Активна фазована антенна решітка

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Активна фазована антенна решітка (АФАР) - різновид фазованої антенної решітки (ФАР).

РЛС Н050 з АФАР для ПАК ФА представлена ​​НДІП на МАКС-2009
AN/APG-77 - радіолокаційна станція винищувача F-22

В активній фазованій антенній решітці кожен елемент або група елементів решітки мають свій власний мініатюрний мікрохвильовий передавач, обходячись без однієї великої трубки передавача, що застосовується в радарах з пасивною фазованою решіткою. В активній фазованій решітці кожен елемент складається з модуля, який містить щілину антени, фазообертач, передавач, а часто також і приймач.

Порівняння з пасивною решіткою (ФАР)[ред.ред. код]

У звичайній пасивній решітці один передавач потужністю кілька кіловатів живить кілька сотень елементів, кожен з яких випромінює тільки десятки ват потужності. Сучасний мікрохвильовий транзисторний підсилювач може, однак, також виробити потужність у десятки ват, і в радарі з активною фазованою решіткою кілька сотень модулів, кожен потужністю в десятки ватт, створюють в цілому потужний головний промінь радару в декілька кіловатів.

У той час як результат ідентичний, активні решітки набагато надійніші, оскільки хоча вихід з ладу одного приймально-передавального елемента решітки і спотворює діаграму спрямованості антени, що дещо погіршує характеристики радара, в цілому він залишається працездатним. Катастрофічної відмови лампи передавача, яка є проблемою звичайних радарів, просто не може статися. Додаткова перевага - економія маси внаслідок відсутності великої лампи високої потужності, пов'язаної з нею системи охолодження і великого блоку живлення високої напруги.

Іншою особливістю, яка може використовуватися тільки в активних решітках, є здатність керувати підсиленням індивідуальних приймально-передавальних модулів. Якщо це може бути зроблено, діапазон кутів, на які промінь може бути відхилений, суттєво збільшується, і таким чином можуть бути зняті багато обмежень геометрії, які мають звичайні фазовані решітки. АФАР з керованим підсиленням індивідуальних модулі називають решітками суперзбільшення. Однак, з наявної літератури неясно, чи використовується ця технологія у якій-небудь існуючій або проектованій антенній решітці.

Недоліки[ред.ред. код]

Технологія АФАР має дві ключові проблеми:

Розсіювання потужності
Перша проблема - розсіювання потужності. Через недоліки мікрохвильових транзисторних підсилювачів (монолітна мікрохвильова інтегральна схема, МІС) ефективність передавача модуля - як правило, менше 45%. У результаті, АФАР виділяє велику кількість тепла, яке повинне бути розсіяне, щоб вберегти чіпи передавача від розплавлення і перетворення на рідкий арсенід галію - надійність GaAs МІС-чіпів поліпшується при низькій робочій температурі. Традиційне повітряне охолодження, використовуване в звичайних ЕОМ і авіоніці, погано підходить внаслідок високої щільності елементів АФАР, тому сучасні АФАР мають рідинне охолодження (американські проекти використовують polyalphaolefin (ПАТ) - холодоагент, подібний до синтетичної гідравлічної рідини). Типова рідинна система охолодження використовує насоси, що вводять холодоагент через канали в антені та виводять його потім до теплообмінника - ним може бути як повітряний охолоджувач (радіатор), так і теплообмінник у паливному баку - з другою рідиною, що охолоджує петлю теплообмінника, щоб відвести високу температуру від паливного бака.

У порівнянні зі звичайним радаром винищувача з повітряним охолодженням, АФАР є більш надійним, однак споживає більшу кількість електроенергії і вимагає більш інтенсивного охолодження. Але АФАР може забезпечити набагато більшу вихідну потужність, що необхідно для більшої дальності виявлення цілі (збільшення вихідної потужності однак має недолік - збільшення сліду, за яким радіотехнічна розвідка противника або RWR можуть виявити радар).

Вартість
Інша проблема - вартість масового виробництва модулів. Для радара винищувача, що типово налічує від 1000 до 1800 модулів, вартість АФАР стає неприйнятною, якщо модулі коштують більше ніж $100 кожен. Ранні модулі коштували приблизно $2 тис., що не допускало масового використання АФАР. Однак вартість таких модулів і MMIC-чіпів постійно зменшується, оскільки собівартість їх розробки і виробництва постійно знижується.

Незважаючи на недоліки, активні фазовані решітки перевершують звичайні радарні антени майже у всіх відношеннях, забезпечуючи більш високу стежачу здатність і надійність, нехай і ціною деякого збільшення складності та, можливо, вартості.

Наявні БРЛС з АФАР[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]