دانلود مقاله نتایج به کارگیری آنتن پیوسته

نتایج به کارگیری آنتن پیوسته
1-مطابق با Ruze، تشعشع کاذب گلبرگ فرعی، متناسب با مجذور خطای متوسط می باشد.

مثلاً در یک آرایه مجزا، افزایش تشعشع کاذب، متناسب با مجذور وابستگی فاصله اندازه گیری شده به طول موجها می باشد.

آقای Bates این وابستگی فاصله را به طور متفاوتی از Ruze مشخص می کند و یک وابستگی برای توان اولیه و برای این دلیل پیدا می کند.

2-اگر خطاها در سطح یک آنتن انعکاسی، اجتناب ناپذیر باشند باید به همان صورت کوچک نگهداشته شوند.

یعنی برای یک مقاومت مکانیکی یکسان، آنتنی با وابستگی فاصله کوچکتر (سطح ناهموارتر) نسبت به آنتن با وابستگی فاصله بزرگتر، گلبرگهای فرعی کمتری ایجاد خواهد کرد.

خطایی که در طول آنتن ادامه پیدا می کند، نسبت به ضربه موضعی یا فرورفتگی، تأثیر بسیار بدتری دارد.

بنابراین اختلالات کوچک نظیر وجود پیچها و پرچها برروی سطح منعکس کننده، تأثیر کمی بر روی پترن تشعشعی آنتن خواهد داشت.

3-با افزایش فرکانس ، هم خطای فاز و هم وابستگی فاصله در مقادیر طول موج افزایش می یابند.

بنابراین، بهره یک آنتن با سطح ثابت، با همان سرعت افزایش مجذور فرکانس، افزایش نمی یابد.

برای منعکس کننده هایی با بهره یکسان (قطر یکسان در طول موجها) سطح گلبرگ فرعی از خطایی که با توان چهارم فرکانس افزایش می یابند، ناشی می شود.

یک نتیجه گیری مهم که مربوط به جزئیات پترن تشعشعی می شود، این است که محاسبه معیارهای دقیق در ساخت آنتن، در مقایسه با روش روشنایی دهانه، مناسب تر می باشد.

بنابراین مهندسین مکانیک، ماشین ساز ماهر و تکنسین.

همگی مانند طراح آنتن در به دست اوردن پترنی مطلوب، نقش بسزایی را ایفا می نمایند.

تأثیرات کوانتیره کردن شیفت دهنده فاز
میزان مجزای شیفت فاز که از کاربرد شیفت دهنده های فاز کوانتیزه شده.

ناشی می شود، یک خطا در روشنایی شکاف مطلوب ایجاد می کند.

کوانتیزاسیون فاز می تواند موجب ایجاد افت در بهره آنتن شود، سطح گلبرگ فرعی موثر را افزایش دهد، گلبرگهای فرعی کاذب تولید کند و بریم اصلی را از موقعیت خود جابجا نماید.

تأثیر شیفت دهنده های فاز کوانتیزه شده برروی پترن تشعشعی، شبیه تأثیر خطاهای تصادفی می باشد.

بهره یک آنتان ارایه ای با یک خطای فاز مربعی ناچیز در روشنایی شکافش تقریباً برابر است با:
(30-3)
که = بهره در حالت بدون خطا
این معادله از رابطه (28-3) پیروی می کند با و و کوچک.

برای یک شیفت دهنده فاز کوانتیزه، شامل B بیت، خطای فاز توسط یک تابع چگالی احتمال یکنواخت در بازه ، توصیف می شود.

خطای فاز مربعی ناچیز برای تابع چگالی احتمال یکنواخت برابر است با:

با جایگذاری در مطالعه (30-3) افت بهره برای یک شیفت دهنده فاز دو بیتی dB1 و dB23/0 برای یک شیفت دهنده فاز سه بیتی و dB06/0 برای چهار بیتی به دست می آید.

بر مبنای افت بهره، یک شیفت دهنده فاز سه بیتی یا چهار بیتی.

برای اغلب کاربردها، رضایت بخش می باشند.

خطاهای کوانتیزاسیون فاز، از افزایش سطح گلبرگ فرعی موثر و افزایش سطح گلبرگ فرعی ماکزیمم.

ناشی می شوند.

با این فرض که (1) انرژی توسط کاهش بهره بیم اصلی، به طور چشمگیری کم می شود، (2) بهره المان برای بیم اصلی و گلبرگهای فرعی، یکسان می باشد (در محدوده فضای مرور شده توسط آرایه) (3) کاهشی معادل dB1 برای کاستن از بهره، متناسب با روشنایی شکاف، (4) dB1 به منظور کاهش دادن مرود.

در آن صورت سطح گلبرگ فرعی متناسب با کوانتیزاسیون می تواند به صورت زیر بیان شود.

(31-3) سطح گلبرگ فرعی مؤثر که در آن N = تعداد عناصر آرایه.

برای یک ارایه چهارصد الماله، یک شیفت دهنده فاز سه بیتی، گلبرگهایی فرعی با سطح dB47 زیر بیم اصلی را نتیجه خواهد داد، و یک شیفت دهنده فاز چهار بیتی گلبرگهای فرعی dB53 را نتیجه می دهد.

بنابراین.

سه یال چهار بیت برای اکثر آرایه های بزرگ، کافی به نظر می رسد.

به جز حالتی که گلبرگهای فرعی خیلی ضعیف، مد نظر باشند.

گرچه مطالب فوق، یک توزیع تصادفی از خطای فاز را در عرض شکاف و به منظور محاسبه گلبرگ فرعی موثر فرض می کند، توزیع فاز واقعی با شیفت دهنده های فاز کوانتیزه برای متناوب شدن، مناسب می باشد.

ماهیت تناوبی فاز کوانتیزه شده، گلبرگهای کوانتیزاسیون کاذب را ایجاد خواهد کرد، مشابه گلبرگهای اصلی اضافی.

زمانی که خطای فاز یک توزیع مکرر مثلثی دارد، گلبرگ کوانتیزاسیون ماکزیمم مربوط به بیم اصلی به قرار زیر است: (32-3) گلبرگ کوانتیزاسیون ماکزیمم زمانی که موقعیتهای بیم اصلی به برودساید ختم می شود و تعداد زیادی المان تشعشعی در محدوده تناوب فاز کوانتیزه وجود دارد، این معادله مورد استفاده قرار می گیرد.

موقعیت گلبرگ کوانتیزاسیون در این حالت به قرار زیر است: (33-3) که در آن = زاویه هدایت بیم اصلی.

معادله (32-3) یک تخمین خوش بینانه برای گلبرگ ماکزیمم می باشد.

بزرگترین گلبرگ کوانتیزاسیون فاز زمانی ایجاد میشود که فاصله المانها از یکدیگر دقیقاً به اندازه نصف دوره تناوب کوانتیزاسیون فاز باشد.

با یک فاصله المانی نصف طول موج، گلبرگ کوانتیزاسیون در ظاهر خواهد شد، با مقداری برابر با: (34-3) گلبرگ کوانتیزاسیون ماکزیمم گلبرگهای فرعی ماکزیمم متناوب با کوانتیزاسیون فاز می توانند مهم و تأثیر گذار باشند، و اگر وجودشان، ناخوشایند است، در جهت کاهش آنها باید اقدام شود.

یک روش برای کاهش گلبرگ ماکزیمم، تصادفی کردن کوانتیزاسیون فاز می باشد.

یک شیفت فاز ثابت، با مقداری که از المانی به المان دیگر متفاوت است، می تواند در مسیر هر المانی قرار گیرد.

این مقدار از شیفت در فرمان ارسالی به شیفت دهنده فاز جمع می شود و سپس کم می شود.

در یک ارایه که تغذیه نوری دارد، همانند آرایه انعکاسی یا آرایه لنزی، عدم وابستگی کوانتیزاسیون فاز در ساختمان آرایه، ذاتی می باشد.

در این حالت، کاهش در گلبرگهای کوانتیزاسیون ماکزیمم، معادل است با یک بیت با شیفت دهنده های فاز در یک آرایه 100 المانه، 2 بیت در یک آرایه 1000 المانی و 3 بیت در یک آرایه 5000 المانه.

خطای مکانی ماکزیمم متناسب با کوانتیزاسیون برابر است با: (35-3) که پهنای بیم می باشد.

به عنوان مثال، در یک شیفت دهنده فاز چهار بیتی افزایش هدایت مو به مو توسط شیفت دهنده های فاز کوانتیزه امکان پذیر می باشد.

به عنوان مثال، یک ارایه خطی با دارا بودن 100 المان، میتواند در بخشهای حدود 01/0 و توسط شیفت دهنده های فاز 3 بیتی، هدایت شود.

9-3- کنترل کامپیوتری رادار آرایه فازی کامپیوتر یک بخش ضروری در رادار آرایه فازی می باشد.

کامپیوتر در کاربردهای متغیری که عملکردهای چند منظوره در آن مطلوبند.

بسیار مهم و حیاتی می باشد.

در جاهایی نظیر نظارت ماهواره ای، سیستم پدافند هوایی، پدافند موشک بالستیک، و رادار هوابرد چند منظوره.

کامپیوتر، توانایی آرایه را برای بهره گیری از کنترل موثر رادار و برنامه عملکردهایش، به خوبی به کار می گیرد.

بنابراین، هزینه دستیابی به این توانایی مهم نیست و این عامل، یکی از عوامل ساخت یک رادار آرایه ای گران قیمت می باشد.

وجود کامپیوتر در یک رادار آرایه فازی و به خاطر ایجاد فرمانهای هدایت بیم برای شیفت دهنده های فاز، کنترل سیگنال با مشخص کردن نوع شکل موج، تعداد مشاهدات، نرخ دیتا توان، فرکانس، پردازش سیگنال و دیتا بر حسب مد عملکرد، خروجیهای دیتای پردازش شده برای کاربرها، تولید تصاویر، توابع خدمتکار برای انجام عمل کنترل، عیب یابی، همزمانی و ثبت دیتا مورد نیاز می باشد.

مدیریت کنترل رادار توسط تعیین اولویت وظایف گوناگون انجام می گیرد و این که چطور باید آنها عمل کنند تا این که به توافقی میان اعمال مورد نیاز رادار و ذخایر موجود در رادار و کامپیوتر برسند.

علاوه بر آن، کامپیوتر روشهایی را فراهم می کند که یک اپراتور بتواند به طور دستی با رادار در تماس باشد.

عملکرد سیستم رادار آرایه ای گاهی اوقات، از یک رادار آرایه ای انجام بیش از یک عمل، با همان تجهیزات انتظار می رود.

مشکل یک ارایه چند منظوره، به کارگیری موثر منابع زمانی و ذخایر انرژی رادار می باشد.

کامپیوتر به رادار فرصت می دهد که منابعش درا به طور موثر و توسط برنامه اجرای عملکردهای مختلف به کار گیرد، تا این که رادار بتواند وظایف اولیه مهمتر را به انجام برساند.

یک رادار آرایه ای چند منظوره وظایف زیر را انجام می دهد: جستجوی یک حجم مشخص در فضا با یک سرعت معین و آشکارسازی هدفها.

شروع ردیابی یا تغییر در ردیابی.

بعد از این که یک شناسایی جدید برقرار شد.

حفظ ردیابی، یا به روز درآوردن ردیابی.

با یادگیری اطلاعات جدید و ادغام آن با ردیابیهای موجود.

خدمات کاربرئ توسط اطلاعات مطلوب و ویژه ای که آموخته است، به کار گرفته میشود.

همانند در دسترس داشتن یک تقویم نجومی ماهواره ای یا ارائه راه حلی برای مشکل کنترل حرارت.

در هرکدام از وظایف ذکر شده.

شکل موج رادار باید متناسب با پردازش گیرنده انتخاب شود.

این موضوع با عنوان مدیریت سیگنال رادار شناخته می شود و یکی از عملکردهای مهم کامپیوتر می باشد.

به عنوان مثال در رادار نظارت ماهواره AN/FPS-85، هفت شکل موج مختلف رادار، به منظور شناسایی هدف و ردیابی موج ارسالی، در دسترس می باشند (جدول 1-3) جدول 1-3 شکل موجهای مورد استفاده در رادار نظارت ماهواره AN/Eps-85 شکل موج هشتم برای تنظیم مقیاسهای فرستنده و گیرنده به کار می رفت.

عملیات جستجو و شناسایی نیازمند تولید محورهای مختصات زاویه ای توسط کامپیوتر، نوع شکل موج ارسالی، طول دوره تناوب و زمان تعیین شده برای اجرای عملیات توسط رادار می باشد.

عملیات ردیابی در اغلب موارد نسبت به عمل جستجو بحرانی تر و حیاتی تر می باشد، و حتی نسبت به حل اختلاف برنامه دارای حق تقدم می باشد.

وقتی که عملیات جستجو باید برای انجام وظیفه مهمتری قطع شود برنامه کامپیوتری باید برای انجام این وظیفه با کمترین اختلال، طرح ریزی شود.

در برنامه ریزی عملکردهای مختلف رادار، کامپیوتر باید تضمین کند که توان متوسط فرستنده رادار، از حد خود تجاوز نمی کند.

توانایی رادار آرایه فازی، آزادی بیشتری را در انتخاب مقیاس شناسایی ارائه می دهد.

به عنوان مثال، بعد از اولین عبور از آستانه شناسایی، بیم رادار می تواند زودتر از حالت جستجوی معمولی، به جهت اولیه خود برگردد، به خاطر این که تأیید کند هدف واقعاً شناسایی شده و عبور از آستانه، یک هشدار دروغین متناسب با نویز نبوده است.

این پالس تأیید می تواند تأثیر بیشتری در افزایش احتمال شناسایی داشته باشد.

دو مرحله (1) شناسایی اولیه و (2) تایید، گاهی اوقات شناسایی متوالی نامیده می شوند.

زیرا با حضور یک پالس تایید، قدرت ارسالی توسط پالس جستجوگر معمولی می تواند از حالتی که تصمیم گیری در مورد شناسایی بر مبنای فقط یک مشاهده صورت می گیرد، کمتر باشد.

همواره محدودیتی برای اطلاعات پردازش شده توسط کامپیوتر کنترل رادار همه منظوره وجود دارد.

پردازش شروع و حفظ ردیابی می تواند برای ذخایر کامپیوتر زحمت فراوان ایجاد کند.

درنتیجه خارج کردن اطلاعات ناخواسته از سیستم ضروری به نظر می رسد.

این اطلاعات ناخواسته ممکن است ناشی از بی نظمی، تداخل، و یا پارازیت باشند.

درحقیقت، کامپیوتر می تواند برای تشخیص و دفع این سیگنالهای ناخواسته به کار رود.

اما این روش، روش کم راندمانی برای از بین بردن این نوع سیگنالها می باشد.

این روش بیشتر برای حذف این نوع سیگنالها در رادار پردازشگر سیگنال مناسب می باشد که توسط پردازشگر حجم آنالوگ یا هم نوع دیجیتالش انجام می شود.

هر پردازشگر سیگنال، شامل فیلتر منطبق، فیلتر دوپلر (MTI)، فیلتر پلاریزاسیون و آستانه تصویری منطبق می باشد.

حتی اگر تمامی شناسایی های ناخواسته از بین بروند، دو مسئله دیگر وجود دارد که می‌توانند موجب تکثیر شناسائیها شوند و محل یک موضوع اصلی در کامپیوتر را مشخص نمایند: چندین شناسایی از اهداف جدید شناسایی مجدد اهداف قدیمی اگر این اهداف به تنهایی قابل تشخیص نباشند، کامپیوتر برای ارتباط آنها با ردیابیهای موجود و شروع ردیابیهای جدید، تلاش خواهد کرد.

این اعمال میتوانند ظرفیت کامپیوتر را بی جهت اشغال کند.

اگر انرژی برگشتی سیگنال، بیشتر از انرژیهای حاشیه ای باشد، چندین شناسایی از همان هدف اولیه می تواند در موقعیت بیمهای مجاور رخ دهد.

اگر بیم یک پترن یکنواخت را مرور میکند، مانند حالتی که توسط یک آنتن مرورگر مکانیکی تولید شده بود، تأثیر موقعیت بیم های مجاور به تنهایی و سریع تشخیص داده می شود.

اپراتور، PPI را بازرسی می کند تا مشکلی نداشته باشد.

به هر حال در یک آرایه فازی قوی، مرور موقعیت های بیم به صورت یکنواخت امکانپذیر نمی باشد.

احتمال شناسایی زیادتر یک هدف، به چگونگی مرور حجم، اطمینان خواهد کرد.

برای اجتناب از این مشکل، باید عمل شناسایی را تا زمانی که موقعیت های بیم مجاور مرور نشده اند، به تأخیر انداخت.

بعد از انجام یک عمل شناسایی، برای تشخیص این امر که آیا این هدف.

یک هدف جدید است یا همان هدف اولیه، این شناسایی باید با ردیابیهای موجود مقایسه شود.

وقتی که ردیابی بعدا از شناسایی یک هدف جدید شروع میشو.د، مطلب فوق یک جنبه مهم در فرآیند شناسایی می باشد.

فرایند شروع ردیابی که بعد از یک شناسایی جدید برقرار شده است، یک فرایند دشوار و پرزحمت است.

رادار باید زمانهای زیادی را متوجه هدف باشد، در حالی که یک فاصله زمانی متعادل جهت حرکت و سرعت هدف را به سرعت مشخص میکند.

عمل حفظ ردیابی مشخص میکند که مشاهدات جدید باید در ردیابیهای موجود بررسی شوند.

به خاطر این که عوامل موثر در ردیابی به روز درآیند.

حفظ ردیابی فقط زمانی که باید مشاهده بعدی رادار بررسی شود، برقرار می شود.

در انجام این عمل، به دست آوردن موقعیت تخمینی هدف در مختصات رادار، اکثراً مناسب است.

در این سیستم مختصات، خطاهای رادار می تواند به سرعت رسیدگی شود.

اگر هدف یک هواپیما باشد، موقعیت پروازش میتواند به محور مختصات دکارتی تبدیل شود.

هدفی که با سرعت ثابت و برروی خط راست پرواز می کند، شاید مسیر غیرشعاعیش، شتاب شعاعی در مختصات کروی رادار داشته باشد، که با مختصات دکارتی متفاوت است.

شکل پایینی زمانبندی فرستنده رادار را نشان می دهد.

در حالی که رادار برای ارسال بعدی تنظیم شود، دیتای دریافتی از آخرین ارسال می تواند برای انتقال به کامپیوتر کنترل رادار، در درون حافظه بافر قرار گیرد.

بنابراین، در طی n امین سلسله از اجرای دوام.

سیگنالهای برگشتی از (1-N) سلسله آرامش.

پردازش می شوند و فرمانهای برای (1+N) سلسله آرامش، تولید می شوند.

زمان و توان رادار دو منبعی هستند که باید به طور مناسب در یک رادار چند منظوره کنترل شده به وسیله کامپیوتر، به کار گرفته شوند.

اعمال مختلف باید به نحوی انجام شوند که اولویت بندی شده و از ذخیره موجود تجاوز ننماید.

در مرحله جستجو، ماکزیمم برد، تاثیر زیادی بر ذخیره زمانی را محدود نمی سازد.

توان ارسالی از رادار به سمت هدف بستگی به نوع عمل، مانند حداکثر برد هدف و احتمالاً عملکرد قبلی هدف دارد.

بنابراین ذخیره زمانی رادار بیشتر تحت تأثیر هدفهایی با برد طولانی و.

توان رادار بیشتر، تحت تأثیر عملکرد تاکتیکی قرار می گیرد.

پروسسور (کامپیوتر) اطلاعاتی، مانند رادار، می تواند موجب تمام شدن زمان توسط سیستم شود.

زمان مورد نیاز برای محاسبه مکان هر هدفی مانند مقدار حافظه موجود در کامپیوتر برای هر هدفی معمولاً مستقل از برد هدف می باشد.

بنابراین کامپیوتر در صورتی که در یک واحد زمانی اطلاعات بسیار زیادی دریافت کند به حد اشباع می رسد.

این مسئله بیشتر در مورد هدفهایی با برد کوتاه که نیاز به میزان اطلاعات بیشتری دارد، به وقوع می پیوندد.

برای این که از رادار و کامپیوتر آن به هنگام به وجود آمدن بار اضافی حداکثر بهره برداری را بتوان به عمل آورد، بعضی از انواع سیستم های اولویت بندی مورد نیاز می باشد.

کارهایی که در مقطع خاصی از زمان خیلی حساس نباشند، باید جداسازی گشته و کارهایی با اولویت بالا زودتر انجام پذیرند.

جدول 2-3 نمونه ای از یک ساختار اولویت بندی شده برای یک سیستم تاکتیکی پدافند هوایی می باشد که در آن، رادار عملیات جستجو و ردیابی را به طور اتوماتیک انجام می دهد و همین طور حمایت تسلیحات را به عمل می آورد.

هشت دسته اولویت وجود دارد، از روش ارائه شده با بالاترین اولویت تا تست استاندارد و اعمال بدون صدا (وقت کشی ها) با پایین ترین اولویت.

در هر دسته بیش از یک عمل مشابه وجود دارد که می توان آنها را به صورت اولین عمل در اولین دسته و غیره، تقدم و تأخر بخشید.

توجه شود که زیردسته، در دسته پایین تر نیز وجود دارد.

جدول 2-3- نمونه اولویت بندیها در یک سیستم تاکتیکی 0) روش ارائه شده روش کردن تعریف هدف وقایع برنامه ریزی شده قبلی در کامپیوتر رادار برای زمان های طولانی تست مخصوص 1- درگیریها دشمن درگیر شده تسلیحات خودی دشمن قبلاً درگیر شده 2- حساسیت زمانی انتقال اولویت بالا تأئید اولویت بالا جستجوی افق 3- درخواست مخصوص روشن کردن تعریف هدف مروری های ویژه اکتساب هدف 4- ردیابیهای با اولویت بالا نامنوعوظیفه اصلی1- جستجوگر حساس پالسی 2- جستجوگر ساده پالسی 3- ردیاب حساس پالسی 4- ردیاب ساده پالسی 5- ردیاب‌در رنج‌وسیع همدوسی 6- دوپلر نیمه همدوسی 7-رنج دقیق همدوسی 8-شکل موج کالیبراسیون آرایه30 بار پالس زدن و مدت هر پالس مدت دوم پالس S1 48 بار پالس زدن و مدت هر پالس مدت دوم پالس 25/0 40 بار پالس زدن و مدت هر پالس فرکانس تشدید شده، مدت دوم پالسجستجو در محدوده های وسیع همراه با ردیابی جستجو در رنجی محدود همراه با ردیابی ردیابی در محدوده ای وسیع ردیابی در رنجی محدود و جستجوی slbm در رنجی محدود ردیابی در رنجی وسیع دوپلر میانی ردیابی در رنجی دقیق کالیبراسیون مقیاس فرستنده و گیرنده