Какво е PESA радар? Как работи и какво трябва да проверят инженерите

Пасивната електронно сканирана антенна решетка, или PESA радар, обикновено използва сравнително централизирана RF архитектура за предаване/приемане, за да захранва много антенни елементи чрез разпределителна мрежа. Електронно контролираните фазови отмествания задават относителната фаза при елементите, така че комбинираното излъчване формира лъч в зададена посока. Не е необходимо цялата апертура да се върти механично за всяка промяна на насочването.

Бърз отговор:PESA предоставя електронно управление на лъча със сравнително централизирана радиочестотна архитектура. Реалната му производителност зависи от повече от акронима. Инженерите трябва да проверят коефициента на усилване спрямо ъгъла на сканиране, загубите в захранващата мрежа, работната честотна лента, страничните лобове, поляризацията, калибрирането, работния цикъл, термичните ограничения и референтната равнина на измерване, преди да решат дали даден дизайн отговаря на приложението.

Това е важно, защото спецификация, измерена само при центъра на зрението, може да скрие условията, които определят работата на полето. Високото пиково усилване не показва как лъчът се променя близо до ръба на сектора на сканиране. Широкият диапазон на работните честоти не доказва, че насочването на лъча остава стабилно в целия диапазон. Следните раздели обясняват как работи PESA и кои въпроси намаляват риска от интегриране.

Как работи PESA радарът

PESA архитектурата може да бъде реализирана по различни начини, но пътят на сигнала обикновено съдържа пет функционални етапа. Някои системи използват подматрици или излишни канали, така че блоковата схема винаги трябва да се сверява с действителния дизайн.

1. Генериране на вълнова форма и RF преобразуване. Възбудителят създава необходимата форма на вълната и я преобразува в работната честота. След това предавателят повишава сигнала до необходимото ниво на мощност.
2. Разпределение на мощността. Захранващата мрежа разделя предавания сигнал между много пътища. Мрежата може да използва вълноводи, предавателни линии, делители на мощност, разклонители и други микровълнови компоненти.
3. Фазов контрол. Фазов превключвател във всеки път на елемента или във всеки път на подрешетката променя фазата на сигнала според зададената посока на лъча. Фазовото движение през апертурата определя къде възниква конструктивна интерференция.
4. Излъчване и формиране на лъча. Елементите на антената излъчват заедно. Техните полета се сумират силно в избраната посока и се неутрализират частично в други посоки, създавайки главен лъч и странични лобове.
5. Приемане и калибриране. Отразените сигнали се връщат през апертурата и захранващата мрежа към приемната верига. Калибровъчните данни коригират фазовите и амплитудни разлики, причинени от допустимите отклонения на компонентите, температурата, честотата и стареенето.

Електронното управление може да движи лъча много по-бързо, отколкото физическото препозициониране на голям отвор. Полезната скорост на сканиране обаче зависи и от времето на вълновата форма, латентността на управлението, обработката на сигнала и планировчика на радарните ресурси. Само скоростта на управление на антената не определя колко цели или задачи може да поддържа целият радар.

Защо се нарича пасивен електронно сканиран масив

Думата „пасивна“ описва радиочестотната архитектура на апертурата. В конвенционалната PESA антена, елементите на антената не съдържат по един цялостен активен модул за предаване и приемане. Централизирана радиочестотна верига доставя и приема енергия чрез захранващата мрежа, докато компонентите за фазов контрол оформят лъча. Антената все още се нуждае от електрическа енергия за управление, превключване, охлаждане и други функции.

Радарът PESA също се различава от пасивния радар. Пасивният радар обикновено открива отражения от външни предаватели или други източници на възможност. PESA е архитектура за разпределение на антена и радиочестотни сигнали, която може да се използва в активно предаващ радар. Объркването на тези две значения води до неправилни системни изисквания.

Кои параметри определят производителността на PESA

Най-полезната спецификация е матрица на производителността спрямо честота, ъгъл на сканиране, поляризация и работни условия. Таблицата по-долу изброява елементите, които трябва да бъдат дефинирани преди сравняване на решетки или заявка за оферта.

Защо производителността се променя с ъгъла на сканиране

Фазовата решетка обикновено е най-силна близо до центъра на зрението, посоката, нормална на апертурата. С насочването на лъча по-далеч, проектираната апертура става по-малка в посоката на сканиране. Диаграмата на елементите може също да осигури по-малко излъчване под командвания ъгъл. Грешките в подаването, взаимното свързване, структурните допуски и радарът могат да добавят допълнителни изкривявания.

Резултатът може да включва загуба на сканиране, по-широка ширина на лъча, изместени странични лобове, по-висока кръстосана поляризация или грешка в насочването. Тези промени не се улавят от една стойност на усилване в центъра на зрението. За антенна решетка, предназначена да сканира до определен ъгъл, поискайте данни за усилване и диаграма в центъра на зрението, един или повече междинни ъгли и ръба на необходимия сектор. Повторете проверката при най-ниската, централната и най-високата работна честота.

Разстоянието между елементите заслужава специално внимание. Ако разстоянието е твърде голямо спрямо дължината на вълната и ъгъла на сканиране, нежелани решетъчни лобове могат да попаднат във видимата област. Дизайн, който е приемлив в долния край на лентата, може да се държи различно при най-високата честота, където едно и също физическо разстояние представлява повече дължини на вълната.

Как честотната лента и лъчевото присвиване влияят на PESA

Много PESA системи използват фазови превключватели, за да създадат фазова прогресия, която е правилна при избрана честота. Когато честотата се промени, същата фазова настройка може да насочи лъча под различен ъгъл. Това честотно-зависимо изместване на насочването обикновено се нарича „кривоглед“ на лъча. Размерът на ефекта зависи от честотната лента, ъгъла на сканиране, архитектурата и вида на мрежата за фазов контрол.

Следователно, изискването за широколентов диапазон се нуждае от повече от декларация за честотния диапазон. Поискайте насочване на лъча, усилване, странични лобове и поляризация спрямо честотата и ъгъла на сканиране. Някои проекти използват елементи с истинско времезакъснение, техники за подрешетки или честотно-зависими корекции, за да намалят присвиването на лъча, но тези избори добавят свои собствени изисквания за загуби, сложност, размер и калибриране.

Къде са важни загубите от захранващата мрежа?

В типичен моностатичен PESA, използващ споделена апертура, захранващата мрежа участва както в предавателния, така и в приемащия път. Делителите на мощност, предавателните линии, вълноводните устройства, фазооборотите, превключвателите и преходите допринасят за вмъкнатите загуби. При предаване тези загуби намаляват мощността, доставяна до апертурата, и генерират топлина. При приемане загубите пред приемника могат да намалят чувствителността и ефективния динамичен диапазон.

Стойностите на загубите трябва да бъдат обвързани с ясна референтна равнина. Посоченото усилване на антената може да изключва кабел, ротационно съединение, вълноводен преход, мрежа за фазов контрол или радар, които са налични в инсталираната система. По време на приемането сравнете измерените данни със същата конфигурация и референтна равнина, използвани в спецификацията.

PESA означава ли една честота или една цел

Осем въпроса, които трябва да си зададете, преди да интегрирате PESA масив

1. Какви работни честоти и моментни честотни ленти трябва да се поддържат и кои стойности са задължителни в целия сектор за пълно сканиране?
2. Какво покритие по азимут и елевация е необходимо и дали целият отвор е механично фиксиран, въртящ се или преместен по друг начин?
3. Какви ограничения за усилване, EIRP, ширина на лъча, страничен лоб и кръстосана поляризация се прилагат при център на зрението и при максимален ъгъл на сканиране?
4. Каква пикова мощност, средна мощност, ширина на импулса и работен цикъл трябва да обработват захранващата мрежа и апертурата?
5. Къде са референтните равнини за предавателна мощност и чувствителност на приемане и кои загуби от кабел, вълновод, фазорегулатор и радар са включени?
6. Как ще се калибрира решетката по честота, температура и ъгъл на сканиране и как ще се открива дрейф след инсталирането?
7. Какви ограничения по отношение на конектор, вълновод, монтаж, радом, размер, тегло и околната среда се отнасят за инсталираната конфигурация?
8. Кои измервания ще докажат приемане и ще възпроизведе ли тестовата установка оперативните условия на поляризация, честота, мощност и сканиране?

PESA и AESA предлагат различни архитектурни решения

PESA и активният електронно сканиран радар с решетка използват контролирани фазови зависимости за насочване на лъчите. Основната им разлика е къде се осъществява активното генериране и приемане на радиочестотни лъчи. PESA обикновено насочва централизирана архитектура на предавател и приемник чрез захранваща мрежа и фазови превключватели. AESA разпределя много активни предавателни и приемащи модули по апертурата или нейните подрешетки. Реализацията на формиране на лъча – аналогова, хибридна или цифрова – е отделно измерение на дизайна и не трябва да се третира като синоним на разграничението PESA/AESA.

AESA може да предложи по-голяма резервираност, гъвкавост на формата на вълната и бързо многофункционално планиране, но също така създава високи изисквания за разпределение на захранването, охлаждане, калибриране и управление на модулите. PESA може да остане практичен, когато централизираната RF архитектура отговаря на изискванията за мисия и интеграция. За подробно сравнение на архитектурите прочетете RF MISO.Сравнение на радари AESA и PESAПравилният избор трябва да се основава на измерими изисквания, а не на предположението, че един акроним винаги е по-добър.

Как трябва да се измерва и приема PESA масив

Приемните тестове трябва да възпроизвеждат условията, използвани в спецификацията за производителност. Като минимум, документирайте честотните точки, поляризацията, командите за сканиране, нивото на мощност, работния цикъл, състоянието на калибриране, състоянието на радарния лъч и референтната равнина на радиочестотния лъч. Измерете или проверете усилването, ширината на лъча, точността на насочване, страничните лобове и кръстосаната поляризация при представителни ъгли на сканиране.

Необходимият обхват и настройка зависят от размера на апертурата, честотата и обекта на измерване. Подходящи могат да бъдат методи за далечно поле, компактен обхват или близко поле. RF MISO (радиочестотни MISO)възможности за тестване на антениопишете съответните измервателни ресурси, но окончателният метод и бюджетът на неопределеност трябва да бъдат договорени преди началото на приемателните изпитвания.

Поддръжка на RF MISO за оценка на антенна решетка

RF MISO е производител на радиочестотни и микровълнови антени, подкрепящ изследвания, измервания и системна интеграция на антени. RF MISO не представя завършен PESA радар като стандартен антенен продукт. Съответните инженерни дискусии започват с изискванията за апертура, захранване и интерфейс на антената, които могат да бъдат проверени спрямо определена честотна лента, поляризация, усилване, ширина на лъча и механична обвивка.

Инженерите могат да прегледат RF MISOпродукти за антенни решеткиипланарни антеникато отправни точки за дискусии относно компонентите и апертурата. Наличните стандартни продукти не представляват автоматично PESA радар и пригодността им трябва да бъде потвърдена спрямо цялостната системна архитектура.

За първоначално техническо обсъждане, предоставете работната лента, моментната честотна лента, поляризацията, необходимото усилване, сектора на сканиране, целевия страничен лоб, пиковата и средната мощност, радиочестотния интерфейс, размера на апертурата, ограниченията за монтаж, условията на околната среда и очакванията за приемателни тестове. Тази информация позволява на инженерния екип да определи кои антени и опции за тестване изискват допълнителна оценка.

Send the project requirements to info@rf-miso.com or свържете се с RF MISOчрез уебсайта.

Често задавани въпроси

Какво означава PESA

PESA е съкращение от пасивна електронно сканирана решетка. Обикновено използва сравнително централизирана RF архитектура за предаване/приемане, захранваща мрежа и контролирани фазови отмествания, за да насочва лъча през отвора на антената.

Защо PESA се нарича пасивен, ако предава енергия

Пасивният термин описва липсата на напълно активен предавателен и приемащ модул на всеки антенен елемент. Радарът все още използва захранван радиочестотен хардуер, хардуер за управление, калибриране и охлаждане.

Може ли радар PESA да проследява множество цели

В зависимост от планирането на лъча, времето за повторно посещение, дизайна на вълновата форма, приемните канали и обработката, това може да се постигне. Само етикетът PESA не определя целевия капацитет.

PESA същото ли е като фазирана антенна решетка?

PESA е една от фазираните антенни решетки с радиочестотна архитектура, докато фазираната антенна решетка е по-широката концепция за антена. AESA е друга радиочестотна архитектура. Аналоговото, хибридното и цифровото формиране на лъча описват как се реализира формирането на лъча и формират отделно класификационно измерение, а не еквивалентни алтернативи на PESA или AESA.

Какви данни трябва да се проверят при максимален ъгъл на сканиране

Проверете усилването или загубата при сканиране, ширината на лъча, точността на насочване, страничните лобове, кръстосаната поляризация и поведението на импеданса при необходимите честоти и инсталирана конфигурация.

Кога PESA може да бъде практичен избор

PESA може да бъде практичен метод, когато е необходимо електронно управление и централизирана радиочестотна верига може да отговори на изискванията за честотна лента, сканиране, мощност, надеждност, температура и поддръжка. Решението трябва да е съобразено със системните измервания и ограниченията на жизнения цикъл.