное, что может отличать LPI от неLPI - программное обеспечение, верно?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Mityan писал(а):
Потому что пишут, что в ПАК ФА будут ставить Н036, а это Н035, немного отрихтованный по габаритам.

Его так "отрихтовали", что антенна превратилась из ПФАР в АФАР? :D :shock:


  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 1307
Откуда: Болгария, София
Для самостоятельного обнаружения цели с ЭПР 3 квм на дальности 400км, с приемливым циклом обзора БРЛС Ирбис не особо годится; или иначе - для осуществления этого цикл обзора должен быть где то 12-15 секунд для сектора всего 100 кв.градусов. В неких случаях при групповой работе это все таки может оказатся допустимо. Если наземная РЛС дальнего обнаружения укажет азимут цели с точности порядка 1-2 гр. тогда теоретически возможно достижение и 500км по такой цели (ЭПР 3 квм).

Практическая обзорная дальность по цели с ЭПР 3 квм - где то 200-220км. А для достижения практической обзорной дальности 400 км цель должна быть где то с ЭПР 30-50 квм т.е - АВАКС, заправщик, бомбер Б-52.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Mityan писал(а):
Скажите, пожалуйста, Ирбис - это LPI радар или не LPI?

Потому что пишут, что в ПАК ФА будут ставить Н036, а это Н035, немного отрихтованный по габаритам.

Кажется, с его энергетикой мы немного разобрались. Она должна быть такая, какая должна быть, против энергетики никакими суперсигналами не попрешь. Единственное, что может отличать LPI от неLPI - программное обеспечение, верно?

Радар для ПАК ФА и Ирбис - совершенно разные станции. Как уже отметил РРР: Ирбис - ПФАР, а для ПАКФА - АФАР.
LPI - это, в первую очередь, большая мгновенная полоса сигнала. Эти режимы есть и в Ирбисе и в АФАРе и зависит это в первую очередь от аппаратного обеспечения, а во-вторую от программного.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Точно. Статью про ПАК ФА на вики читал, так сказать, по диагонали, а там приведены характеристики как раз таки Н035.

У меня еще вопрос. Если у СРТР широкая полоса мгновенного приема (например, 500 МГц), то для нее эта вероятность (intercept) будет не ниже, чем для любой другой БРЛС?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
intoxicated писал(а):
Для самостоятельного обнаружения цели с ЭПР 3 квм на дальности 400км, с приемливым циклом обзора БРЛС Ирбис не особо годится; или иначе - для осуществления этого цикл обзора должен быть где то 12-15 секунд для сектора всего 100 кв.градусов. В неких случаях при групповой работе это все таки может оказатся допустимо. Если наземная РЛС дальнего обнаружения укажет азимут цели с точности порядка 1-2 гр. тогда теоретически возможно достижение и 500км по такой цели (ЭПР 3 квм).


Скажите, пожалуйста, какое время обзора для БРЛС (и какого сектора, то бишь скольки элементов) считается приемлемым?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Mixalych писал(а):
Эти режимы есть и в Ирбисе и в АФАРе и зависит это в первую очередь от аппаратного обеспечения, а во-вторую от программного.



Скажите, пожалуйста, что еще нужно (в аппаратной части), кроме АЦП (с фильтром)?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Mityan писал(а):
Точно. Статью про ПАК ФА на вики читал, так сказать, по диагонали, а там приведены характеристики как раз таки Н035.

У меня еще вопрос. Если у СРТР широкая полоса мгновенного приема (например, 500 МГц), то для нее эта вероятность (intercept) будет не ниже, чем для любой другой БРЛС?

Ниже, конечно. Ведь если мощность сигнала фиксирована, размазывая его по широкой полосе мы уменьшаем сигнал/шум для любой СРТР. Ведь мощность принимаемого ею шума пропорциональна принимаемой полосе.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Mityan писал(а):
Mixalych писал(а):
Эти режимы есть и в Ирбисе и в АФАРе и зависит это в первую очередь от аппаратного обеспечения, а во-вторую от программного.



Скажите, пожалуйста, что еще нужно (в аппаратной части), кроме АЦП (с фильтром)?

Нужно чтобы все характеристики (АЧХ, ФЧХ) передающих и приёмных трактов обеспечивали постоянство характеристик по частоте в требуемой мгновенной полосе. Далее указанный Вами широкополосный АЦП и далее широкополосный цифровой согласованный фильтр. Да, не забыть ещё широкополосный цифровой формирователь сигнала и широкополосный ЦАП.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Диапазон частот работы БРЛС в любом случае гораздо шире, чем даже 500-мегагерцовая полоса, и во всем нём параметры тракта должны быть более-менее выдержаны. Частично неравномерность можно скомпенсировать цифровым эквалайзером. Говоря о фильтре АЦП, я имел ввиду входной антиэлайсинговый - аналоговый. Он безусловно должен быть рассчитан на полосу сигнала (не Уже, шире можно - до fs/2). Собственно, интересующий нас тракт ПЧ и представляет собой АЦП с фильтром, поэтому мне кажется аппаратная сложность в данном случае вторичной. Главное - вычислительные ресурсы по обработке такого сигнала.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 1307
Откуда: Болгария, София
Mityan писал(а):
Скажите, пожалуйста, какое время обзора для БРЛС (и какого сектора, то бишь скольки элементов) считается приемлемым?

Вот для древнего Заслона:


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Мы тут прикидывали, что для успешного обнаружения на 400 км цели с ЭПР=3 надо накапливать ориентировочно 50 мс. Но, как говорил Михалыч, на 400 км имеет смысл просматривать только в узкой полоске по углу места - градусов 5. Однако если в мои вышеприведенные расчеты подставить 240 км и ЭПР=0.5, а также 90 км и ЭПР=0.01, то цифра уровня сигнала получается та же самая: -135...-136 дБм. Это означает, что накапливать нужно столько же, и диапазон столь длительного просмотра по углу места значительно расширяется. Но допустим, что при многих углах так много накапливать сигнала не имеет смысла, и среднее время по всему сектору обзора составит 25 мс. Тогда для 4000 элементов разрешения периодичность составит 100 секунд.

Это слишком много при выполнении боевых задач?
Если да, значит, как вы и говорили, реальная дальность все-таки обычно ниже, чем декларируемая максимальная, либо сектор обзора меньше. Кроме того, наши расчеты все-таки дилетантские, и, мне кажется, если в них ошибка, то вероятнее всего в большую сторону, и время можно еще скинуть.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Есть неплохой сайт по азам радиолокации - http://www.radartutorial.eu
Материал подан отставным ГДР-овским радарщиком.
Вот что он пишет про LPI:
Цитата:
LPI radar („Low Probability of Intercept”) is a class of radar systems that possess certain performance characteristics that make them nearly undetectable by today's intercept receivers. Low probability of intercept features prevent the radar from tripping off alarm systems or passive radar-detection equipments in a target. This features include:
using an antenna with a narrow beam and low side lobes that is hard to spot from off its boresight;
only transmitting radar pulses when necessary;
reducing the transmitted pulse-power;
spreading the radar pulses over a wide band so there will only be a very small signal on any one band; or
varying transmission parameters such as
pulse form,
frequency, or
pulse repetition frequency (PRF),
jumping around in an unpredictable fashion, not staying in one place long enough to register,
using an intra pulse modulation with an inconspicuously wave-form (e.g. a pseudo-random bit pattern).

The function of an LPI radar is to prevent its interception by an Electronic Support receiver. This objective is generally achieved through the use of a radar waveform that is mismatched to those waveforms for which an Electronic Support receiver is tuned. Consequently, a conventional Electronic Support receiver can only detect an LPI radar at very short ranges.

The LPI radar transmit a low power intra pulse modulated waveform so that the range of detected target can be determined with a good range resolution. This modulation may be phase or frequency modulated, or pseudo-random, noise like modulation. A typical LPI radar has a switchable pulse-power output of up to 1 Watt. A conventional pulse radar needs at least 10 kW for a similar detection range of targets. This allows the LPI radar to achieve a processing gain, with respect to an Electronic Support receiver, that is equal to the time-bandwidth product of the radar waveform. This processing gain allows the LPI radar as a primary radar and fourth-root dependence of the two way travel of electromagnetic waves, to overcome the range-squared advantage of the Electronic Support receiver in conventional situations.

However, LPI radars are limited to short range applications. A relatively long transmitted pulse width still applies to the transmission, which requires the duplexer to remained aligned to the transmitter throughout the pulse and the receiver ist switched off during this time. Therefore many LPI radars have separate transmit and receive antennas that are co-mounted.


Из перечисленных фич практически все можно отбросить, поскольку они присущи все радарам, а не только LPI.
intra pulse modulation - это коню понятно, но вот что действительно, на мой взгляд, способно создать проблемы, так это varying transmission parameters.
Хотя и тут не все однозначно. Правильно ли я понимаю, что 1) нет никаких проблем с быстрой перестройкой по частоте, 2) нет никаких проблем с перестройкой по частоте в широком диапазоне, но есть серьезные проблемы с быстрой перестройкой в широком диапазоне? Это я к тому, чтобы в полосу анализа СРТР попадал только 1 импульс на элемент при квазинепрерывном режиме, а не вся пачка.

У меня еще во что не укладывается в голове. В моих вышеприведенных расчетах уровень сигнала РЛС на стороне цели составлял -9 дБм. Мощность тепловых шумов в полосе 500 МГц = -87 дБм. ОСШ какое? Оно, конечно, значительно ниже, чем если полоса СРТР была 20 МГц, но все равно огромное. Правда, в приемник все сигналы попадут, но вообще интересно, много ли гражданских, ведомственных, радиолюбительских средств работает в диапазоне, скажем, 8-20 ГГц?

Мне кажется, в таких условиях (и с такой СРТР - 500 МГц, типа как у Ориона или Валерии) спрятать сигнал LPI радара можно только постановщиком помех.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
По поводу последнего своего замечания пришло в голову еще вот что: может, для обнаружения LPI радара полосу имеет смысл не расширять, а снижать? Конечно, в нее попадет меньше энергии сигнала, зато и вероятность того, что какая-нибудь мешающая дрянь тоже попадет, тоже снижается. Например, сигнала -9 дБм в полосе 500 МГц. Возьмем полосу 5 МГц - сигнал будет -29 дБм. Но и шум -107 дБм. Это тепловой. А вероятность попадания помехи на 2 порядка ниже...


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Я хочу вернуться к своей приведенной выше оценке отношения сигнал/шум исходя из распределения Рэлея. Все-таки мне кажется это достаточно правомерным. Хи-квадрат распределение зависит только от параметра n - числа случайных величин, входящих в сумму. У нас, поскольку мы ведем квадратурную обработку, случайных величин две - принятый сигнал в синфазном и квадратурном каналах. Амплитуда (я был неправ - не сумма квадратов, а корень из суммы квадратов) распределена по закону Рэлея с неким параметром сигма. В моей интерпретации сигма^2 играет роль мощности. Абсолютная величина меня не интересовала, а только отношение. А оно (ОСШ) будет в децибельном выражении одинаковым и по амплитуде, и по мощности. Так вот: в отсутствие сигнала мы имели одно распределение, как только сигнал появился - другое, которое сместилось в сторону бОльших амплитуд (смотрите в вики "Распределение Рэлея" - из синей кривой - в черную, зеленую, красную, розовую).
Я даже подготовил небольшой чертеж для наглядности.

Изображение

На розовой кривой - в присутствие сигнала - ниже порога - пропуск, на синей кривой - в отсутствие сигнала - выше порога - ложное обнаружение.
Получена цифра в 11.7 дБ ОСШ для вероятности ложного обнаружения 10^-5 и вероятности пропуска 0.05. Это означает следующее: при ОСШ в 11.7 дБ возможно ли существование такого порога, вероятность превышения которого шумом составит 10^-5, а вероятность снижения сигнала ниже данного порога - 0.05? Как оценить, правдоподобно ли?

Теперь я хочу применить эту же логику к оценке режима LPI.
Положим, вероятность пропуска у нас D=0.001 (ну а что? радар же не скрытный, мощность киловатты, обнаруживается типа легко).
Положим опять 2*sigma^2=1.
Тогда порог, вычисленный исходя из функции распределения вероятности (опять же формулу приводить не буду, она в вики, но подчеркиваю, что вероятности, а не плотности вероятности), будет равен
x = sqrt(ln(1/(1-D))) = 0.03163

На сколько снизится вероятность обнаружения, если мы размажем сигнал по полосе, в 100 раз большей (т.е. в полосу анализа попадет в 100 раз меньшая мощность)? Логично было бы предположить, что в 100 раз?
Посчитаем. При снижении мощности кривая сместилась, сами понимаете, ближе к оси ординат.
Если мы полагали, что 2*sigma^2=1, то теперь это равно 0.01.
Подставим в формулу наш порог х:
exp(-x^2/0.01) = 0.905

В итоге: размазали сигнал по полосе в 100 раз большей, и из "железного" обнаружения (0.999) получили "достаточно уверенное" (0.9).

Может, LPI - это все-таки маркетинг?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Читал, много думал...

Есть очень хороший курс лекций по статистической теории радиотехнических систем от МГТУ-МИРЭА - http://strts-online.narod.ru/.
Есть еще неплохая книжка - Радзиевский, Сирота "Теоретические основы радиоэлектронной разведки".

Пишут, что в отсутствие сигнала - распределение рэлея, в присутствие сигнала - распределение райса.

Изображение

Здесь присутствует сигма-к в квадрате, потому что выдержка из главы по анализу эффективности приема в присутствие узкополосных помех. Мы прикинем без помех, просто в канале с АБГШ, поэтому у нас сигма-к будет равно нулю.
Корень из E/N0 - это отношение сигнал/шум на выходе согласованного фильтра.

Последний интеграл, естественно, решается только в численном виде, а решение обратной задачи - нахождение ОСШ по заданному PD - это вообще нечто невообразимое, поэтому будем считать так: зададимся PF и PD, а ОСШ подберем вручную. Для вычисления просто создадим вектор значений подынтегральной функции, затем тупо просуммируем, в матлабе это раз плюнуть.
PF = 10^-5;
qdb = 8; - ОСШ в децибелах. Это я уже конечный результат.
q = 10^(qdb/10);
h0 = sqrt(-2*log(F));
step = 0.01;
h = h0:step:20; - пределы интегрирования, от h0 до бесконечности,
бесконечность у нас будет равна 20.
RI = h.*exp(-(h.^2+q^2)/2).*besseli(0,h*q); - интеграл райса
D = sum(RI)*step;

При вероятности ложной тревоги 10^-5 и ОСШ = 8 дБ получилась вероятность обнаружения 0.946, т.е. такая, какую мы прикидывали раньше - 0.95.

Но в расчетах с использованием только рэлеевского распределения результат был 11.7 дБ ОСШ, и я интуитивно предполагал, что немного ошибся в большую сторону. Получили 8.

Соответственно, все параметры обнаружения БРЛС Ирбис, все расчеты в этих условиях будут справедливы для времени накопления уже 20-25 мс, а не более 50. С учетом этого (если пересмотреть предыдущие расчеты) и время обзора составит до 1 минуты. Кажется, разобрались.

Между прочим, где-то тут на форуме (уже не могу найти), кажется, уважаемый "intoxicated" выкладывал отрывок из ТЗ по Ирбису, так вот там была прописана скаважность - 4 и длительность импульсов - 1...5 мкс. Значит я угадал.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Относительное снижение вероятности при расширении спектра (использовании режима LPI), наверное, так нельзя считать, как я делал, и по этим новым формулам тоже.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Mityan писал(а):
Относительное снижение вероятности при расширении спектра (использовании режима LPI), наверное, так нельзя считать, как я делал, и по этим новым формулам тоже.

Да, нельзя. Вы извините, времени совсем нет отвечать по делу.
Если хотите действительно хорошую литературу по радиотехнике, то читайте Тихонов В.И. Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 6811
Цифровые решения для Вооруженных Сил – требование времени

В настоящее время в армиях многих государств идет переход к новому стандарту радиолокационного вооружения с безальтернативным использованием технологии цифрового диаграммообразования (ЦДО). Таков закономерный итог почти 40-летнего развития теории цифровых антенных решеток (ЦАР). ОАО ЦНПО «КАСКАД» также есть что предложить своим заказчикам в этой области.


4 преимущества ЦАР

Новые подходы к диаграммообразованию антенных систем в сочетании с полномерной цифровой обработкой сигналов обеспечивают целый ряд преимуществ:
1. На базе ЦАР создаются высокоинформативные приемные системы, способные воспринять всю информацию, содержащуюся в структуре пространственно-временных электромагнитных полей в раскрыве решетки, и практически без потерь трансформировать ее в данные о наличии и параметрах объектов.
2. Цифровое формирование высокоидентичных частотных фильтров на выходе приемных устройств обеспечивает глубокую компенсацию широкополосных помеховых сигналов. В сочетании с расширением динамического диапазона при накоплении в процессе пространственно-временной обработки это обеспечивает недостижимую ранее помехозащищенность.
3. При выполнении приемопередающих модулей ЦАР с программно-конфигурируемой архитектурой в полной мере может быть реализован принцип интегрированной апертуры. В это понятие входит объединение антенных систем и ВЧ-блоков всех типов бортовых радиотехнических средств в единую структуру с минимизацией единиц аппаратуры, а также побочных радиоизлучений.
4. Способность ЦАР к многосигнальному приему в широком телесном угле при организации многопозиционных радиолокационных комплексов позволяет преодолеть большинство недостатков, присущих аналогичным традиционным системам с электронной или механической перестройкой узкого приемопередающего луча.
При таком подходе к формированию приемного луча отпадает необходимость в громоздких и энергоемких системах электромеханического наведения.

Спойлер: Показать
Применяемые на испытательных полигонах стационарные станции приема телеметрии расположены вдоль основных трасс предполагаемого движения источников сигналов. Перекрытие зон уверенного приема по этим трассам зачастую оказывается невозможным, из-за чего часто возникает необходимость проведения измерений вдали от стационарных измерительных пунктов или в зонах, недоступных для приема стационарными АФУ. В этом случае решение задачи получения максимального объема телеизмерений могут обеспечить мобильные малогабаритные станции приема телеметрии.
При создании таких измерительных средств отдельной проблемой представляется их комплектование малогабаритными АФУ, обеспечивающими необходимые характеристики по дальности телеизмерений.

Описываемая технология позволяет
в качестве антенн малогабаритных станций использовать приемные цифровые антенные решетки (ЦАР) с электронным сканированием по азимуту и углу места и дискретным электромеханическим сканированием.

ЦАР (особенно приемные) являются современным типом фазированных антенных решеток (ФАР) с большими функциональными возможностями и позволяют намного упростить СВЧ-тракт ФАР, так как полностью исключаются фазовращатели, сумматоры и делители мощности.

В приемных ЦАР на выходе каждого излучателя устанавливается малошумящие усилители (МШУ), а сигнал с выхода МШУ либо непосредственно оцифровывается с получением квадратурных составляющих, либо сначала преобразуется в промежуточную частоту (ПЧ) (при этом на ПЧ сохраняются все фазовые соотношения), и квадратурные составляющие получаются уже для ПЧ. Полученные квадратурные составляющие подаются в компьютер (ПК), который и производит всю необходимую обработку (электронное сканирование, формирование многолучевой ДН, борьба с помехами и т. д.). Основной проблемой для реализации приемной ЦАР является оцифровка – получение квадратурных составляющих.

Чтобы оценить теоретические проработки, творческий коллектив специалистов разработал шесть логопериодических вибраторных излучателей с укороченными Т-образными излучателями в печатном исполнении (для диапазона 0,6–1,0 ГГц).

Изготовленные макеты излучателей имеют измеренный КСВ не более 1,6 во всей полосе частот от 0,55 до 1,05 ГГц, что является хорошим показателем для приемных антенн. Излучатели изготовлены из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, поэтому представляют собой прочную конструкцию. Коэффициент усиления излучателя, с учетом потерь в материале, примерно 8,5 дБи.

Для упрощения антенны и аппаратуры и уменьшения габаритов АР было принято решение использовать в одной АР излучатели с ортогональными поляризациями. В этом случае сигналы вертикальной, горизонтальной и круговых поляризаций принимаются всеми излучателями, и АР имеет возможность для электронного сканирования в азимутальной и угломестной плоскостях. Как показывают результаты эксперимента, макет АР имеет широкую ДН, которую желательно сузить. Для сужения ДН добавим в АР виртуальные излучатели. Вся информация для введения виртуальных излучателей имеется – известны амплитуда тока в реальных излучателях и сдвиг фаз между этими токами (напомним, что токи на выходе каждого реального излучателя оцифрованы). Поэтому амплитуда токов виртуальных излучателей известна, а фазы токов определяются математически и зависят от электрического расстояния до ближайшего реального излучателя.

Результирующая ДН показана на рис. 1:
Рис. 1. ДН 3-, 5- и 10-элементных АР

За счет увеличения электрического размера АР ДН стала уже. В дальнейшем выбор амплитуд виртуальных элементов будет производиться из уже имеющихся. На рис. 2 добавлена ДН 15- и 20-элементной АР.
Рис. 2. ДН 3-, 5-, 10-, 15- и 20-элементных АР

С ростом числа излучателей принимаемый сигнал увеличивается, а ширина ДН становится уже. Нормированная ДН 20-элементной АР в логарифмическом масштабе приведена на рис. 3. Как и следовало ожидать, у ДН большие боковые лепестки, потому что амплитудное распределение в раскрыве АР близко к равномерному.
Рис. 3. Нормированная ДН 20-элементной АР в логарифмическом масштабе

Добавление дополнительных фазовых сдвигов в сигналы излучателей (пропорциональных удалению излучателей от центра АР) позволяет осуществить электронное сканирование. На рис. 4 приведена ДН 20-элементной АР, повернутая на угол в 20 град.
Рис. 4. ДН 20-элементной АР, повернутая на угол в 20 град. за счет сканирования

Визуализация В классической АР соотношение «сигнал/шум» увеличивается при увеличении количества элементов. Это происходит потому, что полезные сигналы когерентны, и их мощность растет пропорционально количеству элементов. Шумы элементов классической АР некогерентные, поэтому их мощность растет пропорционально корню квадратному от количества элементов.

В АР с добавлением виртуальных элементов сигналы их шумов уже частично когерентны, поэтому с ростом их числа соотношение «сигнал/шум» увеличивается медленнее, чем в классической АР, или вообще не меняется. В нашем случае шумы 4-го элемента представляют собой среднее арифметическое шумов первого и второго излучателей, деленное на два. Поэтому шумы этого излучателя частично когерентны с шумами 1-го и 2-го излучателей (в 4-м излучателе по половине энергии шумов 1-го и 2-го излучателей). В то же время шумы 4-го излучателя некогерентны с шумами 3-го излучателя. Пока мы можем только качественно проследить изменение соотношения «сигнал/шум» с ростом количества виртуальных излучателей. На рис. 5 приведены ДН физических элементов АР с шумами. В этом случае мы заменяем временную зависимость шумов угловой зависимостью, учитывая, что при измерении ДН исследуемая АР вращается равномерно.
Рис. 5. ДН элементов АР с шумами

На рис. 6 приведены ДН физических элементов АР с шумами и ДН 3-элементной АР с шумами.
Рис. 6. ДН элементов АР и всей АР с шумами

Рис. 6 наглядно показывает, как в АР улучшается соотношение «сигнал/шум». На рис. 7 показано, как изменяется вид ДН АР с шумами при увеличении количества элементов от трех до 15. Эти результаты показывают, что при росте количества виртуальных излучателей соотношение «сигнал/шум» увеличивается все медленнее и медленнее. Численные результаты будут получены позже с использованием аппаратуры, позволяющей не только измерять ДН, но и регистрировать сигнал во временной области.
Рис. 7. ДН АР с шумами с ростом количества элементов до 15

Дискретное электромеханическое сканирование
Поскольку пределы электронного сканирования ДН ограничиваются физическими размерами ФАР, в данной разработке должно быть применено дискретное электромеханическое сканирование. Суть его заключается в том, чтобы при подходе к пределу ширины ДН (по углу места или азимуту) грубо повернуть ФАР на величину, равную половине ширины ДН. Для этого целесообразнее использовать двухкоординатную турель. Скорость наведения по углу места (УМ) до 3,5 град./с, а по азимуту до 7 град./с. Максимальный угол отклонения по горизонтали составляет 0–340 град., по вертикали -90 – +30 град. Этого вполне хватает для решения возложенных задач.

Программное обеспечение
При разработке макета представленной выше ФАР было создано и протестировано программно-математическое обеспечение, позволяющее осуществлять электронное сканирование ДН, производить необходимые вычисления и управление внешними агрегатами и устройствами. При необходимости есть возможность регистрации принимаемой информации в темпе измерений на ЖМД ПК. Создан пользовательский интерфейс.

Материал подготовлен управлением специальной техники ОАО ЦНПО «КАСКАД»

http://www.kaskad.ru/news/news_11/news_21_06_11.shtml



_________________
«Россию упрекают в том, что она изолируется и молчит перед лицом таких фактов, которые не гармонируют ни с правом, ни со справедливостью. Говорят, что Россия сердится. Россия не сердится, Россия сосредотачивается.» А.М. Горчаков
Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Димитрий писал(а):
2. Цифровое формирование высокоидентичных частотных фильтров на выходе приемных устройств обеспечивает глубокую компенсацию широкополосных помеховых сигналов. В сочетании с расширением динамического диапазона при накоплении в процессе пространственно-временной обработки это обеспечивает недостижимую ранее помехозащищенность.

4. Способность ЦАР к многосигнальному приему в широком телесном угле при организации многопозиционных радиолокационных комплексов позволяет преодолеть большинство недостатков, присущих аналогичным традиционным системам с электронной или механической перестройкой узкого приемопередающего луча.


Правильно ли я понимаю, что за эти выгоды придется платить значительно возрастающими вычислительными ресурсами (объемом памяти и количеством операций в единицу времени или на отсчет)?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
Mityan писал(а):
Димитрий писал(а):
2. Цифровое формирование высокоидентичных частотных фильтров на выходе приемных устройств обеспечивает глубокую компенсацию широкополосных помеховых сигналов. В сочетании с расширением динамического диапазона при накоплении в процессе пространственно-временной обработки это обеспечивает недостижимую ранее помехозащищенность.

4. Способность ЦАР к многосигнальному приему в широком телесном угле при организации многопозиционных радиолокационных комплексов позволяет преодолеть большинство недостатков, присущих аналогичным традиционным системам с электронной или механической перестройкой узкого приемопередающего луча.


Правильно ли я понимаю, что за эти выгоды придется платить значительно возрастающими вычислительными ресурсами (объемом памяти и количеством операций в единицу времени или на отсчет)?

Да. И это хорошо, ибо вычислительные ресурсы всё растут, энергопотребление на операцию всё снижается, интеграция увеличивается. Поэтому в будущем эта граница будет всё дальше отодвигаться и ЦАР будут повсеместны.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 4653
Кому хорошо?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
крокодил писал(а):
Кому хорошо?


Всем хорошо, в том числе и вам.

Я вот подумал: например, у нас в ФАР со всех ППМ принятые сигналы суммируются, затем поступают на 1 АЦП, который дискретизирует их с некоторой частотой. Допустим, нам требуется для обработки K операций на 1 отсчет.
Если же у нас ЦАР, то это N приемников и, соответственно, N цифровых сигналов с той же скоростью. Для создания некоторой ДН необходимо создать некоторое известное АФР. Наверное, это означает просто N комплексных умножений (ну и суммирование всех этих отсчетов затем, это естественно). В таком случае требуемая вычислительная сложность составит, грубо говоря, K+N (учитывая МАС-операции - multiply-add в одном такте).
Получается, что увеличение вычислительных мощностей не настолько серьезно, потому что первой мыслью было K*N.
Выходит, что если с помощью обычной ФАР мы за время Т просматриваем 1 элемент разрешения, то, имея ЦАР с вычислительной мощностью процессора М*(K+N), мы за этот же период успеем просмотреть одновременно (распараллелив обработку) М элементов. Так?


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2113
В первом приближении так.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  

Сообщений: 4653
Mityan писал(а):
крокодил писал(а):
Кому хорошо?

Всем хорошо, в том числе и вам.

Нам хорошо, если у нас вычислительные мощности растут быстрее, чем у них. А если у них быстрее - им хорошо, а нам плохо.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 2733
Я слыхал, при скудости вычислительных мощностей наши берут алгоритмами :P


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Ликбез по ПФАР / АФАР
СообщениеДобавлено:  
Аватара пользователя

Сообщений: 168
Mityan писал(а):
Я слыхал, при скудости вычислительных мощностей наши берут алгоритмами :P

Уже давно их вычислительные мощности отстали от того что делают их же частники. У раптора до 66 i960 процессоров, которые выпускали до 1991-ого года и был доступен для обычного покупателя. F-35 работает на общедоступных PowerPC 2003-его года выпуска. Специализированные сигнальные процессоры тоже продаются - Шарки, Моторолы АМД - бери да покупай, они все равно стоят на каждой башне мобильной связи. Наши ничуть этого не стесняясь покупают те же чипы и из них делают собственные платы.


Не в сети
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
 Страница 5 из 11 [ Сообщений: 318 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 11  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
phpBB skin developed by: John Olson
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group

Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB