Математична модель надійності приймально-передавальної афар у приймальном режимі за критерієм допустимого погіршення рівня бокових пелюсток
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.47.14930Ключові слова:
активна фазована антенна решітка, рівень бічних пелюсток, приймально-передавальні канали, фазообертачіАнотація
У статті розглядається математична модель надійності активних фазованих антенних решіток (АФАР) багатофункціональних РЛС в приймальному режимі за критерієм допустимого погіршення рівня бічних пелюсток. Для визначення рівня бічних пелюсток (квантування фазообертачів) плоскою АФАР при рівномірному амплітудному розподілі використана формула, запропонована проф. Р.С. Хансеном у роботі «Фазовані антенні решітки». З використанням даної формули представлені графіки залежностей логарифма середньоквадратичного значення (с.к.з.) рівня бічних пелюсток, обумовлене випадкової похибкою квантування фази від кількості випромінюючих елементів в АФАР, в залежності від логарифма кількості випромінюючих елементів в АФАР. Для побудови моделі надійності АФАР використовується поліноміальна апроксимація рівня бічних пелюсток від відносного рівня кількості відмовили приймально-передавальних каналів. В роботі побудовано дворівневу структурну схему надійності АФАР і трансцендентне рівняння, рішення якого дозволяє визначити середній наробіток до відмови АФАР за критерієм допустимого погіршення рівня бічних пелюсток. Представлені формули для визначення імовірності безвідмовної роботи, щільності розподілу відмов і інтенсивності відмов АФАР в приймальному режимі. Розглянуто ілюстративний приклад розрахунку показників надійності плоскої АФАР в приймальному режимі на 6400 приймально-передавальних каналів.
Представлені в статті результати можуть бути використані вченими і інженерами-розробниками при проектуванні багатофункціональних РЛС з АФАР, а також в навчальному процесі.
Посилання
Крылов Е. Перспективы развития радиолокационных станций вооружённых сил иностранных государств. Зарубежное военное обозрение. 2018. №2. С. 37-40.
Ashok K. Agrawal Active Phased Array Design for High Reliability. IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. 1999. Vol. 35. NO. 4. p.p. 1204 -1211.
Ashok K. Agrawal. Beamformer Architectures for Active Phased-Array Radar Antennas. IEEE Transactions on antennas and propagation. - Vol. 47 - No. 3 -march 1999 - p.p. 432 – 442.
Ashok K. Agrawal. Active Phased Array Antenna Development for Modern Shipboard Radar Systems. Active phased array antenna development johns hopkins apl technical direct. 2001. Volume 22. Number 4. p.p. 600-612.
Kostanovskii V. V. A mathematical model for calculating the reliability of nonreducible phased antenna arrays. Measurement Techniques. 2014. Т. 57. № 1. p.p. 87-90 .
Костановский В.В., Козачук О.Д. Вероятностный анализ безотказности и долговечности апертур фазированных антенных решеток в процессе проектирования. Математичні машини і системи. 2015. №3. С. 201 ̶ 213.
Костановський В.В. Математичні моделі надійності типових апертур фазованих антенних решіток, які враховують раптови та поступові відмови модулів надвисоких частот. Математичні машини і системи. 2014 р. № 2. С. 142 – 150 с.с.
Kostanovskyi V., Machalin I., Kozachuk O., Terentyeva I. Construction of a generalized probabilistic-physical model of reliability of two-level active phased antenna array. Eastern-European journal of enterprise technologies. 2019. Vol. 3/9 (99). C. 31-40. ISSN 1729-3774. DOI:10.15587/17289-061/2019/168525
Костановський В.В. Визначення області існування показників надійності в залежності від допустимих значень показників ефективності активної фазованої антенної решітки. Математичні машини і системи. 2019. № 4. C. 154 – 164.
Костановський В.В., Демченко О.В., Козачук О.Д. Модель розрахунку показників надійності АФАР за критерієм допустимого зниження максимальної дальності РЛС. Наукоємні технології. 2020. Том 45. №1. C. 3-10. DOI: 10.18372/2310-5461.45.14577
Костановский В.В., Мачалин И.А. Универсальная модель надежности активной фазированной антенной решетки многофункциональной РЛС. Водный транспорт. 2020. №1.
Хансен Р. С. Фазированные антенные решетки, Перевод с английского под редакцией А.И.Синани. М.: Техносфера, 2012 г.
Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Под редакцией Д.И. Воскресенского, изд. Радиосвязь, Москва, 1994
