Морские информационно-управляющие системы Декабрь 2015, № 8

Современные РЛС – только с АФАР Достижения высокого разрешения по угловым координатам (технология SDMA) добиваются с помощью синтезирования антенного раскрыва [1, 2, 4–10, 17] (как прямого, так и инверсного), а также с использованием технологий фазированных антенных решеток – ФАР или активных фазированных антенных решеток – АФАР [3, 4, 11]. Синтезирование антенного раскрыва может рассматриваться как формирование виртуальной (то есть синтезируемой в процессоре РЛС по результатам последовательной серии радиолокационных наблюдений) ФАР. Антеннщики о ФАР и АФАР говорят как о технологии пространственного разнесения фазонаправленности парциальных диаграмм отдельных элементов решетки. Сейчас умы создателей РЛС занимают конформные ФАР, где отдельные антенны решетки располагаются по криволинейной поверхности объекта – например, самолета, когда такая конформная антенна располагается на поверхности фюзеляжа. Оказалось, что такие антенные решетки способны осуществлять широкоугольное сканирование с малыми искажениями формы луча и обладают значительной широкополосностью. У плоских ФАР (рис. 3) относительная ширина рабочего диапазона в процентах примерно равна ширине луча в градусах. Переход к выпуклым антенным решеткам позволяет не только устранить этот недостаток. С выпуклых поверхностей также возможно излучение широкополосных сигналов с заданным изменением коэффициента усиления. К существенным достоинствам выпуклых ФАР следует отнести увеличение шага излучателей по сравнению с плоской ФАР. Если элементы ФАР возбуждаются с одинаковой амплитудой, произведение длины апертуры (в длинах волн) на ширину луча (в градусах) примерно равно 51°. Антенные решетки с саморегулируемым амплитудно-фазовым распределением, устанавливаемым в зависимости от помеховой обстановки (например, выставлять нули диаграммы направленности на источники помехи, в том числе и движущиеся, сохраняя при этом характеристики сопровождения целей) называют адаптивными. Адаптивные ФАР обеспечивают также раздельное электронное сопровождение по угловым координатам многих целей. Радиоптические антенные решетки осуществляют формирование и обработку сигнала методами когерентной оптики. Решетки, в которых формирование и обработка ведется цифровыми процессорами, называются цифровыми ФАР. Совмещенные ФАР имеют в своем раскрыве два или более типа излучателей, каждый из которых работает в своем частотном диапазоне. Сегодня мощно развиваются интерферометрические технологии обеспечения углово й разрешающей способности РЛС, для чего используются несколько «рядов» антенн (чаще ФАР). Как правило, эти антенны устанавливаются вертикально, и сформированный ими интерферометр Рис. 3. Пример плоской ФАР: модификация пассивной фазированной антенной решетки многофункциональной РЛС SPY‑1D для установки на военных эсминцах (США) обеспечивает высокое разрешение по углу места, которое может быть виртуальным (например, РЛС осуществляет радиолокационную съемку, пролетая последовательно во времени на различных высотах или наблюдая под различными углами). Такие РЛС по понятным причинам получили название интерферометрических [1]. Итак, высокое разрешение по дальности РЛС обеспечивается сложными сигналами, по азимуту – синтезированием антенного раскрыва, а по углу места – организацией интерферометрического наблюдения. Все эти механизмы обеспечения разрешающей способности проявляют себя независимо друг от друга, а потому появился очень эффектный критерий оценки разрешающей способности РЛС – куб разрешения. В последние годы на повестку дня выходит требование, чтобы АФАР были устойчивы к воздействию оружия функционального поражения (например, мощных электромагнитных импульсов). Здесь большие надежды связываются с появлением нового полупроводникового материала – нитрида галлия (GaN), так как мощные GaNтранзисторы работают при напряжении 40–60 В против 6–9 В для GaAs-транзисторов. Особо необходимо обратить внимание на работы в области нанофотоники. В перспективе в созданных на ее основе АФАР, используя оптоволоконную распределительную систему, имеется возможность разнести излучатель и приемопередающие модули на сравнительно большие расстояния без ухудшения антенной системы с точки зрения потерь излучаемой мощности и снижения коэффициента шума на прием. Это, в свою очередь, позволит создавать не только конформные антенны, но и так называемую «умную обшивку», а также антенны, размещение которых невозможно из-за ограничений по их глубине на самолете и ракете. No. 2 (8) / 2015, Морские информационно-управляющие системы 37

Морские информационно-управляющие системы Декабрь 2015, № 8 | Page 39