الإجابة المباشرة لصياغة المتطلبات
تُبنى متطلبات الواجهة الأمامية RF للرادار من ظروف المهمة، وليس من مكوّن مفضل. شكل الموجة والحزمة والنبضة وPRF ونسبة التشغيل والأهداف والتداخل والمسح والفتحة والقنوات والحرارة والتبريد هي المدخلات. تُوزَّع بعدها حدود قابلة للتحقق على الإرسال والاستقبال والمصفوفة والتزامن والتغذية والحرارة والمعايرة. يجب أن تكون الحماية والاستعادة وأخطاء القنوات والانجراف قابلة للقياس مع هامش تصنيع واضح.
ربط حاجة النظام بحد هندسي قابل للقياس
| الحاجة | متطلب الواجهة | دليل القبول | سبب الرفض |
|---|---|---|---|
| الكشف والمدى | EIRP والحساسية ومعامل الضوضاء والكسب وحزمة المعالجة | ميزانية مدى تشمل الهدف والخسائر والـclutter والاحتمالات | مدى معلن بلا نموذج هدف أو موجة |
| الموجة ومعدل التحديث | قدرة الذروة والمتوسط ونسبة التشغيل والحزمة والتبديل والاستعادة | مخطط زمني موحد لـRF والانحياز والتحكم والحماية | استخدام بيانات CW مباشرة لوضع نبضي |
| الفتحة والمسح | عدد القنوات ومدى الطور والكسب وخسارة المسح والسماحات | خطأ القناة ونمط الإشعاع مقابل الزاوية والتردد والحرارة | القياس عند boresight والتردد المركزي فقط |
| التسرب والحجب | عزل Tx/Rx وعتبة المحدد وأقصى دخل وزمن الاستعادة | اختبار بقاء وإزالة حساسية بالموجة الفعلية | المستقبل سليم لكنه لا يستعيد أداءه قبل أقرب صدى |
| البيئة والعمر | حرارة القاعدة والتبريد والتغذية والاهتزاز ودورية المعايرة | خريطة حرارية وانجراف وتأهيل وربط باختبار الإنتاج | المحاذاة تعتمد على حرارة غير مقاسة |
فصل قدرة الذروة والمتوسط والحمل الحراري
تحدد قدرة RF عند الذروة الجهد والتيار اللحظيين والانضغاط والانهيار وإجهاد عدم المطابقة، بينما يحدد الفقد المتوسط معظم مسار الحرارة المستقرة. للنبض المستطيل تقريباً نسبة التشغيل = مدة النبضة × PRF وقدرة RF المتوسطة = قدرة الذروة × نسبة التشغيل. أما النبضة chirp أو المضمّنة فتحتاج أيضاً إلى الحزمة المشغولة ومعامل القمة والحواف والقناع الطيفي.
مثال على نسبة التشغيل وتقسيم قدرة القنوات
تحتاج فتحة من 64 قناة إلى 10 kW قدرة RF عند الذروة باستخدام نبضات 20 µs عند PRF يساوي 2 kHz. نسبة التشغيل 0.04 أي 4%، فتكون قدرة RF المتوسطة المثالية الكلية 400 W. قبل خسائر التوزيع والجمع والهوائي، تحمل كل قناة نحو 156.25 W عند الذروة و6.25 W في المتوسط. لا تمثل هذه القيم قدرة DC أو الحرارة؛ إذ يجب إضافة الكفاءة والانحياز والتبديل وعدم المطابقة وإعادة التوزيع عند تعطل قناة ومسار التبريد. لذلك لا تكفي قيمة 10 kW وحدها ولا 400 W وحدها.
تحديد مسار الإرسال عند كل مستوى مرجعي
تُحدد القدرة في الموضع الذي يحتاجها النظام، وليس عند موصل مضخم القدرة فقط. للمولد والمثير والدرايفر وPA والمفتاح أو circulator وشبكة التوزيع والتغذية والفتحة ميزانيات مستقلة للكسب والاستواء والانضغاط وAM/PM والتوافقيات والشوائب وهبوط النبضة والحواف وتطابق القنوات. ويذكر شرط عدم المطابقة VSWR والطور والمدة واستجابة الحماية المسموحة. في المصفوفة النشطة يُحدد كذلك سلوك النظام عند تأخر قناة أو ضعفها أو ارتفاع حرارتها أو تعطلها.
إغلاق الحساسية والمدى الديناميكي والاستعادة معاً
لا تكون الحساسية ذات معنى من دون خسائر الانتقاء الأولي وضوضاء LNA وتوزيع الكسب ومدى ADC وبيئة الإشارات الحاجبة. ويجب أن تشمل المواصفة أقصى دخل بلا ضرر والانضغاط والتضمين البيني وتسرب الإرسال وباقي المحدد وزمن الاستعادة. تنجح الحماية عندما يعود الكسب والضوضاء والطور والخطية إلى حدودها قبل أقرب صدى مفيد، لا بمجرد عدم تلف القطعة.
تخصيص أخطاء المصفوفة وهامش المعايرة
يتحدد الشعاع من توزيع أخطاء السعة والطور والزمن على الفتحة كلها. يجب أن تدخل تشتتات التصنيع والتدرج الحراري وميل الاستجابة مع التردد والتكميم وانحراف LO والساعة والاقتران والانجراف مع القدرة وباقي التصحيح في النموذج الإحصائي نفسه المستخدم لمحاكاة النمط. وتحدد المعايرة نقاط الحقن والرصد والمدى الرتيب والدقة والهامش وكشف العطل؛ ولا يجوز أن تخفي قناة تالفة داخل قيمة التصحيح.
خطة تحقق من القناة إلى الفتحة
- تثبيت المستويات المرجعية لـRF والانحياز والتحكم والحرارة والمعايرة مع توقيت الأوضاع.
- قياس قنوات ممثلة في الكسب والطور وNF والانضغاط والعزل والاستجابة النبضية.
- اختبار الحماية والاستعادة بقيمة الذروة والمدة وPRF ومسار التسرب الفعلي.
- حفظ البيانات الخام لكل قناة مقابل التردد والحرارة قبل التصحيح وبعده.
- تغطية boresight وحد المسح وحواف الحزمة والانتقال الحراري وحالات العطل.
- ربط اختبار الإنتاج المختصر بالتأهيل الكامل وحفظ سجلات قابلة للتتبع.
أخطاء شائعة في مواصفة الواجهة
- اختيار PA أو LNA أو beamformer قبل تثبيت الموجة وميزانية المدى.
- اعتبار قدرة الذروة حملاً حرارياً أو المتوسط حداً للانهيار.
- تعريف الحماية بالبقاء فقط من دون تسرب متبقٍ وزمن استعادة.
- تحديد دقة الطور في حرارة الغرفة والتردد المركزي فقط.
- اختبار المصفوفة عند boresight من دون حد المسح.
- استهلاك مدى التصحيح كله في الحالة الاسمية.
- الاعتماد على حساس واحد لا يمثل تدرج حرارة الفتحة.
البيانات الدنيا لطلب العرض والقبول
- نطاقات التردد وشكل الموجة والحزمة والنبضة وPRF ونسبة التشغيل ومعامل القمة
- افتراضات الهدف والـclutter والمسح والمدى ومعدل التحديث
- عدد القنوات والفتحة وحالات الشعاع والتدهور المسموح
- قدرة RF عند الذروة والمتوسط على مستوى مرجعي مسمى
- ضوضاء المستقبل وكسبه وديناميكيته والحاجبات وأقصى دخل
- عزل Tx/Rx وباقي المحدد وزمن الاستعادة
- خطأ القنوات مقابل التردد والحرارة والقدرة والمعايرة
- التغذية والتسلسل والنبضات العابرة والتبريد والبيئة
- مصفوفة القبول والحدود وصيغة البيانات الخام
