兩種體制吊艙在同平臺的應用探索

張韋 曹光輝

【關鍵詞】同平臺;兩種體制吊艙;樣機驗證

隨著用戶對吊艙系統的認識越來越深入，對吊艙使用的需求也提出更多設想，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，以期能發揮應有的甚至疊加的效果等問題。為給后續系統設計積累資料。這里假設行波管體制吊艙（后稱A類艙），分左右兩艙。左發右收，可以通過切換工作在兩種頻段，低頻段和高頻段;而假設相控陣體制吊艙（后稱B類艙），一枚吊艙就可以進行收發，只工作在低頻段。在理論計算的基礎上。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境，進行了實際裝載測試，獲取了第一手資料，得到較科學的結論，討論了產品設計建議，有助于提升產品使用效能。

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。

具體計算根據測定的安裝角度e，在天線方向圖中找到相應增益G，再根據距離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。該計算結果會以一種范圍的形式給出。收發隔離測算示意圖如圖1所示。

1、A類艙自身隔離度

假設兩枚艙左發右收，通過測算兩艙間距離，再根據不同頻點不同方向圖。得出計算結果，A類艙自身接收艙和發射艙之間的收發隔離度都大于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隔離，共分為四種情形，測算結果見表1：

對比四種情形，會發現測算結果和純理論上是基本一致，但又有些許不同，純理論上，A類艙發出B類艙接收和B類艙發出A類艙接收隔離度應該是一致的，而此次測算B類艙發出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，而且在非主波束內不同角度差異還比較明顯，所以產生以上差異。

通過測算結果我們發現兩類艙之間的隔離度偏低，預示著該兩類吊艙同時工作在同一頻段可能會產生相互影響。接下來就是進行樣機工作狀態的模擬，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境中;工作狀態測試，即讓樣機均可工作在發射與接收狀態，通過天線模擬使用環境信號。進行接收發射信號試驗，以確定是否影響各自的工作狀態，是否引起接收發射參數變化等情況。

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類艙是不會產生相互影響的。即使都處于發射狀態，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，會導致接收錯誤，從而使整個系統的工作處于數據不準確的狀態。而“相互影響”是指互相影響對方的信號接收，表現為各自的接收參數錯誤，導致整個系統工作在較為混亂的狀態，這與上節測算結果預示的情況一致。

為了探究同處于低頻段兩樣機同時工作的可能性，在此基礎上，我們對兩樣機的可定制軟件參數進行了設定，設定兩樣機在各自的可定制軟件參數中均可以選擇更小的頻段，而且可以通過設定軟件參數來進行接收分段，所以我們設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;另一種艙負責另一半頻段，將之前一段頻段內所有信號進行過濾。

再用信號源模擬各自頻段內的兩個典型信號，同時輻射，讓兩樣機同時工作，看接收與發射狀態，測試結果如表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對更多的目標信號。

綜合上述全部試驗，可以看出，設計者從盡量高地利用兩類吊艙的資源的出發，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，會產生相互影響的，會導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設定方式來提高兩種體制吊艙的利用效率，從而實現系統能力的增強。

在考慮單一設備性能到考量系統能力的設計過程中，設計者應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，為后續系統設計提供了參考。