Breeze
Сорри, только сейчас добрался ответить. Дядя Миша, многое из этого мы уже обсуждали ранее. Что ж, давайте ещё раз в памяти освежим (ну и может быть какими-нибудь ещё данными дополним)...
Breeze написал(а):
по APG-77 имеем следующее:
1) Рабочий диапазон - 8-12 ГГц.
Проблем сделать аналогичный где бы то ни было не вижу ... Кстати, ЕМНИПть 8...
12,5 ГГц... Как Одна Бабулька Сказала, у БРЛС ПАКФА, к примеру, рабочий диапазон будет очень похожий
.
Breeze написал(а):
2) Время перестройки ППМ - 1/10,000,000 доля секунды, т.е. станции РЭБ придётся перекрывать ВЕСЬ диапазон.
Это мы с Вами уже рассматривали (не далее, как на 9-й странице данной темы (
http://www.rusarmy.com/forum/viewtopic. ... &start=160 )). Напомню. Ваш источник говорит на этот счёт:
http://en.wikipedia.org/wiki/AN/APG-77
The AN/APG-77 /…/, it can perform a near-instantaneous beam steering (in the order of tens of nanoseconds).
В переводе с вражеского «
beam steering» означает «управление лучом» (то бишь перестройка ДН). К перестройке частоты (
frequency tunning, frequency scanning, frequency change и т.п. ) отношения это не имеет
никакого. Так что указанные Вами 100 нс есть не что иное, как время переключения фазовращателей (именно они отвечают в АФАР за ориентацию луча). А перестройка частоты делается совершенно в другом месте --- в
синтезаторе частоты.
Что касается синтезаторов, то дела тут обстоят примерно так. Вот, к примеру, одна из очень крутых фирм, работающих в этой области:
http://www.miteq.com/products/space/space.php --- Там в табличке перечень их заказчиков по некоторым темам --- можете лицезреть среди них много до боли знакомых контор. А вот тут:
http://www.miteq.com/results.php?st=syn --- таблица с характеристиками выпускаемых этой фирмой синтезаторов частот, в т.ч. и для всевозможной "аэрокосмической" радиолокации. Откуда мы видим, что даже самые быстрые из них имеют типовое время перестройки частоты порядка
10…30 мкс (при максимальном времени перестройки у них же
(то бишь для отягчающих условий типа перестройки с одного конца диапазона на противоположный в сочетании с различными факторами внешних воздействий) порядка
100 мкс).
Почему нельзя перестраивать частоту серьёзного синтезатора (а речь именно о таких) значительно быстрее? Ну примерно потому же, почему истребитель не может сегодня летать значительно быстрее (или, например, выше), нежели он сегодня летает --- в данном случае максимальная скорость (либо максимальная высота) тоже противоречит многим другим характеристикам --- в связи с чем конструкторы выбирают разумный компромисс.
Сказанное выше относится к синтезаторам частоты, построенным на основе петель ФАПЧ. Однако, есть в природе и более быстродействующие синтезаторы --- синтезаторы прямого синтеза (DDS (
http://search.analog.com/search/default ... S&local=en )). У самых быстрых их образцов скорость переключения частоты на сегодня в принципе может достигать чего-то порядка сотен наносекунд. Но есть два больших минуса --- это устройства, работающие исключительно на низких (до сотен МГц частотах) и обладающие не очень чистым спектром. В итоге использовать их на частотах порядка нескольких ГГц «в чистом виде» нельзя --- а только совместно с некими схемами умножения частоты либо её «переноса». В результате чего либо сильно ухудшается и без того не очень чистый спектр, либо значительно снижается скорость перестройки частоты, либо имеет место значительный проигрыш в ширине диапазона перестройки частоты, а иногда и все три фактора вместе --- что делает невозможным получение высокой скорости перестройки частоты в сочетании с жёсткими требованиями к качеству спектра (свойственными серьёзным системам). Это так, если об этой серьёзнейшей технической проблеме вкратце и простыми словами…
. А вообще, это целая наука с офигенной математикой…
(Параметры лучших на сегодняшний день DDS-синтезаторов можно посмотреть тут:
http://www.analog.com/en/rfif-component ... index.html Выходная частота у них --- максимум 0,3...0,5 от тактовой)
С учётом сказанного выше, сразу немножко забегу вперёд:
- Смотрим внимательно на этот докУмент:
http://doc.gostorgi.ru/7/2008-07-02/13613/1.doc
…
1.5.1 Макет предназначен для проверки и уточнения аппаратурной реализации методов многомодового формирования СШПС, отработки рабочих режимов формирования и обработки СШПС для задач получения дальностных портретов цели с разрешением до 30 см, проверки методов коррекции фазовых искажений СШПС и должен обеспечивать:
- диапазон перестройки частоты – 9,0 – 10,0 ГГц;
…
- мгновенный динамический диапазон приемной системы – 50 дБ.
….
2.1 Экспериментальный образец аппаратуры формирования СШПС с оперативным изменением параметров должен обеспечивать:
- формирование непрерывного сигнала в полосе от 9,0 до 10,0 ГГц с ФКМ и ЛЧМ модуляцией с быстрой перестройкой частоты;
…
- диапазон перестройки частоты – 1 ГГц;
- время переключения фазы и частоты – не более 0,1 мкс
Я немножко подсократил цитату, оставив лишь некоторые касающиеся нашей беседы ключевые моменты.
Во-первых, что такое «мгновенный динамический диапазон»? Это, если сформулировать ближе к физическому смыслу, есть параметр, определяющий так называемую «реальную избирательность» приёмника --- вещь, характеризующую, в свою очередь, способность приёмника принимать полезный слабый сигнал на фоне мешающего сильного сигнала. Попросту говоря, если внеполосная помеха (т.е. такая, спектр которой не перекрывается со спектром полезного сигнала) будет превышать уровень полезного сигнала более чем на 50 дБ, то полезный сигнал не будет принят. Почему я заострил внимание на этой цифре? А по двум причинам --- а) потому что реальная избирательность в 50 дБ --- это очень низкий показатель (если помните, когда мы пытались оценить уровень аналогичного рода забития у APG-77, то я её реальную избирательность оценил как величину, порядка на два бОльшую, нежели данная цыфирька --- и б) потому что эта самая реальная избирательность напрямую связана с качеством синтезатора частоты (а конкретно --- с тем, насколько его спектр чист). Или, если сформулировать мысль иными словами --- если требование по «мгновенному динамическому диапазону» приёмника составляет всего лишь 50 дБ --- то это означает, что в этом приёмнике допускается использование весьма посредственного синтезатора частоты. По этой самой причине, кстати, в данном ТЗ не заданы вообще никакие требования по фазовым шумам --- сколько не сделай, этого при существующих требованиях будет всё равно вполне достаточно (если, конечно, не пытаться целенаправленно сделать полнейший отстой). (В то время как например в ТЗ на ВЧ железо БРЛС ожидаемого всеми нами чуда нашего самолётостроения цыфирьки по фазовым шумам заданы такие, что мама не горюй )
Во-вторых, что такое СШПС? Это сверхширокополосный шумоподобный сигнал. Одна из его особенностей состоит в том, что мгновенное значение его частоты постоянно меняется во времени, если так можно выразиться. «Шумоподобный» --- т.е. грубо говоря сигнал как бы «размазывается» по спектру в соответствии с выбранным разработчиками неким законом модуляции. Простейшая разновидность его --- ЛЧМ --- «линейная частотная модуляция» --- когда частота сигнала в пределах зондирующего импульса непрерывно меняется по линейному закону. Каким это боком к нам? А таким, что сам принцип модуляции используемых тут сигналов подразумевает быстрое изменение частоты. Которое, однако, не имеет ничего общего с перестройкой частоты настройки приёмопередатчика --- это лишь изменение мгновенной частоты сигнала, имеющее место в результате частотной модуляции. Намёком на это является и слово «сверхширокополосный» (а внимательно просмотрев весь текст документа (включая присутствующие там задания по отдельным ОКРам), мы видим, что указанный выше диапазон перестройки 1ГГц --- это и есть не что иное, как ширина спектра сигнала --- а отнюдь не диапазон перестройки синтезатора частоты). Что это означает? А одну предельно простую вещь --- станция работает вообще на фиксированной частоте --- а «перестройка частоты» происходит в модуляторе --- грубо говоря, это девиация частоты нашего ЛЧМ . А отсюда, в свою очередь, вылезает вполне реализуемая структура --- ЛЧМ сигнал формируется с помощью DDS (обеспечивающей тех самых 100 нс времени перестройки частоты), после чего частота DDS умножается до величины в пару ГГц (что при требовании «мгновенного динамического диапазона» 50 дБ даёт ещё приемлемый результат), после чего суммируется с фиксированной частотой «стоящего в точке» (т.е. никогда никуда не перестраивающегося) ФАПЧованного синтезатора на несколько ГГц.
Да, для некоторых приложений такой уровень вполне приемлем --- но никак не для крутой БРЛС истребителя 5-го поколения…
Полезно обратить внимание также на вот такой пункт:
3. Допускается применение импортных материалов и элементно-компонентной базы по согласованию с Головной организацией-исполнителем от РФ – ОАО «НПК «ТРИСТАН».
--- Как видим, использованию импортной элементной базы дан зелёный свет. Тем не менее, в составе документа мы видим чёрным по белому название одной из ОКР (и её содержание):
ОКР «Разработка элементной базы для приемо-передающих узлов РЛ модуля с электронным сканированием».
Шифр «Траектория 2.1»
-----
Микросхема приемо-передатчика: с выходной мощностью не менее 1 Вт, коэффициентом шума не более 3,2 дБ, полосой не менее 1 ГГц. Микросхема модулятора-демодулятора с подавлением несущей не менее 50 дБ, подавлением 3 гармоники не менее 40 дБ и полосой не менее 1 ГГц.
Что это означает? Да одну простую вещь. Что даже у буржуев таких элементов на сегодняшний день нет --- даже просто в виде едва лишь появившихся микросхемок (на которых даже и спроектировать ещё ни одно законченное устройство никто не успел), а не то что в виде элементов, установленных в запущенный несколько лет назад в серию девайс (будь иначе --- наши поступали бы проще --- обкатали бы макет на импорте, после чего уже заказывали бы ОКРы на копирование совершенно конкретных вражеских м/схем). Иными словами, перечисленное в технических требованиях --- это пока что не более, чем хотелки заказчика. Из которых далеко не все могут являться физически реализуемыми. (Мне вот как-то совсем недавно в одном ТЗ вполне солидный заказчик нарисовал на одной отстройке от несущей N дБ фазовых шумов, а на отстройке, всего лишь в 2 раза большей --- на 20 дБ (!!!) меньше 
--- хоть стой, хоть падай, как говорится :grin: --- что называется, мечтать не вредно :grin: ). Хотя, в принципе, как я уже выше сказал, при пониженных требованиях к реальной избирательности приёмника реализация скорости перестройки частоты в 0,1 мкс вполне осуществима, если хорошо постараться .
Breeze написал(а):
Если даётся в официальном документе "время переключения фазы и частоты – не более 0,1 мкс" - значит, этот принцип будет справедлив для любой АФАР.
То, что время переключения частоты указано вместе с временем переключения фазы (т.е. в одной строчке), а рядом (в соседней строчке) указаны виды модуляции «ЛЧМ» (линейная ЧМ) и «ФКМ» (фазо-кодовая модуляция) говорит лишь о том, что в конкретной системе таковые временнЫе параметры требуется реализовать в модуляторе, и что к скорости изменения частоты настройки БРЛС это никаким боком.
Ну а чтоб Вам было немножко понятнее, в чём разница между скоростью изменения частоты "в модуляторе" и "вообще всей БРЛС", простой пример на авиационную тему:
--- У вертолёта есть угловая скорость вращения несущего винта, а есть угловая скорость разворота корпуса. Вот "в модуляторе" и "вообще" по скорости (как и по смыслу) в рассмотренном примере соотносится примерно таким же образом...
Breeze написал(а):
3) Максимальная мощность в импульсе - 0.5 МВт.
По 250 Вт с модуля, говорите? Позвольте усомниться . Этт Вы чё-то из области "эффективной энергетики" привели (как недавно приводили пример для ALQ-99 --- у которой 1 МВт получается как произведение суммарной мощности её передатчиков (около 10 кВт) на усиление её антенн (около 20 дБ) --- тоже моща, на что-то там помноженная... Просто транзисторов таких в природе нет, чтоб даже в импульсе гнать такую мощу в Х-диапазоне --- это существенно меньше того, что на сегодняшний день достигнуто передовыми фирмами (Ну типа как если бы я заявил, что ФАК ПА будет летать на скорости 5 М :grin: ). Даже в 25 Вт импульсной мощности с модуля лично я бы сильно усомнился... Так что давайте исходить из многократно озвученных в различных источниках 16…20 кВт, то бишь по 10 Вт на модуль --- что есть совершенно реальная цифирка (и, поверьте, для Х-диапазона достаточно крутая) --- хоть с чьей-то лёгкой руки её и называют «средней мощностью», но ИМХО это всё же мощность пиковая, а о величине средней мощности более достоверно говорит ранее приводившийся Вами не раз источник:
3.0 Technology
The F/A-22's AN/APG-77 radar is an active-element, electronically scanned (that is, it does not move) array of around 2000 finger-sized transmitter / receiver modules. Each module weights ca 15g and has a poweroutput of over 4W..
( http://www.f-22raptor.com/af_radar.php )
Вот тут тоже
From the front, the radar looks rather like a fly's eye, made up of approximately 2000 facets. On closer examine, each facet is a combined transmitter-receiver element, with approximately 4 watts of output power in the X-Band.
( http://en.citizendium.org/wiki/APG-77 )
Ну и вот на тему пиковых и средних мощностей модулей АФАР, в т.ч. APG-77:
High-power radar applications, such as fighters and JSTARS RTIP, use "filled" apertures, which at X-band is generally about 3000 modules per square meter of antenna. Fighter radars are usually in the 1000 to 2000 modules size range. Modules that are readily available have peak powers of about 10 W with average power of about 2 W; hence, for a square meter of filled X-band aperture the peak power is typically 30 kW and the average power about 6 kW.
( http://www.globalsecurity.org/military/ ... g-aesa.htm )
А уж откуда Вы взяли 0,5 МВт пиковой --- сие для меня загадка . Весь инет перерыл, но больше 20 кВт пиковой мощности для APG-77 никто не даёт. Правда ещё бывает «китайская пиковая мощность» (типа какую на китайских магнитолах-мыльницах пишут) --- но с этим пусть идут они лесом
Breeze написал(а):
4) ДН - 1.5°х1.5°, пусть уж наш друг Реалист посчитает коэфф. усиления антенны, я не умею.
Неправда --- уже умеете . По той книженции профессора Воскресенского по проектированию антенных решёток, коию я когда-то выкладывал --- формулки там касаемо данного момента достаточно просты (не сложнее считанной нами недавно аэродинамики ) . Впрочем, я эту величину (то бишь усиление) в самом деле посчитать не поленился --- и выкладывал парой страниц ранее. Так что просто напомню --- к-т усиления антенны у APG-77 равен 42 дБи. На краях просматриваемого сектора (при отклонении луча на 60º от центрального направления (в любую сторону)) эта величина ухудшается примерно на 3 дБ (чуть больше, чем на 3, но совсем ненамного (это ухудшение тоже не с потолка, а было мной посчитано)). В общем и в целом всё это очень хорошая цыфиря. Для сравнения --- ЕМНИПть антенна то ли у Барсика, то ли Ирбиса (к сожалению, точно не помню, у кого из них), имеет усиление только 36 дБи --- что есть в 4 раза меньше по энергетике (--- и, соответственно, в 8 раз, если в оба конца (до цели и обратно) --- что означает разницу в 1,7 раза по дальности при прочих равных условиях).
Breeze написал(а):
5) Чувствительность приёмника у неё мне неизвестна, пусть Реалист прибросит.
Тоже уже считал. Если взять максимальную дальность в 200 км для цели с ЭПР 1м2 и мощность 20 кВт (а частота 10ГГц) --- то пороговая мощность приёмника получается равной -118,5 дБм. Приёмник в APG-77 имеет коэффициент шума порядка 3 дБ (т.е. для идеального приёмника пороговая мощность составляла бы -121,5 дБм). Зная это, а также пороговую мощность идеального приёмника в полосе 1 Гц (и приняв за пороговое отношение Сигнал/Шум величину в 0 дБ), находим полосу пропускания приёмного тракта (она же --- полоса, излучаемая передатчиком) --- это будет 178 кГц. В зависимости от того, насколько у APG-77 пороговое отношение С/Ш в реальной жизни отличается от 0 дБ, реальная её полоса пропускания будет отличаться от обозначенной (во сколько раз больше пороговое С/Ш, ровно во столько раз шире и полоса).
Breeze написал(а):
- Про синхронизацию работы станций РЭБ - это лихо! Первый раз в жизни слышу, подскажите детали? В свете данных, что я привёл выше? Что Вы планируете с чем синхронизировать, если перекрывать придётся весь рабочий диапазон?!
Чисто технически не вижу проблем с синхронизацией (даже с точностью до фазы (!!!), не говоря уже о банальной синхронизации управления, о которой говорит Геркон-32). Сигналы ломовые, дистанции маленькие, направление передачи сигнала неудобное для гашения служебных каналов силами РЭБ противника). Сложно синхронизировать, когда опорный сигнал глубоко под шумами (как, например, мы лет 15 назад делали синхронизацию наземного оборудования спутниковой связи по идущему с борта пилот-сигналу )
Breeze написал(а):
Прицельную помеху не поставить, потому, что не угнаться - скоростёнка перестройки на порядки меньше.
Вот тут далеко не факт. Система РЭБ, в отличие от БРЛС, каких-либо серьёзных требований к качеству излучаемого спектра не имеет. Посему может содержать такие синтезаторы частоты, у которых в угоду максимальному быстродействию пожертвовано абсолютно всем Кроме того, БРЛС противника не может перейти с частоты Х на частоту Y до тех пор, пока не получит на частоте Х отражённый от цели сигнал (поскольку на какой частоте мы некий импульс послали --- естественно, на ней же он и придёт, отразившись от цели (с поправкой на допплер, само собой)) --- для дистанции 150 км это будет время ЕМНИПть чё-то порядка 1 миллисекунды (не считая длительности импульса, которую следует к нему прибавить) --- за такое время ИМХО даже какой-нибудь раритет успеет перестроиться --- скорости перестройки у комплексов РЭБ ЕМНИПть порядка тех же десятков-сотен микросекунд.
Ну а если частота у БРЛС противника всё же перестраивается так быстро, что за ней не угнаться --- то можно не гоняться, а попросту принять этот сигнал (широкополосным приёмником) и переизлучить его с небольшой задержкой и некоторым совсем небольшим частотным сдвигом --- создав тем самым ложную цель . Такой приём, кстати, используется на практике.
Breeze написал(а):
Он же вам уже расчитывал как то по этим цифрам - они чисто буклетные, ничего общего с реальностью не имеют). Не может она 4 ГГц пеерскаиватьза такое время..просто физически.
- А вот это уже в открытую сеть не выкладывается - на сколько она успевает перестраиваться за одну десятимиллионную долю секунды. Для этого надо залезть в её документы, а без это утверждать что
"низзя!" - Нельзя.
Ну почему ж… Мы ведь, зная вес самолёта, тягу двигателей, его максимальную скорость, площадь его крыльев и управляющих поверхностей и т.д., определённые выводы с вполне допустимой для нас степенью точности делать можем? Так и тут, всё в природе тесно взаимосвязано и ограничено законами физики…
Breeze написал(а):
В такой зоне помех можно работать только под внешним управлением и то с относительно небольшого расстояния.
- Ну-уу, вот те на! То есть битва с врагом планируется над собственным дальним приводом? Это круто...
Ну а в условиях мощного радиоэлектронного противодействия при прочих равных условиях в первую очередь слепнут полностью автономные от наземных бортовые системы --- в силу банальных массогабаритных и энергетических ограничений ЛА, коих (таковых ограничений) не имеют наземные системы (на самом деле имеют, конечно, и они, но не в такой степени). Поэтому в случае взаимоадекватного вооружения (включая и РЭБ) и отсутствии тактических просчётов с обеих сторон ИМХО всё сведётся к банальному ближнему бою. Высокий процент ДВБ говорит лишь о слабости радиоэлектронных средств одной из противоборствующих сторон. (А для равных противников (даже без учёта каких-либо РЭБ) дык даже Вы, помнится, признавали увеличение доли БВБ до минимум 50% ). Ну а в варианте, когда мы ощутимо уступаем нашим заклятым друзьям в вооружении, нам тем более выгодно стараться всеми доступными средствами пытаться минимизировать те их преимущества, которые наиболее значительны (то бишь первым делом стараться всячески гасить их умную электронику).
Так что древняя идея управления истребителями с КП ИМХО ещё послужит (в той же мере, в какой и пушки списывать ещё рановато ). Тем более, что в случае каких-либо вооружённых конфликтов нашим ВВС придётся действовать над своей территорией --- "замочим всех кого захотим в сортире малой кровью на их территории" --- это ИМХО намного ближе к военной доктрине США и НАТО, чем к нашей… Да и нету (и не будет ближайшее столетие) у нас таких сил и средств, чтобы соваться на другие континенты (а в силу полнейшей достаточности собственных ресурсов --- и желания).
)
