Автоматизация научных исследований: сборник научных трудов.

Б.З.Худукон, А.А.Попов, В.М.Семенов, В.М.Сухоруков, В.Г.Уткин УПРАВЛЕНИЕ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКОЙ ПРИЕМНОЙ СТАНЦИИ НЕКОГЕРЕНТНОГО РАССЕЯНИЯ ПГИ В соответствии с научным сотрудничеством между европейской организа­ цией ЕИСКАТ и Полярным геофизическим институтом на Кольском полуостро­ ве вблизи г.Мурманска сооружается приемная станция некогерентного рассея­ ния радиоволн. Эта станция должна обеспечить в диапазоне 2 2 4 + 1 0 МГц при­ ем рассеянных сигналов из области полярной ионосферы, освещаемой передаю­ щей УКВ-станцией ЕИСКАТ, расположенной вблизи г.Тромсё в Норвегии. Антенна приемной станции HP выполнена в виде плоской разреженной фази­ рованной антенной решетки (ФАР) из 5 1 2 элементов. Антенное поле разме­ ром 2 1 0 x 1 0 5 м состоит из восьми идентичных секций с одинаковым квази - случайным расположением элементов в каждой секции (р и с .1 ). Минимальное расстояние между элементами Я.5 м. Фазированная решетка - коммутационно­ го типа с электронным сканированием луча в пределах ЗО-градусной диаграм­ мы направленности отдельных излучателей. Полный сектор сканирования пере­ дающей станции ЕИСКАТ перекрывается механическим поворотом излучателей. Антенна имеет следующие характеристики, полученные на основе теоретичес­ ких расчетов и предварительных экспериментальных результатов: ширина глав­ ного лепестка диаграммы направленности по нормали к решетке - 0 . 4 и 0 . 8 ° в плоскостях осей X и Y f соответственно; максимальный уровень боковых лепестков - 1 3 дБ; эффективная площадь апертуры - 3 5 0 0 - 4 0 0 0 м 2 ; шумовая температура - около .180К. Антенна будет работать в двух режимах: сканирование одним лучом и прием сигналов горизонтальной и вертикальной поляризаций (режим Г, В) и независимое управление двумя лучами в пределах диаграммы направленности отдельного излучателя и прием сигналов с круговой поляризацией (режим 1л, 2 л ). Функциональная схема антенной решетки представлена на рис.2 . В соответствии с режимами работы антенны высокочастотная аппаратура ФАР состоит из двух идентичных комплектов субблоков с параллельным сложе­ нием сигналов горизонтальной и вертикальной поляризации, поступающих по фа­ зостабильным кабелям от излучателей решетки и предварительно усиленных антенными усилителями (су бб л .Н Р -1 ). Режимы работы ФАР задаются с помо­ щью коммутаторов поляризации (КП ). Положение фазового фронта решетки из­ меняется управляемыми фазовращателями с разрядами 9 0 и 1 8 0 ° , при этом средний скачок луча антенны составляет менее 1% от его ширины. Для обес­ печения необходимой полосы пропускания при всех возможных углах сканирова­ ния в аппаратуру управления включают набор управляемых линий задержки (ЛЗ) от 1 до 6 4 Д, для временной задержки сигналов в пределах 0 - 1 2 7 Д .. Для компенсации потерь сигналов в высокочастотных трактах ФАР применяют­ ся три ступени предварительного усиления (ПУ 1 , 2 , 3 ) . Все субблоки ВЧ-аппаратуры выполнены на основе микрополосковых ли­ ний передачи с применением технологии термовакуумного напыления на ситал - ловых диэлектрических подложках с высоким значением диэлектрической про­ ницаемости ( £ = 1 0 ) . Дистанционный контроль каждого тракта ВЧ -аппара- туры решетки осуществляется путем подключения контрольного сигнала с по­ мощью электронного коммутатора контроля (ЭКК) на вход антенного усилите- 31