Глава 891 Многодиапазонная фазированная антенная решетка
«С точки зрения алгоритмов обработки сигналов это действительно так».
Чан Хаонан отступил на два шага и несколько секунд смотрел на доску, прежде чем ответить:
«Но разве это не должно было быть известно раньше...?»
Вопрос Ван Сяомо немного превзошел ожидания Чан Хаонаня.
Потому что он не ожидал, что другая сторона или другие исследователи в области радиолокационной техники сосредоточатся на этом.
"До?"
Ван Сяомо повернулся, чтобы посмотреть на доски, о которых он только что говорил, с некоторым замешательством в голосе:
«Но вы ничего не писали ранее, связанного с этой моделью выражения?»
«Нет... Я не буду говорить об этом раньше».
Чан Хаонан махнул рукой:
«Я имею в виду...до сегодняшнего дня».
«Разве не существует единого мнения о том, что математическая модель оптически управляемой линейной фазированной решетки... или любой линейной фазированной решетки включает три вектора?»
На этот вопрос не было получено ответа.
Но нетрудно увидеть ответ в глазах Ван Сяомо —
«Это так?»
…
Первоначально Чан Хаонан считал, что ему удалось вывести выражение модели только тогда, когда независимые переменные стали известны.
В результате высокие здания возвышаются над землей...
Если предоставить это миру теоретической математики, то, если он хочет получить полный процесс, он должен сначала доказать, что «модель содержит только три вектора».
К счастью, инженерная сфера не особо заботится об этих мелочах. Пока это соответствует реальной ситуации, это не будет большой проблемой.
Итак, после этой короткой интермедии, представление Чан Хаонана прошло гладко.
Просто следующий контент гораздо логичнее по сравнению...
«На импульсный сигнал, посылаемый радиолокационной системой, будут влиять такие факторы, как рассеивание цели и путь распространения в процессе распространения, что приведет к расширению временной и частотной областей эхо-сигнала. Поэтому для улучшения разрешения эхо-сигнал должен быть импульсно сжат. Этот процесс обычно выполняется во временной или частотной области с использованием согласованной фильтрации или корреляционной обработки сигнала...»
По ходу дела разговаривайте и время от времени добавляйте на доску какой-то дополнительный материал.
Наконец, спустя час с лишним, он подошел к последней доске.
В это время Ван Сяомо уже прекратил писать.
По сравнению с предыдущей частью, хотя вторая половина больше с точки зрения чистых вычислений, ее гораздо легче понять, поскольку в ней нет такого преувеличенного скачка.
Это также дало ему больше времени для размышлений над некоторыми вопросами в области радиолокационной техники.
…”
"...Выходной результат сжатия импульса массива может быть получен путем свертки из приведенной выше формулы: s(t) после согласования с согласованным фильтром выходной сигнал равен s'(t)=∑(n=1, N)e^(jφ) {e^[j2π(f(t-(t0-τ))+u(t-(t0-τ))T)-e^(j2πf(t-(t0-τ)))]}…”
Чан Хаонан указал пальцем в правый нижний угол доски, где заканчивались все вычисления.
Затем он повернулся, сделал два шага вперед и откинулся на спинку стола для совещаний.
Затем я открыл ноутбук, который лежал на столе с самого начала, но который так и не был открыт:
«На основе этой модели я провел численные расчеты по сжатию импульсов оптически управляемой фазированной решетки и полностью фазированной фазированной решетки в типичной ситуации».
Он развернул компьютер на 180° и поставил его перед Ван Сяомо:
«Из этих двух графиков результатов видно, что максимальное значение импульсного давления полностью смещенной по фазе фазированной решетки на 4,21 дБ ниже максимального значения оптически управляемой решетки задержки, что означает, что отношение сигнал/шум теряется на 4,21 дБ».
«Кроме того, ширина импульса давления в 4 дБ задержанной оптической решетки подрешетки составляет 5,12 нс, высота бокового лепестка составляет -13,84 дБ, а пиковое временное положение составляет 49,9989 мкс; в то время как ширина импульса давления в 4 дБ полностью смещенной по фазе решетки составляет 7,088 нс, а высота бокового лепестка составляет -13,84 дБ. Высота лепестка составляет -26,32 дБ, а пиковое временное положение составляет 49,9952 мкс».
«Таким образом, главный лепесток ЛЧМ-сигнала в полностью сдвинутой по фазе решетке расширяется после импульсного давления, пиковое временное положение сильно отклоняется, и определенное отношение сигнал/шум теряется. Кроме того, структура спектра широкополосного ЛЧМ-сигнала полностью сдвинутой по фазе фазированной решетки больше не является прямоугольным распределением, что приводит к более низкому, чем ожидалось, разрешению после сжатия импульса».
Глядя на реалистичную нормализованную кривую амплитуды-времени на экране компьютера, Ван Сяомо не сразу заговорил.
Нет сомнений в том, что результаты, полученные Чан Хаонаном, свидетельствуют о том, что оптически управляемая фазированная решетка имеет преимущества, с которыми традиционный радар с фазированной решеткой не может сравниться с точки зрения механизма.
Особенно в области широкоугольного сканирования, которому он и раньше уделял пристальное внимание.
Ожидая, пока компьютер включится и откроет документ, Ван Сяомо уже приблизительно рассчитал несколько результатов в своем блокноте.
По консервативным оценкам, благодаря широкополосным характеристикам и низким потерям оптоволоконного TTD доступный угол сканирования односторонней оптически управляемой фазированной решетки будет расширен до ±75° или даже ±80°.
Это огромное улучшение для фиксированных односторонних или двухсторонних антенных решеток.
но…
Он недостаточно большой.
Почти сразу же, как только он увидел результаты моделирования на компьютере, у него возникла более радикальная идея.
«Господин Чанг».
Ван Сяомо отложил шариковую ручку в сторону:
«А?» Этот вопрос ошеломил Чан Хаонаня.
Раньше вы говорили, что вам нужно широкоугольное сканирование, и я рассчитал для вас результаты, но теперь оно вам больше не нужно?
Что происходит?
Увидев призрачное выражение на его лице, Ван Сяомо быстро продолжил объяснять:
«Я имею в виду, что поскольку угол сканирования и мгновенная пропускная способность являются парой противоречивых показателей, то, поскольку оптически управляемый фазированный радар может достигать большого угла сканирования при той же пропускной способности, можем ли мы также изменить идею и достичь того же угла сканирования при той же пропускной способности? высокой пропускной способности?»
Услышав эту идею, Чан Хаонань сначала опустил голову и задумался.
Затем он слегка нахмурился.
Затем его глаза вспыхнули.
«Должно быть... да!»
В конце концов, он не специалист по радарам, а только что выполненный расчет был лишь теоретическим выводом из области математики и физики, так что его идеи на прикладном уровне на самом деле немного ограничены.
Когда Ван Сяомо был в Наньчжэне, он говорил о проблеме широкоугольного сканирования, поэтому результаты его расчетов продвигались в этом направлении.
Но теперь, когда другая сторона напомнила ему, его мысли тут же раскрылись —
Пропускная способность радара — это не то же самое, что пропускная способность сети.
Это не единица скорости, а единица частоты.
Относится к полосе частот, к которой может адаптироваться антенна радара в нормальных рабочих условиях.
Мы часто говорим, что радар «работает в таком-то диапазоне».
Этот диапазон представляет собой полосу пропускания.
В большинстве случаев внутренний модуль радара не имеет значения в каком диапазоне частот он работает.
Однако адаптивность передающей/приемной антенны очень плохая.
Поэтому он, как правило, будет демонстрировать узкополосные характеристики.
Однако, как только что сказал Ван Сяомо, оптически управляемые антенны могут полностью решить эту проблему.
Основное оборудование Китая в будущем, будь то вращающаяся двухсторонняя/односторонняя антенная решетка самолета раннего предупреждения или наземной системы наведения, или четырехсторонняя антенная решетка, используемая на военных кораблях, спрос на широкоугольное сканирование можно резюмировать как «лучше иметь его, ничего страшного, если у вас его нет».
Но широкополосный доступ в Интернет — это уже совсем другая история.
Если говорить точнее, то двухдиапазонное или даже многодиапазонное обнаружение может быть достигнуто с помощью одного и того же фронта!
«Если угол сканирования сохраняется на уровне 120° или 90°».
Думая об этом, Чан Хаонан придвинул к себе компьютер и начал быстро печатать на клавиатуре.
Сложный процесс моделирования только что был естественным образом завершен на суперкомпьютере. Вот просто скриншот результатов.
Однако если просто рассчитать полосу пропускания и угол сканирования, производительности ПК все равно будет достаточно.
Со временем Ван Сяомо, сидевший напротив, наконец потерял самообладание и обошел стол, чтобы встать позади Чан Хаонаня, надеясь увидеть результаты, как только вычисления будут завершены.
Чан Хаонан ввел ряд расчетных команд, но сам процесс расчета длился недолго.
Результаты быстро отображались на экране компьютера.
«Ну... производительность широкополосного доступа в разных диапазонах на самом деле несколько различается».
Чан Хаонан быстро прочитал его и сделал вывод:
«В целом, для S-диапазона и смежных диапазонов частот, обычно используемых в поисковых радарах, если диапазон поиска контролируется на уровне ±60°, диапазон частот, вероятно, может охватывать около 2,7 ГГц, что по сути является полным диапазоном частот плюс менее полный диапазон».
«Если вы отрегулируете диапазон до ±45°, диапазон частот может охватывать уровень 3,7 ГГц, что представляет собой два полных диапазона частот или один полный диапазон плюс два менее полных диапазона...»
«Для более высоких диапазонов частот доступная ширина будет немного меньше. Например, для X-диапазона, который распространен в радарах управления огнем, даже если диапазон сканирования контролируется на уровне ±45°, он может охватывать только 2,9 ГГц…»
Ван Сяомо сжал правую руку в кулак и легонько постучал себя по груди.
Очевидно, этот результат оказался слишком неожиданным для старых товарищей.
После небольшой паузы он открыл рот и сказал:
«Это неважно. Радар управления огнем имеет более высокие требования к разрешению. Погоня за большой полосой пропускания может быть не столь осмысленной, как большой угол сканирования. Нам следует сосредоточиться на поисковом радаре».
«Например, морской радар 346, испытания которого уже почти завершены, работает в S-диапазоне, а система наведения и управления зенитной ракеты Haihongqi-9 работает в C-диапазоне. Первоначально мы планировали установить дополнительный комплект под основной решеткой радара. Передающие и приемные антенны, но если радар заставить работать в S-диапазоне и C-диапазоне одновременно, то этой проблемы можно будет избежать...»
Чан Хаонан мыслил более долгосрочно:
«Для четырехсторонней антенной решетки, размещенной на корабле, требуется рабочий диапазон всего лишь ±45°, чтобы радар мог работать одновременно в трех диапазонах L, S и C, например, от 1 ГГц до 4,7 ГГц. Таким образом, радар 346 может быть напрямую использован для замены радара 517A, а также в определенной степени обладает возможностями антистелс и сверхдальнего обнаружения…»
517A — модель с антенной в форме вешалки для одежды на корме эсминца 052C/D. Это старичок, который служил с 1950-х по 21 век.
Несмотря на то, что общие характеристики отстают из-за особенностей P-диапазона, он все еще обладает определенным потенциалом противодействия скрытности и дальнего оповещения.
Это в принципе несопоставимо с радаром чистого S-диапазона.
Поэтому его изменили и продолжали использовать вплоть до более поздних моделей 052D и даже 055.
Но если сам радар 346 сможет работать в L-диапазоне, который имеет свойства, аналогичные P-диапазону, то спрос на 517A значительно снизится.
Ван Сяомо и Чан Хаонан посмотрели друг на друга и почти одновременно увидели в глазах друг друга огромный потенциал этой технологии.
(Конец этой главы)
