Доброго времени суток.
Возникла задача, для нашего предприятия сравнительно новая: разработка фазированной решетки с возможностью управлять направлением луча и определять расстояние до обнаруженных объектов.
По обрывочным сведениям из всяких там википедий понятно, что есть частотное сканирование и электрическое, с применением фазовращателей. Но где можно узнать поподробнее про принципы действия
обоих методов? Правильно ли я понимаю, что ЛЧМ как раз в таких системах используется для реализации развертки частотным сканированием? И по поводу фазовращателей также хотелось бы узнать, как их необходимо проектировать,
как реализуется управление ими. В общем, если есть ли какая-нибудь литература или статьи вводные по этой теме, подскажите, с чего лучше начать "курить" тему сканирования в ФАР.

А на какой частотный диапазон хотите РЛС разработать и какой мощности, на какую дальность?

На данный момент частотный диапазон 24 ГГц, дальность до 200 - 300м в основном.

Если на вашем предприятии нет специалистов по антеннам, то вероятно пролетаете как ... . Тема сканирующей ФАР емкая. Или придется обучатся, не знаю как на вашем предприятии к учебе отнесутся. А так покупаете на али и юзаете. Или договариваетесь с китайцами на поставку. Есть у них многое по теме, чего не нужно на сегодня разрабатывать.

https://ru.aliexpress.com/item/Free-shippin...000000000000000

Угу. Учеба, конечно, это правильно, ибо уже видно, что по антеннам там фиг разберешь. Раньше так-то антенны делали по заказу нам, но непонятно что произошло, какие-то конъюнктурные терки что ли у нашего руководства с руководством производителя антенн... Но начальство опустило сверху вниз команду: попробовать освоить производство антенн самим. Вот теперь сидим, свалилась на голову тема, блин...
А, кстати, по учебе. Не подскажете, может есть какие-нить тогда курсы для совсем начинающих в дисигне антенн? Кто в Москве и окрестностях такие ликбезы проводит?

Курс по теории антенн, мат-аппарат, антенный софт. CST считает не плохо фары с управляяемой диаграммой, также HFSS, Feko, MWS, в них освоить разделы под вашу тему. Чипы аттеньюаторов, фазовращателей есть давно, но вам видимо будут дороговаты. Из книг много всего в основном на английском.
Кроме знаний нужен опыт, измериловка, заказ нужных материалов и компонентов, которых не производят в России.
С курсами в России думаю проблемка, из-за периода провала и отставания, как в развитии материалов, компонентной базы так и в спросе.

Небольшой оффтоп.

__Вот не знаю... пытался считать на FEKO ячейки ФАР с использованием периодических граничных условий (ПГУ). Считает реально медленно.Недавно, например, считал печатный вибратор с экраном (методом моментов). Убираю ПГУ считает 70 сек. Ставлю ПГУ на 2 стороны (линейная антенная решетка) - считает более 23 минут. Если нужно посчитать в 5 частотных точках, то будет 5*23мин=115 мин!!!. Тот же HFSS эту задачу на одной частоте (solution frequency) решит минуты за 2, а sweep из 5 частотных точек будет не за 5*2 мин, а быстрее. Может я что-то не так делал или есть какие то тонкие настройки, которые позволяют ускорить расчет. К сожалению, FEKO на данный момент использую только для однократных расчетов в полосе частот. Цель - убедиться в правильной работе готовой структуры, которая оптимизирована в другом пакете.
__Самому жалко, ибо люблю зеленый цвет...
ЗЫ: Не исключаю, что другие задачи FEKO решает вполне неплохо.

Ну ясно. Книги, скажем, есть (за что спасибо Lmx2315). Это дело осваивать будем. Так-то даже коллега уже пробовал моделирование антенны проводить с помощью CST, и даже более-менее работающая антенна получилась, хоть еще и не до конца все ясно.
Но можно хотя бы для внесения ясности вкратце объяснить? Вот, скажем, сканирование с применением управляемых фазовращателей - это понятно. Но также слыхал, что есть и пассивные ФАР, в которых на каждом патче решетки фаза всегда фиксированная, и при этом реализуется все-равно фазирование. Если совсем вкратце: чем это обеспечивается в такой решетке? Изменением напряжения на каждом из патчей? Илиеще как-либо?
А дальше уже буду читать книги и вникать, ибо хотелось бы для начала на пальцах понять.

ахренеть

Книга та старовата, хотя база дана. Ниже ссылка для вашего начала. Понажимаете на слова с подсветом, будут пояснения, в том числе как делать фазирование c phase shifter.
http://www.radartutorial.eu/06.antennas/Ph...Antenna.en.html

Ну, вообще-то это ни разу не ФАР:о)

А где же таких замечательных начальников берут? Терзают смутные сомнения, что у топикстартера что-то вот так нахрапом получится. Книжка Вендика и Парнеса, которую вам посоветовали, хороша именно для начала. А дальше нужно читать что-то типа Старка и Мейлукса (очень старые сборники в ТИИЭР), потом Амитей, Галиндо, Ву. И только после этого начинать работать с CST. Иначе вы просто не будете понимать, что вы считаете. И очень сильно удивитесь, когда включите "посчитанное" вами железо. А так, "безумству храбрых поем мы песню". Успехов!

Спасибо за советы, приму на заметку, но сарказма, не надо, пожалуйста - мне и самому на данный момент сомнительно выглядит идея сходу освоить то, чем другие профильные НПО занимались упорно. Векторное управление движками, да и просто даже управление движками - это пожалуйста, мне понятно более-менее. А антенны - с этим у меня пробел. Но раз сказали попытаться сделать - куда деваться, надо пробовать. Хотя бы в крайнем случае кругозор расширю немного...

где-то среди патентов встречал , что каждый антенный элемент переотражающей пассивной решетки либо просто замыкается в КЗ либо переводится в режим обрыва цепи (холстой ход). Аппаратно это очень просто осуществить. При этом фаза отраженной волны одного элемента существенно изменяется на фиксированный достаточно большой угол. Большое количество таких элементов на плоскости решетки, будучи в одном из двух состояний каждый позволяет сформировать дискретно изменяемый угол переотражения всей решетки или получить сканирующую диаграмму направленности путем перезагрузки матрицы состояний ключей всех и каждого элемента на каждом шаге изменения угла сканирования . Большое ( явно более 100) таких двоичных управляемых фазовращателей позволяет получить весьма мелкий шаг угла сканирования при удовлетворительной диаграмме направленности.

Ну 100 элементов впихнуть не удастся, это у нас не ЗГРЛС "Дуга" все-таки... Но мысль я понял. Получается, что диаграмма направленности изменяется за счет манипуляции коэффициентом стоячей волны. Т.е., выходит, что фаза регулируется согласованием фидера и каждого элемента антенной решетки по отдельности, верно?
Если так, то уже есть, от чего отталкиваться, чтобы хотя бы понимать.

Извините, если что не так, но такой подход к постановке задачи реально удивляет.
Судя по развивающейся дискуссии, вам все-таки для начала надо прочитать какие-то основы, хотя бы вникнуть в терминологию, классификацию.
Типы ФАР, способы возбуждения и управления.
Книг реально много. Чтобы сжато, может быть второй том Сколника "Справочник по радиолокации". Он есть и наш, и на западе периодически переиздается. Тут уж на каком языке вам удобнее.

Хорошо, спасибо за наводки. Книги приму к сведению, по мере возможности буду раскуривать эту тему. Мне уж очевидно, что дело это сложное, я и сам плоховато пока понимаю. Так что буду начинать с основ.

Есть курс по ФАР в СПб, ведет тот самый Вендик Орест Генрихович, книгу которого Вам прислали в самом начале.
На курс этот я ходил, достаточно полезный, особенно в плане матчасти. Начинающему в этой области - самое то. Что порадовало - содержание курса, как и остальные организационные моменты, с ним можно согласовать в частном порядке.

Немного по элеметной базе от AD

Надо закинуть нашему начальству идею отправиться на сей курс. А сколько он длится в днях? Лекции-то понятно, что 36 штук. А по срокам это во что выльется?
Цена, к слову, приятно удивляет.

Все индивидуально. В моем случае это было по ~2 дня в неделю, по ~3 часа в день. С учетом всяких праздников/переносов вышло около 2 месяцев.
Контакты в ссылке есть, позвоните, Вам ответят на все вопросы

отрицаете явное? ... тогда что это за тип антенны по вашему если не FAR?

k0l0bun дал верный вектор. Думаете, что потянете после обучения весь НИР? Проблемы комплектующих, материалов, измериловки то обучение не даст.

Это АР - просто антенная решетка. Она не сканирующая. Да и вообще их там две:о) Давайте уже быть точными в формулировках.

Вот-вот.. А если фазу каждой из этих АР можно менять независимо, то получается двухэлементная ФАР..

Ну таки она ФАР. Слово сканирующая там нет. Тогда ошибка за вами.

Отчасти согласен. Как уже писал, этот курс больше ориентирован на новичков. И практические вопросы вернее задавать больше практикам, нежели теоретикам.

Измериловка есть, причем давно: все эти векторные анализаторы, спектроанализаторы.
Материалы и комплектующие тоже есть в наличии так-то. И опыт по работе с этими комплектующими какой-никакой, а все-таки есть, т.к. производством СВЧ-составляющией, спроектированной сторонним разработчиком, занимались именно мы уже много лет.

Вам в этом проекте более всего нужна будет БЭК. Без неё даже малосерийка не пройдет.

Ну это уж подавно есть! Как бы без этого мы наши приборы тестили?

Читайте Вендика, Сазонова, Воскресенского..., как вам выше советовали. Или наймите специалиста, быстрей получится. А так что попусту троллить. Сегодня один ФАР с электронным сканированием и с нулевыми познаниями захотел слепить, завтра другой возжелает микропроцессор рассчитать и освоить в производстве, третий дилетант замахнется на двигатель для тепловоза...

Ну вот и будем читать. Не пойму, кто кого троллит так-то...
Всем, кто по существу посоветовал - спасибо за наводки. Считаю тему закрытой, дальше уж буду разбираться.

я понял, что вы менеджер по проекту? Знать такие детали это вообще не дело менеджера. дело менеджера нанять правильных людей, писать отчеты и чувствовать кто лапшу на уши вешает. все.

Какой нахрен менеджер?
Я-то как раз инженер-конструктор в КБ. Моей задачей всегда были микроконтроллеры, DSP-процессоры, аналоговая и цифровая схемотехника.
Это как раз к менеджерам вопросы, которые на наш отдел решили навалить антенны из-за каких-то лично их, менеджеров, проблем с производителями со стороны. Не думая о том, сколько это займет времени вообще. А мне эти проблемы так-то не очень-то и нужны - погрязнуть в изучении такой мудреной темы надолго. Вроде бы как и без того три темы в разработке висят. И уж точно не по перекладыванию бумажек из папки в папку.

)))) A если вас попросят ядерный магнитный томограф сварганить по быстрому?)))

Xотя, вашу проблему можно просто решить, если на каждую антенну по приёмнику, а диаграммы уже формировать в цифре.

не прокатывает такая выдумка с кучей приемников.

Как раз таки прокатывает. Только это уже на ПФАР, а АФАР.
Правда, на каждой антенне и приемник, и передатчик. И фазовращатели. В общем, все еще туже.



Надеюсь, до такого не докатится.


В общем, тему можно считать закрытой. Ответы на вопросы свои я получил, что делать дальше - будем думать тут у себя.

По незнанию темы может прокатить все что нужно. Экономически эти ПФАР, АФАР невыгодны. Не столько из-за стоимости самих Rx/Tx сколько из-за технологии настройки, согласованию этих самых фазовращателей, усилителей. Вообщем тема для спецов в этой RF теме с опытом.

Ну дайте же человеку почувствовать себя причастным к чему-то современному и великому

А вот с этого момента поподробнее в чем трудности в настройке?

Вот фазовращатели как раз и не нужны, всё делается в цифре.
И передатчик может быть один, с одной антенной. Так даже лучше: можно не качать лучами,а сразу видеть всё пространство, все цели одновременно.

Про приемник оно понятно. А вот как с передатчиком? В цифре? И все цели одновременно? Неужели?
Или все-таки передатчик с широченной диаграммой? А что тогда с общим потенциалом локатора?

Ну видимо он имел в виду качание луча изменением частоты: такой эффект имеет место быть, если приемная антенна состоит из элементов, длина фидера к каждому из которых разная. Но тогда пропадает возможность использовать ЛЧМ, что пагубно скажется на качестве распознавания цели, видимо.
Или, может, он имел в виду радиоинтерферометрию, но тогда тезис "все цели одновременно" приобретает совсем другой, негативный смысл: нельзя будет с помощью радиоинтерферометра понять, где какая из целей находится, если их дохрена в области диаграммы направленности приемников.

обычно, узкая диаграмма передачи не нужна. ну военным разве что, и на космических дистанциях. излучаете диполем, или двумя линейками. а принимаете на решетку синхронно. Сигнальником делаете БПФ (сейчас половина вакансий - специалисты по обработке на FPGA, то чему в палеозойских российских вузах принципиально не учат). вроде все автомобильные радары так работают.


Называется, сквинтирование. Паразитный эффект непропорциональности, как правило нелинейности фазы в ЛЗ. Идеально, прямая дисперсии ЛЗ на рабочем участке должна быть направлена в начало координат.
С другой стороны, все миниатюрные метаматериальные антенны так работают.

Литературы уйма; непонятно в чём вопрос.
Наводки давать даже лень...


Видете ли в чём дело, уважаемый Aner.
Любая техника военного/двойного назначения невыгодна.
И АФАР, конечно же, невыгодны, когда нужно стрелять на полигоне "по тарелочкам".
Особенно когда создать её не позволяет технология... Тогда в ход идут псевдопатриотические лозунги, типа "ихний стелс наши старые радары берут на ура".
Вопщем, блаженны верующие... до той поры, когда жареный птыц уязвит в самую лузу.

А это просто необходимо, и от этого никуда не деться.
Методы давно уже существуют, и описаны вполне. АФАР имеет преимущество перед ПФАР, кстати.

Вот именно.


---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Вдогонку.
Чтоб ознакомиться с АФАР, купите у TI борду, примерно за 300 бакинских. Лучше всего - на основе чипа IWR1443.
Для того, чтобы пощупать, и понять, что к чему, вполне хватит.
Ну, а дальше - от задачи.
Только дело это тяжкое весьма... Требует не только теоретического багажа, но и материальных возможностей.
Под этим, прежде всего, подразумеваю элементную и производственную базу.
Так что стОит 10 раз подумать, прежде, чем браться за подобную задачу...


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Кхм...
А, простите, Вы представляете себе объём вычислений, который позволил бы "сразу видеть всё пространство, одновременно"?
Наверное, поэтому так никто и не делает.

Тем более. что преимущества против сканирования абсолютно никакого нет.

Более того, специфика современных задач в радиолокации требует увеличения/сосредоточения потенциала антенны на нескольких заданных направлениях на порядки (сопровождение целей).
Что подразумевает именно формирование узких лучей передачи высокой интенсивности в заданных направлениях.
И узких лучей приёма.
В этом как раз и есть одно из основных преимуществ (А)ФАР.

Станислав, абсолютно согласен с АФАР и тенденциями в военпроме. Но все-таки имелась в виду экономическая целесообразность, т.е. рыночная. В действительности, фазовращатели слишком дороги и сложны в наладке при массовом производстве, а современная цифра позволяет вычислять все то же самое с достаточной для наземных расстояний точностью. Я даже скажу, даже военная радиоразведка никаких сканирующих АР сейчас не использует, а делают все в цифре в синтезированных ФАР... "теслочки" пришли на помощь...

Про военных ничего не скажу, не знаю. А вот по антеннам у вас пробелы. Цифра позволяет все тоже самое не больше не меньше чем аналог, если упрётесь в шумы, динам диапазон, усиление антенны и тп. Также излучать широким углом при возможности сканировании, то есть жертвовать мощностью и кпд, для теоретиков только.

И как же предлагаете в цифре это обрабатывать? генерить сигналы по нескольким каналам и фазы у них вертеть цифровым образом? Или еще как?

Вики:

Аааа, вот оно че!
Значит, в той плате, что у нас лежит (упоминал ранее в этой ветке), очевидно, второй метод используется.

Представляю) ибо участвовал в подобном проекте, вычисления производились на графических картах, что в сотни раз превосходило производительность спецвычислителей)
Потенциала хватало, чтобы обнаруживать самолёты на дальностях свыше 500км. и спутники. Передатчик был 10квт. система могла сопровождать ~1000целей, и была ограничена только производительностью.
Не делают, не доросли))

А сколько всего излучателей было в ФАР? 32*32 или больше?