Способ формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания преднамеренных радиопомех большой мощности устройствам приема навигационной аппаратуры потребителей (НАП), работающей по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) и размещаемой на мобильных средствах. Качество координатно-временного навигационного обеспечения (КВНО) является одним из доминантных факторов, определяющих эффективность применения современного вооружения и военной техники в вооруженных конфликтах. Поэтому важной задачей защиты от средств нападения противника, использующих КВНО, является задача подавления устройств приема НАП ГНСС противника. Целью предлагаемого изобретения является способ увеличения ширины диаграммы направленности АПФАР в вертикальной плоскости и обеспечения возможности оперативного управления диаграммой направленности. Технический результат предлагаемого способа состоит в расширении зоны подавления устройств приема НАП ГНСС, как наземных, так и воздушных, и оперативном управлении диаграммой направленности. Технический результат обеспечивается тем, что необходимая диаграмма направленности активной фазированной антенной решетки, содержащей формирователь синхронных помеховых сигналов, вертикальную антенную решетку, содержащую K антенн, K-1 фазовращателей, блок управления фазовращателями, обеспечивает формирование диаграммы направленности с помощью фазовращателей, создающих сдвиги фаз излучаемых сигналов со второй антенны по правилу Δϕ, 2Δϕ, …, (K-1)Δϕ, осуществляющий формирование требуемой диаграммы направленности путем выбора лишь одного параметра Δϕ. 3 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания преднамеренных радиопомех большой мощности устройствам приема навигационной аппаратуры потребителей (НАП), работающей по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) и размещаемой на мобильных средствах.

Качество координатно-временного навигационного обеспечения (КВНО) является одним из доминантных факторов, определяющих эффективность применения современного вооружения и военной техники в вооруженных конфликтах. Поэтому важной задачей защиты от средств нападения противника, использующих КВНО, является задача подавления устройств приема НАП ГНСС противника.

Один из эффективных способов ухудшения качества КВНО объекта носителя боеприпасов и снижения эффективности его целевого применения состоит в радиоподавлении НАП ГНСС, либо излучении ложных навигационных сигналов.

Известен мобильный передатчик радиопомех [1], содержащий активную передающую фазированную антенную решетку (АПФАР) [2]. Ширина диаграммы направленности АПФАР в вертикальной плоскости θВ по уровню 3 дБ приближенно определяется выражением

и при n=8 составляет примерно 13°.

Недостаток известной АПФАР состоит в провале диаграммы направленности в вертикальной плоскости, так как она предназначена только для подавления устройств приема НАП ГНСС наземных целей, а также невозможности оперативного управления диаграммой направленности, поскольку в этой АПФАР выравнивание фаз сигналов обеспечивается путем подбора длин коаксиальных кабелей.

Целью предлагаемого изобретения является способ увеличения ширины диаграммы направленности АПФАР в вертикальной плоскости и обеспечения возможности оперативного управления диаграммой направленности.

Технический результат предлагаемого способа состоит в расширении зоны подавления устройств приема НАП ГНСС, как наземных так и воздушных, и оперативном управлении диаграммой направленности.

Технический результат обеспечивается тем, что необходимая диаграмма направленности активной фазированной антенной решетки, содержащей формирователь синхронных помеховых сигналов, вертикальную антенную решетку, содержащую K антенн, K-1 фазовращателей, блок управления фазовращателями, обеспечивает формирование диаграммы направленности с помощью фазовращателей, создающих сдвиги фаз излучаемых сигналов по правилу Δϕ, 2Δϕ, …, (K-1)Δϕ, начиная со второй антенны, которые можно реализовать способом цифрового формирования требуемой диаграммы направленности путем выбора лишь одного параметра Δϕ.

На фиг. 1 показана укрупненная функциональная схема устройства, реализующего способ формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки, на фиг. 2 приведена диаграмма направленности АПФАР с синхронным излучением, на фиг. 3 приведена диаграмма направленности АПФАР, формируемая предлагаемым способом.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит формирователь синхронных помеховых сигналов 1, вертикальную антенную решетку 2, имеющую горизонтально расположенные антенны 21, 22, …, 2k, где k=1, 2, …, K, фазовращатели 31 32, …, 3k-1, создающие сдвиги фаз Δϕ, 2Δϕ, …, (K-1)Δϕ, блок управления фазовращателями 4.

Антенна 21 соединена с формирователем синхронных помеховых сигналов 1. Антенны 22, …, 2k соединены с формирователем синхронных помеховых сигналов 1 через фазовращатели 31 32, …, 3k-1, которые в свою очередь соединены с блоком управления фазовращателями 4.

Наличие фазовращателей 31 32, …, 3k-1 в каналах АПФАР обеспечивает возможность расширения диаграммы направленности в вертикальной плоскости. С помощью блока управления фазовращателями 4 путем подбора одного параметра обеспечивается оперативное управление фазовращателями 31, 32, …, 3k-1, реализуемое способом цифрового формирования [3].

Для примера рассчитана диаграмма направленности вертикальной АПФАР, имеющей горизонтально расположенные антенны 21, 22, …, 2k в виде полуволновых вибраторов. Диаграмма направленности определяется формулой [4]

где Uk - сигнал от k-го антенного элемента, λ - длина волны, dk - расстояние от антенного элемента относительно фазового центра антенной решетки, θ - направление фронта волны.

На Фиг. 2 приведена форма диаграммы направленности в вертикальной плоскости вертикальной АПФАР с 8 горизонтально расположенными антеннами 21, 22, …, 28 без сдвига фаз, т.е Uk=1, k=1, 2, …, 8. В качестве антенн использовались полуволновые вибраторы, расположенные друг от друга на расстояниях, равных 0,2 длины волны.

Из диаграммы видно, что она имеет два лепестка в горизонтальных направлениях θ=0° и θ=180°, шириной ±20°, величиной до 18дБ, и провал в вертикальном направлении шириной более 120° и глубиной до 15дБ, что значительно ослабляет уровень помех для устройств приема НАП ГНСС в этом направлении.

На Фиг. 3 приведена форма диаграммы направленности в вертикальной плоскости вертикальной АПФАР с 8 горизонтально расположенными антеннами 21, 22, …, 28 в виде полуволновых вибраторов, в которой фазовращатели 31, 32, …, 37, начиная с антенны 22, создают сдвиги фаз излучаемых сигналов на 8°, 16°, …, 56°. В этом случае

Uk=ехр[j2π(k-1)Δϕ/360],

где Δϕ=8°.

Из диаграммы видно, что она имеет один лепесток шириной около 180° с неравномерностью 6 дБ.

Таким образом, предложенный способ формирования необходимой диаграммы направленности позволяет обеспечить непрерывность зоны подавления устройств приема НАП ГНСС по мере увеличения высоты его полета и уменьшения дальности до постановщика помех.

Литература

1. Журавлев А.В. Новые способы обеспечения электромагнитной совместимости техники радиоподавления и аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем. - Воронеж. Издательско-полиграфический центр «Научная книга». 2017 г. 152 с.

2. Патент №82693 РФ, МКПО 14-03. Активная передающая фазированная антенная решетка / Журавлев А.В., Ревнев С.Н., Киселев А.П., Красов Е.М. (РФ); Открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК» (РФ). - №2011503610; Заявлено 23.11 2011. Опубл. 16.08.2012, Бюл. №8, - 4 с.: 4 ил.

3. Гуськов Е.Н. и др. Патент RU 2516683 Способ цифрового формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки. Заявл. 07.10.2012. Опубл. 20.05.2014. Бюл. №14. 22 с.

4. Монзинго Р.А. Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию:. Пер. с англ.. - М.: Радио и связь, 1986. - 448 с.

Способ формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки, содержащей формирователь синхронных помеховых сигналов, вертикальную антенную решетку, содержащую K антенн, K-1 фазовращателей, блок управления фазовращателями, обеспечивает формирование диаграммы направленности с помощью фазовращателей, создающих сдвиги фаз излучаемых сигналов со второй антенны по правилу Δϕ, 2Δϕ, …, (K-1)Δϕ, осуществляющий формирование требуемой диаграммы направленности путем выбора лишь одного параметра Δϕ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано при разработке цифровых фазированных антенных решеток радиолокаторов для формирования приемной многолучевой диаграммы направленности в рабочей зоне пространства.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано, например, в системах корпоративной, мобильной связи, а также системах связи специального назначения.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения активных фазированных антенных решеток (АФАР) для систем радиосвязи и радиолокации. Техническим результатом является снижение потерь принимаемого и передаваемого сигналов.

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к антеннам с переключаемой диаграммой направленности. Антенна содержит источник излучения, которым является постоянно подключенный к линии питания электрический вибратор, окружённый равномерно расположенными коммутируемыми пассивными вибраторами, причем управление ДН осуществляется включением-выключением наведённых в них токов, в результате чего пассивный вибратор может либо играть роль рефлектора для источника возбуждения, либо быть незаметным для него.

Изобретение относится к антенной технике. Способ установки спутниковой антенны включающий следующие этапы: определение на электронном устройстве (106) информации (401, 402) об ориентировании для использования в спутниковой антенне (101); прием информации о качестве сигнала (SQI) на указанном электронном устройстве (106) от внутреннего блока (103), при этом указанный внутренний блок (103) содержит модем или приемник и соединен со спутниковой антенной (101); ориентирование спутниковой антенны (101) в соответствии с полученной информацией о качестве сигнала (SQI); передача из электронного устройства (106) в центр (110) обработки данных набора информации, подробно описывающей установку спутниковой антенны (101), при этом набор информации содержит по меньшей мере одно изображение (PIC) установленной спутниковой антенны (101), при этом указанное изображение (PIC) получено с помощью электронного устройства (106).

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к преобразовательным приемопередающим модулям (ПППМ), и может быть использовано в радиолокации и системах связи для работы в составе цифровых антенных решеток (ЦАР) с применением технологий цифрового диаграммообразования на передачу и прием, и методов цифровой обработки сигналов.

Изобретение относится к радиолокации. Каждый микроспутник в строго определенные моменты времени выдает или принимает импульсные сигналы при помощи сверхрегенеративного приемопередающего устройства, управляемого бортовым микроконтроллером, причем моменты передачи или приема для каждого микроспутника в зависимости от его координат на орбите индивидуально подбираются таким образом, что только в определенной точке сканируемого пространства сигналы будут синфазны.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат – возможность поддержки антенными блоками множества системных функций.

Изобретение относится к радиолокации. Техническим результатом является эффективное обнаружение затенения антенны транспортного средства.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к антенным системам с аппаратно-формируемой диаграммой направленности и электронным управлением лучом, и может быть использовано в мобильных и стационарных средствах связи.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания преднамеренных радиопомех большой мощности устройствам приема навигационной аппаратуры потребителей, работающей по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем и размещаемой на мобильных средствах. Качество координатно-временного навигационного обеспечения является одним из доминантных факторов, определяющих эффективность применения современного вооружения и военной техники в вооруженных конфликтах. Поэтому важной задачей защиты от средств нападения противника, использующих КВНО, является задача подавления устройств приема НАП ГНСС противника. Целью предлагаемого изобретения является способ увеличения ширины диаграммы направленности АПФАР в вертикальной плоскости и обеспечения возможности оперативного управления диаграммой направленности. Технический результат предлагаемого способа состоит в расширении зоны подавления устройств приема НАП ГНСС, как наземных, так и воздушных, и оперативном управлении диаграммой направленности. Технический результат обеспечивается тем, что необходимая диаграмма направленности активной фазированной антенной решетки, содержащей формирователь синхронных помеховых сигналов, вертикальную антенную решетку, содержащую K антенн, K-1 фазовращателей, блок управления фазовращателями, обеспечивает формирование диаграммы направленности с помощью фазовращателей, создающих сдвиги фаз излучаемых сигналов со второй антенны по правилу Δϕ, 2Δϕ, …, Δϕ, осуществляющий формирование требуемой диаграммы направленности путем выбора лишь одного параметра Δϕ. 3 ил.

Наверх