兩種體制吊艙在同平臺的應(yīng)用探索

張韋 曹光輝

【關(guān)鍵詞】同平臺;兩種體制吊艙;樣機驗證

隨著用戶對吊艙系統(tǒng)的認識越來越深入，對吊艙使用的需求也提出更多設(shè)想，如能否在同一平臺同時使用行波管體制和相控陣體制吊艙，能否盡量利用兩類吊艙資源，以期能發(fā)揮應(yīng)有的甚至疊加的效果等問題。為給后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計積累資料。這里假設(shè)行波管體制吊艙（后稱A類艙），分左右兩艙。左發(fā)右收，可以通過切換工作在兩種頻段，低頻段和高頻段;而假設(shè)相控陣體制吊艙（后稱B類艙），一枚吊艙就可以進行收發(fā)，只工作在低頻段。在理論計算的基礎(chǔ)上。選用了樣機，建立了模擬吊艙掛裝平臺后的電磁兼容測試環(huán)境，進行了實際裝載測試，獲取了第一手資料，得到較科學(xué)的結(jié)論，討論了產(chǎn)品設(shè)計建議，有助于提升產(chǎn)品使用效能。

兩類吊艙掛載同一平臺，必須考慮電磁兼容情況。而收發(fā)隔離度是判斷吊艙電磁兼容情況的基本指標，隔離度主要由吊艙體制、天線安裝狀態(tài)及空間距離等因素決定，此次模擬是固定了安裝位置，天線方向圖已知的情況下進行的。

空間衰減S=32.45+201gM+201gF

其中，M為距離，單位須是Km;F為工作頻率，單位須是MHz。

具體計算根據(jù)測定的安裝角度e，在天線方向圖中找到相應(yīng)增益G，再根據(jù)距離M，帶入上式得到空間衰減S，

則空間隔離X=S-G1-G2

其中G1為信號發(fā)出端天線增益，G2為信號接收端天線增益。

考慮到誤差及未考慮到的因素。該計算結(jié)果會以一種范圍的形式給出。收發(fā)隔離測算示意圖如圖1所示。

1、A類艙自身隔離度

假設(shè)兩枚艙左發(fā)右收，通過測算兩艙間距離，再根據(jù)不同頻點不同方向圖。得出計算結(jié)果，A類艙自身接收艙和發(fā)射艙之間的收發(fā)隔離度都大于95dB，隔離度較好。

2、兩類艙相互隔離度

如圖1所示，要測算兩樣機的收發(fā)隔離，共分為四種情形，測算結(jié)果見表1：

對比四種情形，會發(fā)現(xiàn)測算結(jié)果和純理論上是基本一致，但又有些許不同，純理論上，A類艙發(fā)出B類艙接收和B類艙發(fā)出A類艙接收隔離度應(yīng)該是一致的，而此次測算B類艙發(fā)出A類艙接收的情形隔離度相對更低，是由于A類艙、B類艙使用的天線的方向圖是不一樣的，而且在非主波束內(nèi)不同角度差異還比較明顯，所以產(chǎn)生以上差異。

通過測算結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)兩類艙之間的隔離度偏低，預(yù)示著該兩類吊艙同時工作在同一頻段可能會產(chǎn)生相互影響。接下來就是進行樣機工作狀態(tài)的模擬，以探究實際情況與理論測算的差異。

為了驗證理論測算，分別選擇了兩類體制樣機，同時掛載到同一平臺，具體天線及安裝位置與理論測算一致，如圖1所示，將平臺放置于暗室環(huán)境中;工作狀態(tài)測試，即讓樣機均可工作在發(fā)射與接收狀態(tài)，通過天線模擬使用環(huán)境信號。進行接收發(fā)射信號試驗，以確定是否影響各自的工作狀態(tài)，是否引起接收發(fā)射參數(shù)變化等情況。

試驗分為兩種主要情形，首先是，兩樣機均工作在同一頻率（處于低頻段）附近，看是否影響。測試結(jié)果如表2、表3所示：

表中可見，A類艙工作在高頻段與B類艙是不會產(chǎn)生相互影響的。即使都處于發(fā)射狀態(tài)，所以A類艙工作在高頻段，B類艙工作在低頻段的用法是被允許的。然而同處于低頻段時，尤其是在同一頻點附近工作會產(chǎn)生相互影響，表中“有影響”具體影響是后者影響前者的信號接收，會導(dǎo)致接收錯誤，從而使整個系統(tǒng)的工作處于數(shù)據(jù)不準確的狀態(tài)。而“相互影響”是指互相影響對方的信號接收，表現(xiàn)為各自的接收參數(shù)錯誤，導(dǎo)致整個系統(tǒng)工作在較為混亂的狀態(tài)，這與上節(jié)測算結(jié)果預(yù)示的情況一致。

為了探究同處于低頻段兩樣機同時工作的可能性，在此基礎(chǔ)上，我們對兩樣機的可定制軟件參數(shù)進行了設(shè)定，設(shè)定兩樣機在各自的可定制軟件參數(shù)中均可以選擇更小的頻段，而且可以通過設(shè)定軟件參數(shù)來進行接收分段，所以我們設(shè)計了將低頻段進行拆分的樣機工作方式，具體是讓其中一種艙負責(zé)低頻段的一半頻段，將另外一半頻段進行過濾;另一種艙負責(zé)另一半頻段，將之前一段頻段內(nèi)所有信號進行過濾。

再用信號源模擬各自頻段內(nèi)的兩個典型信號，同時輻射，讓兩樣機同時工作，看接收與發(fā)射狀態(tài)，測試結(jié)果如表4、表5所示。

可見，這種分頻段并互相過濾的方法，可以讓兩樣機同時工作，可充分利用樣機資源，使得平臺可以同時應(yīng)對更多的目標信號。

綜合上述全部試驗，可以看出，設(shè)計者從盡量高地利用兩類吊艙的資源的出發(fā)，分析了兩樣機之間同頻段的隔離度實際情況，兩樣機同時工作在同頻段對同一目標時，會產(chǎn)生相互影響的，會導(dǎo)致兩樣機同時性能下降甚至不可用，而不是想象中的疊加的效果。

基于以上困境，設(shè)計了一種可供選擇的方案，通過分割頻段。并把對方工作頻段進行過濾的軟件參數(shù)設(shè)定方式來提高兩種體制吊艙的利用效率，從而實現(xiàn)系統(tǒng)能力的增強。

在考慮單一設(shè)備性能到考量系統(tǒng)能力的設(shè)計過程中，設(shè)計者應(yīng)考慮不同類型吊艙在同平臺使用的兼容與性能擴展的可能性，對同平臺同時掛載兩類吊艙進行了理論測算和樣機測試，探索了同時使用的實際效果，為后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計提供了參考。