1.12 Система питания афар

В состав системы питания входят ВИП и шины, подающие напряжения требуемых номиналов на все входящие в АФАР активные устройства. К таким устройствам относятся:

·МШУ и коммутаторы приёмных модулей;

·СПУ фазовращателей в приёмных модулях;

·выходные МШУ;

·вычислитель фаз (ВФ).

Определим мощность, потребляемую данной АФАР. Количество приёмных модулей N_мод=120, количество выходных МШУ N_вых=3. Типовые значения параметров (по данным С. И. Олесова) приведены ниже:

Р_мод=200 мВт; Р_ком=5 мВт; Р_ВФ=5 Вт; h_ВИП=0.7.

Здесь Р_мод — мощность, потребляемая приёмным модулем без учёта коммутатора; Р_ком — мощность, потребляемая коммутатором; Р_ВФ — мощность, потребляемая ВФ; h_ВИП — КПД ВИП. Потребляемая мощность всей АФАР вычисляется по формуле:

(Р_мод + Р_ком)*(N_мод + N_вых) + Р_ВФ 0.205*123 + 5

Р_потр = ——————————————— = ——————— » 43 Вт ;

h_ВИП 0.7

Полученная величина меньше максимально допустимой, указанной в техническом задании (50 Вт). Кроме того, в задании указано напряжение питания 12 В. Номиналы питающих напряжений в схеме АФАР не должны превышать этого значения.

Обычно считают, что ВИП является самым слабым узлом АФАР с точки зрения надёжности. Поэтому конструктивно он должен состоять из нескольких параллельно работающих ячеек, каждая из которых обслуживает лишь часть каналов. Количество ячеек подбирается так, чтобы при отказе одной из них (что означает отказ всех подключенных к ней каналов) не произошло катастрофического ухудшения характеристик АФАР.

Пусть в случае аварии ячейки питания допустимо снижение качества приёма на 1 дБ/К. Для этого число отказавших каналов не должно превышать 16. Т.к. общее число каналов равно 120, то для питания приёмных модулей требуется 8 ячеек ВИП. Выходные МШУ запитываются отдельной ячейкой ВИП. Эту ячейку и сами выходные МШУ необходимо зарезервировать, т.к. эти узлы весьма критичны для работы АФАР. Отказ суммарного канала означает полный отказ всей системы, а отказ одного из разностных каналов приведёт к срыву углового сопровождения спутника-ретранслятора. Заметим, что поскольку данная АФАР предназначена для работы в составе аппаратуры наземной станции, то нет необходимости в “горячем” резервировании её узлов.

1.13 Заключение

Данный раздел дипломного проекта посвящён разработке приёмной АФАР в сантиметровом диапазоне длин волн. В процессе проектирования определена структура АФАР и состав приёмного модуля с учётом конкретных технических требований. Выбран тип излучателя, рассчитаны его конструктивные и электрические характеристики по параметрическому ряду (n; a). Выполнен расчёт апертуры и энергетический расчёт АФАР для выбранной схемы разводки. Разработана топология блока суммирования мощности. Кратко рассмотрена система питания и вопросы обеспечения надёжности АФАР. В исследовательской части работы проведено машинное моделирование диаграмм направленности отдельного излучателя и всей АФАР, в результате чего сделан окончательный выбор конструкции излучателя и конфигурации решётки. Путём оптимизации размещения излучателей по апертуре количество приёмных каналов было сведено к минимуму, что позволило упростить и удешевить АФАР без ухудшения её характеристик. В целом данная АФАР удовлетворяет предъявленным к ней техническим требованиям и после конструкторской отработки проекта может функционировать в составе современной системы спутниковой связи.