— С точки зрения алгоритма обработки сигналов, это действительно так.
Чан Хаонань отступил на два шага, несколько секунд смотрел на доску, а затем ответил:
— Но разве это не должно было быть известно раньше... разве нет?
Этот вопрос Ван Сяомо немного удивил Чан Хаонаня.
Потому что он не ожидал, что собеседник или другие исследователи в области радиолокационной техники сосредоточат своё внимание именно на этом.
— Раньше?
Ван Сяомо повернул голову и посмотрел на несколько досок, о которых только что говорили, в его голосе было некоторое недоумение:
— Но ты же раньше не писал ничего, связанного с выражением этой модели?
— Нет... я не об этом "раньше".
Чан Хаонань махнул рукой:
— Я имею в виду... до сегодняшнего дня.
— Разве не является общепризнанным, что математическая модель оптически управляемой линейной фазированной антенной решётки... или любой линейной фазированной антенной решётки включает в себя три вектора?
Этот вопрос остался без ответа.
Но по взгляду Ван Сяомо нетрудно было понять ответ —
"Неужели?"
"Хм..."
Чан Хаонань думал, что он просто вывел выражение модели при известных независимых переменных.
В итоге же оказалось, что он построил небоскрёб с нуля...
Если бы это было в области теоретической математики, то для получения полного процесса ему пришлось бы сначала доказать, что "модель содержит только три вектора".
К счастью, в инженерной области не слишком заботятся об этих мелочах, главное, чтобы это соответствовало реальной ситуации.
Поэтому, после этого короткого эпизода, объяснение Чан Хаонаня продолжилось без проблем.
Просто последующее содержание было гораздо более логичным...
"Импульсный сигнал, посылаемый радиолокационной системой, подвергается влиянию таких факторов, как рассеяние на цели и траектория распространения, что приводит к расширению эхо-сигнала во временной и частотной областях. Поэтому для повышения разрешающей способности необходимо выполнить сжатие импульсов эхо-сигнала. Этот процесс обычно выполняется с использованием согласованной фильтрации или обработки корреляционного сигнала во временной или частотной области..."
Он шёл и говорил, время от времени добавляя что-то на доске.
Наконец, после долгого часа с лишним, он подошёл к последней доске.
В этот момент Ван Сяомо уже давно перестал писать.
По сравнению с предыдущей частью, эта половина, хотя и была больше с точки зрения чистого объёма вычислений, но из-за отсутствия столь преувеличенной скачкообразности, оказалась намного проще для понимания.
Это также дало ему больше времени, чтобы подумать о некоторых проблемах в области радиолокационной техники.
"..."
"...С помощью свёртки из приведенного выше уравнения можно получить результат сжатия импульсов решётки: s(t) после согласованного фильтра выводится как s'(t)=∑(n=1,N)e^(jφ){e^[j2π(f(t-(t0-τ))+u(t-(t0-τ))T)-e^(j2πf(t-(t0-τ)))]}..."
Чан Хаонань указал рукой на правый нижний угол доски, на самый конец всех формул.
Затем развернулся, сделал два шага вперёд и сел обратно за стол для совещаний.
Сразу же открыл ноутбук, который с самого начала лежал на столе, но так и не был открыт:
— Основываясь на этой модели, я провёл численное моделирование сжатия импульсов для оптически управляемой фазированной решётки и полностью фазосдвигающей фазированной решётки в одном типичном случае.
Он развернул компьютер на 180° и пододвинул его к Ван Сяомо:
— Из этих двух графиков результатов видно, что максимальное значение сжатия импульсов полностью фазосдвигающей решётки на 4,21 дБ ниже, чем у решётки с оптической задержкой, то есть отношение сигнал/шум уменьшилось на 4,21 дБ.
— Кроме того, ширина 4 дБ сжатия импульсов решётки с оптической задержкой подрешётки составляет 5,12 нс, высота боковых лепестков -13,84 дБ, а положение пика во времени - 49,9989 мкс; в то время как ширина 4 дБ сжатия импульсов полностью фазосдвигающей решётки составляет 7,088 нс, высота боковых лепестков -26,32 дБ, а положение пика во времени - 49,9952 мкс.
— Таким образом, в полностью фазосдвигающей решётке главный лепесток сжатого по импульсу LFM-сигнала расширяется, положение пика во времени значительно отклоняется, и теряется определённое отношение сигнал/шум. Кроме того, спектральная структура широкополосного LFM-сигнала полностью фазосдвигающей решётки перестаёт быть прямоугольной, что приводит к тому, что разрешение после сжатия импульсов не соответствует ожидаемому.
Глядя на кривую нормированной амплитуды-времени на экране компьютера, Ван Сяомо не сразу заговорил.
Несомненно, судя по результатам, полученным Чан Хаонанем, оптически управляемая фазированная решётка по своему механизму обладает преимуществами, недостижимыми для традиционных фазированных антенных решёток.
Особенно в области широкоугольного сканирования, которой он ранее уделял большое внимание.
За те несколько минут, пока компьютер включался и открывал документ, Ван Сяомо уже набросал в блокноте несколько результатов.
По самым скромным подсчётам, благодаря широкополосности и низким потерям оптического волокна TTD, угол сканирования односторонней оптически управляемой фазированной решётки можно будет расширить до ±75° и даже ±80°.
Это огромный шаг вперёд для фиксированных односторонних или двусторонних антенных решёток.
Однако...
Этого недостаточно.
Практически одновременно с тем, как он увидел результаты моделирования на компьютере, у него возникла ещё более радикальная идея.
— Чан Цзун.
Ван Сяомо отложил шариковую ручку в сторону:
— Что, если мы не будем стремиться к увеличению угла сканирования?
— А?
Этот вопрос застал Чан Хаонаня врасплох.
Ты же раньше говорил, что нужно широкоугольное сканирование, я тебе результаты посчитал, а теперь оно не нужно?
Издеваешься?
Увидев выражение его лица, словно он привидение увидел, Ван Сяомо поспешил объяснить:
— Я имею в виду, что, поскольку угол сканирования и мгновенная ширина полосы частот являются взаимоисключающими показателями, то если оптически управляемая фазированная антенная решётка может обеспечить большой угол сканирования при той же ширине полосы, то нельзя ли пойти другим путём и добиться высокой ширины полосы при том же угле сканирования?
Услышав эту мысль, Чан Хаонань сначала опустил голову и задумался.
Затем слегка нахмурился.
Потом в его глазах блеснул огонек.
— Должно быть... можно!
В конце концов, он не был специалистом по радиолокации, и только что проведённые расчёты были лишь теоретическими выводами на математическом и физическом уровне, поэтому в плане прикладных идей он был немного ограничен.
Ранее в Южном Чжэне Ван Сяомо постоянно говорил о проблеме широкоугольного сканирования, поэтому его расчёты продвигались именно в этом направлении.
Но теперь, когда ему напомнили об этом, его мысли тоже сразу же прояснились —
Полоса пропускания радара — это не то же самое, что полоса пропускания сети.
Это не единица скорости, а единица частоты.
Имеется в виду ширина полосы частот, с которой может работать антенна радара в нормальном рабочем состоянии.
Мы часто говорим, что радар "работает в таком-то диапазоне".
Этот диапазон и есть ширина полосы.
В подавляющем большинстве случаев задний модуль радара не зависит от диапазона.
Но адаптивность передающей/приёмной антенны очень плохая.
Поэтому в целом она будет проявлять узкополосные характеристики.
Однако, как только что сказал Ван Сяомо, оптически управляемая антенна вполне может преодолеть эту проблему.
Для основного оборудования Китая в будущем, будь то самолёты ДРЛО или подвижные двусторонние/односторонние решётки наземных систем ПВО, или четырёхсторонние решётки, которые будут использоваться на военных кораблях, потребность в широкоугольном сканировании можно резюмировать как "хорошо, если есть, но можно и без него".
А вот широкая полоса частот — это совсем другое дело.
Если утрировать, то можно даже реализовать двухдиапазонное или даже многодиапазонное обнаружение с помощью одной и той же решётки!
— Если сохранить угол сканирования неизменным на уровне 120° или 90°...
Подумав об этом, Чан Хаонань придвинул компьютер обратно к себе и начал быстро стучать по клавиатуре.
Только что сложный процесс моделирования, естественно, выполнялся на суперкомпьютере, а здесь был показан только скриншот результата.
Но для простого пересчёта ширины полосы и угла сканирования производительности ПК было достаточно.
Время шло минута за минутой, и Ван Сяомо, сидевший напротив, наконец, не выдержал, обошёл стол и встал позади Чан Хаонаня, надеясь увидеть результат сразу же, как только закончатся вычисления.
Чан Хаонань вводил одну за другой команды, но сам процесс вычислений не занял много времени.
Результат быстро появился на экране компьютера.
— Хм... Широкополосные характеристики в разных диапазонах на самом деле немного отличаются.
Чан Хаонань быстро просмотрел и подвёл итог:
— В целом, для S-диапазона и смежных диапазонов, обычно используемых в поисковых радарах, если контролировать диапазон поиска в пределах ±60°, то диапазон частот может охватывать примерно 2,7 ГГц, что в основном представляет собой один полный диапазон и один неполный.
— Если отрегулировать диапазон до ±45°, то диапазон частот может охватывать уровень 3,7 ГГц, то есть два полных диапазона, или один полный диапазон плюс два неполных...
— В более высоких диапазонах частот доступная ширина будет немного ниже. Например, для X-диапазона, обычно используемого в радарах управления огнём, даже если контролировать диапазон сканирования в пределах ±45°, он может охватывать только 2,9 ГГц...
Ван Сяомо сжал правую руку в кулак и слегка постучал себя по груди.
Очевидно, этот результат был слишком неожиданным для старого товарища.
Немного отдышавшись, он сказал:
— Ничего страшного, радары управления огнём имеют более высокие требования к разрешению, и стремление к большой ширине полосы, вероятно, имеет меньше смысла, чем большой угол сканирования, поэтому давайте сосредоточимся на ситуации с поисковыми радарами.
— Например, морской радар 346, испытания которого уже почти завершены, работает в S-диапазоне, но система наведения зенитных ракет "Морской Красный Флаг-9" работает в C-диапазоне. Изначально мы планировали установить дополнительный набор приёмо-передающих антенн под основной решёткой радара, но если бы мы могли заставить радар работать одновременно в S и C диапазонах, то смогли бы избежать этой проблемы...
А Чан Хаонань думал о более далёкой перспективе:
— Корабельной четырёхсторонней решётке нужен рабочий диапазон всего ±45°, так что радар может даже работать одновременно в трёх диапазонах: L, S и C, например, от 1 ГГц до 4,7 ГГц. Таким образом, можно было бы даже напрямую заменить радар 517A радаром 346, получив определённые возможности противодействия малозаметности и сверхдальнего обнаружения...
517A — это модель, установленная на эсминцах 052C/D, с антенной, похожей на сушилку для белья, ветеран, служивший с 1950-х годов до 21 века.
Хотя общая производительность уже немного устарела, но из-за свойств P-диапазона у него всё ещё есть определённый потенциал для противодействия малозаметности и дальнего обнаружения.
Это то, с чем чисто S-диапазонный радар в принципе не может сравниться.
Поэтому вплоть до более поздних 052D и даже 055 его продолжали модифицировать и использовать.
Но если бы радар 346 сам мог работать в L-диапазоне, который по своим свойствам близок к P-диапазону, то потребность в 517A значительно бы снизилась.
Ван Сяомо и Чан Хаонань посмотрели друг на друга и почти одновременно увидели в глазах друг друга огромный потенциал этой технологии.
http://tl.rulate.ru/book/129535/5697337
Готово:
