Морские информационно-управляющие системы Декабрь 2015, № 8 | Page 16
При отсутствии блока управления лучом, придется
реализовывать указанные выше вычисления непосредственно в приемо-передающих модулях активной фазированной антенной решетки. Это потребует включения
в их состав соответствующих элементов – процессора, памяти, контроллеров и/или ПЛИС [2], что приведет к существенному увеличению стоимости. Кроме того, подобное
техническое решение усложнит структуру приемо-передающих модулей без гарантии того, что будет обеспечено
формирование диаграммы направленности в реальном
времени, особенно с учетом необходимости обмена сигналами с прибором управления.
Выигрывая в снижении нагрузки на линии передачи,
при втором варианте построения разработчики столкнутся с жестким ограничением на время вычисления,
узким местом системы окажутся вычислительные мощности модулей или блока (линейки блоков) управления
лучом.
Предварительное формирование амплитуд и фаз
в блоке управления, расположенном на полотне
антенны
Снизить нагрузку на вычислительные мощности блока
управления лучом (или приемо-передающих модулей) позволит уход от вычисления необходимых амплитуд и фаз
в реальном времени.
Этот вариант построения подразумевает
предварительное вычисление всех необходимых
амплитуд и фаз для всех возможных направлений
луча, для всех типов луча и всех режимов работы
и занесение информации об этом в некоторую
таблицу (или базу данных).
При этом с прибора управления РЛС будет поступать
только код операции (код ячейки таблицы, откуда нужно взять данные), и блок управления лучом активной фазированной антенной решетки (или каждый из модулей
решетки), не тратя время на расчеты, сразу получит всю
необходимую информацию для формирования диаграммы
направленности.
Однако и тут разработчиков подстерегает узкое место.
Избавившись от нагрузки на вычислительные мощности,
сталкиваемся с ограничением на объем памяти, необходимый для хранения такого количества информации.
Для оценки требований к объему памяти нужно помнить, что для нескольких тысяч элементов потребуется
хранить информацию об амплитудах и фазах, рассчитанных для всех углов сканирования луча в вертикальной
плоскости, а если используется горизонтальное сканирование, то и в горизонтальной. Причем все расчеты должны
быть проведены отдельно для каждой частоты функцио14
Морские информационно-управляющие системы, 2015/ No. 2 (8)
нирования станции. Кроме того, придется хранить поправочные коэффициенты каждого модуля, используемые
для его калибровки. Часто предварительные расчеты приходится проводить и для разных значений температуры
приемо-передающих модулей, поскольку их характеристики при этом существенно меняются.
Таким образом, выбор при построении системы управления лучом АФАР решения, оптимального по «фактической скорости расчета» диаграммы направленности,
также не является очевидным.
Гибридные способы управления
Гибридные способы построения системы управления
заключаются в комбинировании нескольких описанных
выше вариантов и, как правило, позволяют получить
необходимый результат в условиях жестких ограничений
на характеристики этой системы.
В качестве одного из вариантов построения системы
управления, позволяющего избежать описанных выше
недостатков и узких мест, можно предложить следующее
(см. рис. 4).
На первом этапе работы осуществляется сбор информации от приемо-передающих модулей (собственные поправочные коэффициенты, температура), а также
о состоянии и параметрах работы системы (температура,
частота) от блока управления и передача их в прибор
управления (ПУ) (рис. 4 а).
На втором – вычисляются или уточняются управляющие коэффициенты в приборе управления и передаются в блок управления (рис. 4 б).
Первые два этапа являются подготовительными и позволяют сформировать в блоке управления лучом (БУЛ)
на полотне антенны набор параметров, которые могут
понадобиться для формирования поля амплитуднофазового распределения управляющих коэффициентов.
Таким образом, удается избежать необходимости рассчитывать в реальном времени амплитудно-фазовое распределение и трудностей, связанных с передачей в реальном
времени рассчитанной информации на полотно антенны,
а также минимизировать объем хранимой информации
в блоке управления лучом.
На третьем этапе необходимо передавать управляющие коэффициенты в приемо-передающие модули. Однако осталась проблема узкой пропускной
способности канала связи между этими модулями и блоком управления лучом. В случае, если передать текущие
управляющие коэффициенты (амплитуды и фазы) и излучить их за заданное время не представляется возможным, можно вместо управления в реальном времени
единовременно передать на каждый приемо-передающий модуль целый пакет управляющих коэффициентов
для этого модуля, отвечающий за сканирование в пространстве и определяемый текущей программой сканирования (рис. 4 в). В результате, отпадает необходимость