CC BY
53
Если погрешности оценки амплитуды (AAt) и фазы возбуждения (Дф^ i-го канала ФАР с помощью метода неподвижного зонда аддитивны, то
\=\+AAl и ф =Ф!+Аф!.
Результаты вычислений вероятности принятия правильного решения о работоспособности ФАР для случая, когда контролируемые амплитуды и фазы возбуждения каналов ФАР и погрешности их оценки соответственно взаимно независимы и подчиняются нормальному закону распределения, приведены на рис. 1, 2
Анализ полученных результатов показывает, что уменьшение относительных погрешностей измерений контролируемых параметров каналов ФАР oAA/oA, для фиксированного критерия отказа и неизменных значений допусков на них А/оА и числа каналов в ФАР приводит к увеличению вероятности принятия правильного решения. При неизменных значениях числа каналов в ФАР и относительных погрешностей измерений их контролируемых параметров увеличение до-
ДфЭст
пусков на контролируемые параметры приводит к увеличению вероятности принятия правильного решения.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке фазированных антенных решеток, систем контроля их работоспособности и диагностирования с помощью метода неподвижного зонда.
Библиографический список
1. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. Под ред. Н.М. Цейтлина.- М.: Радио и связь, 1985. - 368 с.
2. Лесин, Н.И. Оценка технического состояния антенных систем по результатам измерений поля в ближней зоне с учетом методических погрешностей / Н.И. Лесин // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - № 1 (21). - С. 129-133.
3. Пат. 3378846 (США). Способ контроля фазированных антенных решеток и аппаратура для его осуществления. - Опубл. 16.04.1968.
4. Авторское свидетельство 1666979 (СССР). Способ контроля работоспособности фазированной антенной решетки. - Опубл. 30.07.1991. Бюл. 28.
5. Бубнов, Г.Г. Коммутационный метод измерения характеристик ФАР / Г.Г.Бубнов, С.М. Никулин, Ю.Н. Серяков, С.А. Фурсов. - М.: Радио и связь, 1988. - 120 с.
НАЗНАЧЕНИЕ ДОПУСКОВ
на погрешности измерений параметров ПОЛЯ в ближней зоне фар
Д.Н. ЛЕСИН, инженер каф. электроники и микропроцессорной техники МГУЛ,
Н.И. ЛЕСИН, проф. каф. электроники и микропроцессорной техники МГУЛ, д-р техн. наук
В процессе испытаний и эксплуатации фазированных антенных решеток (ФАР) за счет внешних воздействующих факторов, старения и др. элементы последних могут терять работоспособность, что приводит к ухудшению их технических характеристик. Поэтому при оценке технического состояния ФАР по параметрам поля в ближней зоне с целью определения работоспособности и локализации отказавших излучателей необходимо решить задачу обоснования допусков на результаты измерений параметров поля в ближней зоне. Если истинные значения амплитуд и фаз поля в ближней зоне
известны, то задача обоснования допусков на результаты измерений параметров поля сводится к задаче назначения допусков на погрешности измерений параметров поля в ближней зоне. Назначение допусков на случайные погрешности измерений проводят исходя из требуемой точности определения основных тактико-технических характеристик ФАР [1].
Известно[1, 2], что погрешность оценки направления главного максимума диаграммы направленности ФАР существенно влияет на точность оценки угловых координат радиоэлектронных систем с ФАР. Поэтому
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2012
65
фйстД
при обосновании допусков на погрешности измерений параметров ближнего поля будем исходить из требуемой точности определения направления главного максимума ФАР. В[2] показано, что точность оценки направления главного максимума ФАР определяется выражением
X, } =
N N M M
2222 Лщ Apq0 П • P{CAanpm3S + °ФРnpmqB}
n=1 p=1 m=1 q=1
N N M M 2
2222 Am Apq, (K Ax)2 р-Г* B
n=1 p=1 m=1 q=1
, (1)
где Anm0, ^ Фnm0, 9pq0 - 3наЧения амплитуд и фаз поля в отсутствии погрешностей
измерений;
оА, оф - погрешности измерений амплитуд и фаз поля в ближней зоне ФАР; а , В - коэффициенты корреляции амплитудных и фазовых погрешностей измерений;
B = cos Фпщ, cos фpqо; S =sin *nm0 sin Фpq0;
N, M - количество точек на измерительной поверхности по осям x и у соответственно;
Дх - интервал измерения параметров поля в ближней зоне ФАР; к - волновое число.
После несложных преобразований выражение (1) приведем к виду
4
аф aA
% + ^ = 1
(2)
где
„ N N M M „ „ _ 2
a2{A¥XM }22 2ZA Apq0(KAx)2n2p2l фB
2 M n=1p=1m=1q=1 0 0
a =-----------------------------------------------
Ф N N M M
222 2 Anm0 Apq0 np{°*enPmqB}
n=1 p=1m=1q=1
N N M M
°2{A^ }22 22AnnA (KAx)2 n2 p2/-^ B
2
aA =-
M
n=1p=1m=1q=1
nm0 pq0
N N M M
222 2Anm0 Apq0 *p{°2Aa npmqS}
n=1p=1m=1q=1
Выражение (2) представляет собой уравнение эллипса с полуосями a* и аА. Из
формул для аф и аА следует, что они зависят от требуемой точности определения направления главного максимума ФАР, размеров области измерения и интервала между отсчетами ближнего поля, а также от коэффициентов корреляции погрешностей измерений амплитуд и фаз поля в ближней зоне. Заметим, что если коэффициенты корреляции амплитудных и фазовых погрешностей измерений одинаковы и
Ф
nm0
Фpq0 = П/4,
то аф практически равно аА и эллипс вырождается в окружность. Кроме того, если все значения погрешностей измерений амплитуд и фаз поля в ближней зоне имеют координаты, которые лежат внутри эллипса, то это значит, что в данном случае обеспечивается заданная точность определения направления главного максимума ФАР.
В противном случае заданная точность не обеспечивается и соответствующие ей значения погрешностей измерений амплитуд и фаз поля в ближней зоне не являются допустимыми.
Как показывают расчеты, для обеспечения требуемой точности оценки направления главного максимума диаграммы направленности ФАР, равной, например 0,0038, необходимо, чтобы допуски на погрешности измерений амплитуд и фаз поля в ближней зоне не превышали 0,25 и 0,14 соответственно при
а = а = 0,7, В = В = 0,6 ,
N = M = 24, Ax = Ay = ^/2, ф nm0 = Фpq0 = 450
и равномерном распределении поля вдоль
раскрыва ФАР.
Библиографический список
1. Васин, В.В. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения) / В.В. Васин, О.В. Власов и др.. - М.: Сов. радио, 1970. - 680 с.
2. Лесин, Н.И. Точность оценки направления главного максимума диаграммы направленности антенных систем / Н.И. Лесин. - Тр. 3-ей Международной научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика». - 1997. -С. 94-95.
66
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2012
