5.3 Построение дерева целей и задач проектирования антенной системы.

Необходимость проектирования новой антенной системы связана с использованием СВЧ диапазона. В этом диапазоне характеристики устройств существенно зависят от соотношения их размеров и длины волны. Поэтому при изменении частотного диапазона приходится изделие проектировать заново.

Использование сантиметрового диапазона длин волн имеет ряд преимуществ:

1. Малые массо-габаритные характеристики изделий;

2. Высокая пропускная способность при той же относительной полосе частот, что связано с увеличением абсолютной полосы частот;

3. При тех же размерах апертуры усиление СВЧ антенных систем значительно превышает усиление НЧ систем, что улучшает качество приема;

4. Проникающая способность СВЧ излучения выше, чем у оптического сигнала, для передачи сигнала нет необходимости использовать специальный кабель;

5. Изготовление СВЧ устройств значительно проще, чем в оптическом диапазоне длин волн.

Кроме того, в современном мире эфир жестко поделен, излучение сколько-нибудь мощного сигнала допускается только в определенном диапазоне частот, выделенном для этой станции. Особенно плотно заняты диапазоны НЧ и СЧ. Это также является важной причиной использования СВЧ диапазона.

В связи с вышеизложенным при разработке систем связи существуют жесткие внешние и внутренние ограничения, которые должны быть выполнены.

Итак, генеральная цель — “Обеспечение качественной связи при заданных ограничениях”.

Цели:

1. Минимизировать искажение сигнала;

2. Выполнить существующие ограничения.

На более низком уровне цели можно разбить на следующие подцели:

1. Обеспечить достаточное отношение сигнала к шуму;

2. Обеспечить заданную полосу частот;

3. Обеспечить использование существующей приемной антенной системы;

4. Максимизировать срок работы системы;

5. Минимизировать излучения вне направления на спутник;

6. Минимизировать потребление мощности.

Далее можно выделить следующие задачи, конкретизирующие цели:

1. Выбрать оптимальный излучатель;

2. Выбрать фидерную часть;

3. Минимизировать заднее излучение;

4. Минимизировать уровень боковых лепестков;

5. Максимизировать точность сканирования;

6. Обеспечить достаточный потенциал;

7. Обеспечить требуемую поляризацию;

8. Выбрать модуляцию сигнала;

9. Обеспечить надежность элементов;

10. Обеспечить возможность настройки;

11. Обеспечить ремонтопригодность.

Общий вид построенного дерева целей и задач разработки антенной системы представлен на рисунке 5.1.

Рис. 5.1 Дерево целей и задач разработки антенной системы связи в сантиметровом диапазоне длин волн.

Обеспечение качественной связи при заданных ограничениях

Минимизировать искажение сигнала Выполнить существующие ограничения

Обеспечить Обеспечить Обеспечить Макс-ть Миним-ть Миним-ть

полосу с/ш использование срок работы излучения потребление

существующей системы в др. напр-ях мощности

прм. системы

Выбрать опт. Выбрать Мин-ть Мин-ть Макс-ть Обеспечить Выбрать Обеспечить

излучатель фидерную заднее УБЛ точность достаточный модуляцию требуемую

часть излучение сканирования потенциал сигнала поляризацию

Обеспечить Обеспечить Обеспечить

надежность возможность ремонтопригодность

элементов настройки