Способ построения активной фазированной антенной решетки

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения активных фазированных антенных решеток (АФАР) для систем радиосвязи и радиолокации. При этом размещают антенные элементы на передних панелях многоканальных приемопередающих модулей в узлах прямоугольной или треугольной сетки, с шагом по вертикали и горизонтали, определяемым требуемым сектором сканирования, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях, соединяют каждый излучатель со входом-выходом одного из каналов многоканального приемопередающего модуля, формируют антенное полотно активной фазированной антенной решетки из многоканальных приемопередающих модулей, устанавливая их рядом друг с другом таким образом, чтобы поверхности их передних панелей были расположены в одной плоскости, а расстояние между излучателями сохранялось неизменным в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом передние панели приемопередающих модулей выполняют функцию экрана, формируют сигнал гетеродина и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности с заданной формой путем установки фазовых и амплитудных соотношений передаваемого сигнала в каналах приемопередающих модулей, в режиме приема усиливают принимаемые сигналы, преобразуют по частоте, выполняют дискретизацию сигнала на промежуточной частоте с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля и формируют из полученных отсчетов требуемое число лучей приемной диаграммы направленности путем весового суммирования сигналов в системе цифрового диаграммообразования. Согласно изобретению формируют опорный сигнал с фиксированной частотой и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала в режиме передачи формируют передаваемый сигнал во встроенном формирователе сигнала и распределяют его на каналы этого модуля, при этом усиливают передаваемый сигнал в передающей части каждого канала встроенным усилителем мощности, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала формируют сигнал дискретизации, который используют для дискретизации сигнала с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля, при этом количество типов формируемых передаваемых сигналов в разных многоканальных приемопередающих модулях определяют, исходя из необходимого числа формируемых передающих диаграмм направленности. Техническим результатом является возможность разделения АФАР на несколько подрешеток, формирующих независимые передающие ДН с электронным сканированием. 6 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике, а именно, к способам построения активных фазированных антенных решеток (АФАР) и может быть использовано для построения АФАР систем радиосвязи и радиолокации.

Известен способ построения фазированной антенной решетки (ФАР) [1 -стр. 661, рис. 13.44, Справочник по радиолокации. / Под ред. М.И. Сколника. М.: Техносфера. 2014 г. книга 1. - 672 с.], при котором устанавливают N горизонтальных линеек излучателей, одну над другой и N приемопередатчиков, при этом каждая линейка излучателей содержит М объединенных через делитель мощности излучателей, который в режиме приема работает как сумматор мощности. Ко входу делителя мощности подключают вход-выход приемопередатчика. Выход формирователя зондирующего сигнала соединяют с делителем мощности по числу линеек излучателей, в каждом приемопередатчике устанавливают фазовращатель. Вход приемной части приемопередатчика соединяют с выходом его передающей части через устройство защиты и циркулятор, а выход - с аналого-цифровым преобразователем.

Недостатком известного способа является наличие потерь принимаемого сигнала в сумматорах пассивных линеек излучателей. Эти потери вносятся перед малошумящим усилителем (МШУ), поэтому вызывают ухудшение чувствительности АФАР в режиме приема.

Известен способ построения фазированной антенной решетки [2 - стр. 25, рис. 2.3, 2.5 Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. Киев. 2000 г. - 420 с.], при котором объединяют антенные элементы в пассивные линейные подрешетки, внутри которых каждый антенный элемент соединяют через фазовращатель с сумматором подрешетки, который в режиме передачи используют как делитель мощности, при этом в режиме передачи формируют зондирующий сигнал в блоке формирования сигналов, усиливают его в усилителе мощности, делят по числу подрешеток, распределяют на подрешетки с помощью распределительной системы и устанавливают направление передающего луча с помощью фазовращателей подрешеток. В режиме приема объединяют принимаемые сигналы в подрешетках с помощью сумматоров подрешеток, усиливают их, преобразуют по частоте, выполняют дискретизацию и формируют приемную диаграмму направленности (ДН) в системе цифрового диаграммообразования путем весового суммирования сигналов с выходов подрешеток. При этом преобразование в цифровую форму производится квадратурными аналого-цифровыми преобразователями на нулевой частоте, а для развязки приемной и передающей частей используют антенный переключатель.

Недостатком известного способа является использование в антенной решетке пассивных линейных подрешеток, антенные элементы которых объединяются с помощью сумматоров мощности, что в режиме приема ухудшает чувствительность приемной части АФАР, а в режиме передачи снижает мощность излучаемого сигнала. С учетом того, что в сумматорах диссипативные потери составляют, в зависимости от числа антенных элементов и используемого диапазона частот, от 0,5 до 1,5 дБ, это вызывает увеличение коэффициента шума приемной части на величину от 0,5 до 1,5 дБ. В режиме передачи сумматор работает как делитель мощности, и потери в нем снижают мощность излучаемого сигнала на величину от 0,5 до 1,5 дБ.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ построения активной фазированной антенной решетки [3 - патент РФ №2697194, «Способ построения активной фазированной антенной решетки», МПК G01S 13/00, опубл. 13.08.2019 г.], взятый за прототип, при котором для излучения и приема сигналов используют антенные элементы, при этом в режиме передачи формируют передаваемый сигнал, усиливают его в усилителе мощности, распределяют с помощью распределительной системы, в режиме передачи устанавливают направление передающего луча с помощью фазовращателей, в режиме приема усиливают принимаемые сигналы, преобразуют по частоте, выполняют дискретизацию сигналов и формируют приемную диаграмму направленности путем взвешенного суммирования сигналов в системе цифрового диаграммообразования.

Размещают антенные элементы на передних панелях многоканальных приемопередающих модулей в узлах прямоугольной или треугольной сетки, с шагом по вертикали и горизонтали, определяемым требуемым сектором сканирования, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях, соединяют каждый излучатель линией связи минимальной длины со входом-выходом одного из каналов многоканального приемопередающего модуля, при этом в передающей части каждого канала устанавливают фазовращатель, а для развязки приемной и передающей частей канала используют циркулятор, формируют антенное полотно активной фазированной антенной решетки из многоканальных приемопередающих модулей, устанавливая их рядом друг с другом таким образом, чтобы поверхности их передних панелей были расположены в одной плоскости, а расстояние между излучателями сохранялось неизменным в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом передние панели приемопередающих модулей выполняют функцию экрана, формируют сигнал гетеродина, сигнал тактовой частоты дискретизации, и распределяют их на многоканальные приемопередающие модули, в режиме передачи формируют передающий луч с заданной формой путем установки фазовых и амплитудных соотношений передаваемого сигнала в каналах приемопередающих модулей, в режиме приема выполняют дискретизацию сигнала на промежуточной частоте с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля и формируют из полученных отсчетов требуемое число лучей приемной диаграммы направленности.

К недостаткам прототипа следует отнести:

- невозможность формирования в АФАР нескольких передающих ДН, что необходимо, например, в системах радиосвязи для обеспечения связи одновременно с несколькими точками;

- большие потери передаваемого сигнала в устройствах АФАР при его передаче от места формирования до излучателей. При этом после формирования передаваемый сигнал распределяется на многоканальные приемопередающие модули (ППМ) через распределительную систему, после этого делится в ППМ по числу каналов и т.д. Все эти цепи имеют потери, что снижает мощность излучаемого сигнала.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является формирование в АФАР нескольких передающих диаграмм направленности.

Для решения указанной технической проблемы предлагается способ построения активной фазированной антенной решетки, при котором размещают антенные элементы на передних панелях многоканальных приемопередающих модулей в узлах прямоугольной или треугольной сетки, с шагом по вертикали и горизонтали, определяемым требуемым сектором сканирования, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях, соединяют каждый излучатель со входом-выходом одного из каналов многоканального приемопередающего модуля, формируют антенное полотно активной фазированной антенной решетки из многоканальных приемопередающих модулей, устанавливая их рядом друг с другом таким образом, чтобы поверхности их передних панелей были расположены в одной плоскости, а расстояние между излучателями сохранялось неизменным в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом передние панели приемопередающих модулей выполняют функцию экрана, формируют сигнал гетеродина и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности с заданной формой путем установки фазовых и амплитудных соотношений передаваемого сигнала в каналах приемопередающих модулей, в режиме приема усиливают принимаемые сигналы, преобразуют по частоте, выполняют дискретизацию сигнала на промежуточной частоте с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля и формируют из полученных отсчетов требуемое число лучей приемной диаграммы направленности путем весового суммирования сигналов в системе цифрового диаграммообразования.

Согласно изобретению, формируют опорный сигнал с фиксированной частотой и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала в режиме передачи формируют передаваемый сигнал во встроенном формирователе сигнала и распределяют его на каналы этого модуля, при этом усиливают передаваемый сигнал в передающей части каждого канала встроенным усилителем мощности, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала формируют сигнал дискретизации, который используют для дискретизации сигнала с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля, при этом количество типов формируемых передаваемых сигналов в разных многоканальных приемопередающих модулях определяют, исходя из необходимого числа формируемых передающих диаграмм направленности.

Техническим результатом предлагаемого способа является возможность разделения АФАР на несколько подрешеток, формирующих независимые передающие ДН с электронным сканированием.

Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что их отличие заключается в следующем:

- в прототипе передаваемый сигнал и сигнал дискретизации формируются в блоке формирования сигналов, далее они распределяются на все ППМ с помощью распределительной системы. При таком построении в АФАР возможно формировать только одну сканирующую передающую ДН. В то время как в предлагаемом способе передаваемый сигнал формируется в каждом приемопередающем модуле во встроенном формирователе сигнала, что позволяет разделять АФАР на несколько подрешеток, формирующих передающие ДН в разных направлениях;

- в прототипе после формирования передаваемого сигнала он распределяются на все ППМ с помощью распределительной системы. При этом передаваемый сигнал ослабляется на величину потерь в системе распределения и излучаемая мощность снижается. В то время как в предлагаемом способе передаваемый сигнал усиливается в каждом канале ППМ с помощью встроенного усилителя мощности, при этом потери в распределительной системе не влияют на уровень передаваемого сигнала. Это обеспечивает при одинаковой потребляемой мощности увеличение мощности излучаемого сигнала в предлагаемом способе по сравнению с прототипом.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого способа построения активной фазированной антенной решетки из литературы не известно, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, обеспечивающего реализацию предложенного способа.

На фиг. 2 приведена структурная схема системы цифрового диаграммообразования.

На фиг. 3 приведена структурная схема блока управления.

На фиг. 4 приведена структурная схема преобразователя частоты.

На фиг. 5 приведена структурная схема модуля управления и цифровой обработки сигналов.

На фиг. 6 приведена структурная схема формирователя сигнала.

При реализации предложенного способа выполняется следующая последовательность действий:

- размещают антенные элементы на передних панелях многоканальных приемопередающих модулей в узлах прямоугольной или треугольной сетки, с шагом по вертикали и горизонтали, определяемым требуемым сектором сканирования, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях -1;

- соединяют каждый излучатель со входом-выходом одного из каналов многоканального приемопередающего модуля - 2;

- формируют антенное полотно активной фазированной антенной решетки из многоканальных приемопередающих модулей, устанавливая их рядом друг с другом таким образом, чтобы поверхности их передних панелей были расположены в одной плоскости, а расстояние между излучателями сохранялось неизменным в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом передние панели приемопередающих модулей выполняют функцию экрана - 3;

- формируют сигнал гетеродина и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности с заданной формой путем установки фазовых и амплитудных соотношений передаваемого сигнала в каналах приемопередающих модулей - 4;

- в режиме приема усиливают принимаемые сигналы, преобразуют по частоте, выполняют дискретизацию сигнала на промежуточной частоте с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля и формируют из полученных отсчетов требуемое число лучей приемной диаграммы направленности путем весового суммирования сигналов в системе цифрового диаграммообразования - 5;

- формируют опорный сигнал с фиксированной частотой и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала в режиме передачи формируют передаваемый сигнал во встроенном формирователе сигнала и распределяют его на каналы этого модуля, при этом усиливают передаваемый сигнал в передающей части каждого канала встроенным усилителем мощности - 6;

- в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала формируют сигнал дискретизации, который используют для дискретизации сигнала с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля, при этом количество типов формируемых передаваемых сигналов в разных многоканальных приемопередающих модулях определяют, исходя из необходимого числа формируемых передающих диаграмм направленности - 7.

Реализация предложенного способа построения АФАР возможна, например, с помощью устройства, включающего в себя (фиг. 1) N приемопередающих модулей (ППМ) 1, блок управления (БУ) 2, первый управляющий выход которого подключен к управляющему входу блока формирования сигналов (БФС) 3, второй управляющий выход - ко входу управления системы цифрового диаграммообразования (СЦДО) 4 и N управляющих выходов, подключенных к управляющим входам всех ППМ 1, а вход является управляющим входом АФАР. Выходы сигнала гетеродина Fгет и опорного сигнала FO БФС 3 подключены к распределительной системе (PC) 5.

PC 5 имеет N выходов сигнала гетеродина Fгет, соединенных со входами гетеродина ППМ 1 и N выходов опорного сигнала FO, соединенных со входами опорного сигнала ППМ 1.

ППМ 1 содержит первый делитель мощности (ДМ) 6 и формирователь сигнала (ФС) 7, входы которых являются, соответственно, гетеродинным и опорным входом ППМ 1, модуль управления и цифровой обработки сигналов (МУЦОС) 8, вход дискретизации которого соединен с выходом сигнала дискретизации Fд формирователя сигнала 7, а управляющий вход является управляющим входом ППМ 1. Управляющий вход формирователя сигнала 7 соединен с одним из управляющих выходов МУЦОС 8.

ППМ 1 содержит также М каналов, каждый из которых содержат последовательно соединенные фазовращатель (ФВ) 9, вход которого является входом канала и соединен с одним из выходов передаваемого сигнала формирователя сигнала 7, а управляющий вход является первым управляющим входом канала и соединен с одним из управляющих выходов МУЦОС 8, усилитель мощности (УМ) 10, циркулятор (Ц) 11 и антенный элемент (АЭ) 12.

К выходу циркулятора 11 подключены последовательно соединенные малошумящий усилитель (МШУ) 13, преобразователь частоты (ПРЧ) 14, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом канала и подключен к одному из М выходов первого делителя мощности 6, управляющий вход является вторым управляющим входом канала и подключен к одному из управляющих выходов МУЦОС 8, а выход является выходом промежуточной частоты (ПЧ) канала и подключен к одному из входов ПЧ МУЦОС 8.

Выход данных МУЦОС 8 является выходом данных ППМ 1 и соединен с одним из N входов данных СЦДО 4, управляющий вход МУЦОС 8 является управляющим входом ППМ 1 и соединен с одним из N управляющих выходов БУ 2.

СЦДО 4 (фиг. 2) имеет К формирователей 15 по числу формируемых лучей, каждый из которых содержит TV каналов, при этом входы i-тых каналов (i=1…N) в формирователях 15 объединены. Каждый канал формирователя 15 содержит перемножитель 16, первый вход которого является входом канала, ко второму входу подключен выход постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 17, а выход перемножителя 16 является выходом канала и подключен к одному из N входов цифрового сумматора 18, выход которого подключен к одному из К входов интерфейса (И) 19. Выход интерфейса 19 является выходом СЦДО 4 и всего устройства. СЦДО 4 может быть выполнено, в зависимости от числа ППМ 1 и числа лучей К, в виде одной или нескольких программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

Блок управления (БУ) 2 (фиг. 3) имеет устройство управления (УУ) 20, вход которого является управляющим входом АФАР. УУ 20 также имеет 3+N управляющих выходов, которые являются управляющими выходами БУ 2. УУ 20 может быть выполнено, в зависимости от числа ППМ 1 и числа лучей К, в виде одной или нескольких программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

ПРЧ 14 (фиг.4) представляет собой последовательно соединенные первый смеситель (СМ) 21, вход которого является входом ПРЧ 14, а гетеродинный вход - гетеродинным входом ПРЧ 14 и усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 22, выход которого является выходом промежуточной частоты (ПЧ) ПРЧ 14, а управляющий вход - управляющим входом ПРЧ 14.

МУЦОС 8 (фиг.5) включает в себя М аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 23, входы которых являются входами ПЧ МУЦОС 8, входы сигнала дискретизации подключены к выходам второго делителя мощности (ДМ) 24, а выходы подключены ко входам блока управления и обработки (БУО) 25. Первый, второй и третий управляющие выходы БУО 25 являются, соответственно, первым, вторым и третьим управляющими выходами МУЦОС 8. Выход данных и управляющий вход БУО 25 являются, соответственно, выходом данных и управляющим входом МУЦОС 8. Вход второго делителя мощности 24 является входом дискретизации МУЦОС 8.

БФС 3 представляет собой два синтезатора частоты, обеспечивающих формирование сигнала гетеродина Fгет и опорного сигнала Fo. При этом могут быть использованы, например, синтезаторы и усилители из [3 - стр. 142-143. Mini-Circuits. RF & Microwave components guide. 2010].

PC 5 представляет собой делители мощности, разветвляющие сигнал гетеродина Fгет и опорный сигнал Fo на N выходов с помощью делителей мощности [3 - стр. 136-140].

Формирователь сигнала 7 содержит (фиг. 6) синтезатор частот (СЧ) 25, опорный вход которого является опорным входом формирователя сигнала 7, вход управления является входом управления формирователя сигнала 7, а выход дискретизации - выходом дискретизации формирователя сигнала 7. Сигнальный выход синтезатора частот 25 соединен со входом второго смесителя 26, гетеродинный вход которого является гетеродинным входом формирователя сигнала 7, а выход подключен ко третьему делителю мощности 27. Выходы третьего делителя мощности 27 являются выходами формирователя сигнала 7.

АФАР работает следующим образом.

В режиме передачи в синтезаторе частот 25 формирователя сигнала 7 формируется передаваемый сигнал ПС, который с помощью второго смесителя 26 переносится в область рабочих частот АФАР и разветвляется по числу каналов ППМ 1 в третьем делителе мощности 27. В случае формирования одной передающей ДН во всех ППМ 1 формируются одинаковые передаваемые сигналы. В случае необходимости одновременно формировать несколько независимых передающих ДН, имеющиеся в АФАР ППМ 1 в режиме передачи программно объединяются в подрешетки, количество которых равно количеству формируемых ДН. При этом в каждой подрешетке могут использоваться разные типы передаваемых сигналов.

АФАР формирует передающую ДН путем установки в ППМ 1 требуемых фазовых соотношений регулировкой сдвига фазы передающего сигнала ПС в фазовращателях 9. При необходимости, амплитудное распределение в АФАР может быть установлено соответствующим выбором усиления в усилителях мощности 10 разных каналов ППМ 1.

Для случая плоской прямоугольной АФАР, в которой формируется одна передающая ДН с направлением максимума ϕ, θ соответственно по азимуту и углу места, апертура которой содержит Nx АЭ 12, установленных вдоль координаты X на расстоянии dx, и Ny АЭ 12, установленных вдоль координаты Y, на расстоянии dy, ДН F(ϕ,θ) определяется как [2 - стр. 27-28]:

где Axi, Ayi - коэффициенты амплитудного распределения вдоль координат X и Y соответственно;

ψхi, ψy - коэффициенты фазового распределения, представленные в виде фазовых сдвигов в фазовращателях 9.

С выходов фазовращателей 9 передаваемый сигнал усиливается в УМ 10, и через циркулятор 11 поступает на АЭ 12 и излучается в пространство. После этого АФАР переходит в режим приема.

В случае разделения АФАР на L подрешеток, в каждой подрешетке в соответствии с формулой (1) может аналогично формироваться своя передающая ДН Fll, θl,), где ϕl и θ - направления масимумов передающих ДН, l=1…L.

В режиме приема принимаемые отраженные сигналы с выхода каждого АЭ 12 в каждом ППМ 1 проходят через циркулятор 11, усиливаются в МШУ 13, преобразуются по частоте в ПРЧ 14 и представляются в виде цифровых отсчетов Smn(t) с помощью АЦП 23.

Из полученных цифровых отсчетов формируют приемную одно- или многолучевую ДН путем весового суммирования в СЦДО 4. Число формируемых лучей определяется назначением АФАР и количеством передающих ДН.

Отсчеты i-го луча с направлением максимума ϕi, θi вычисляются путем умножения цифрового потока с каждого ППМ 1 в перемножителях 16 на весовой множитель Wmni, θi,)из ПЗУ 17 и суммирования в цифровом сумматоре 18. Диаграмма направленности для i-го приемного луча имеет вид

Сформированные отсчеты К приемных лучей с выходов формирователей 15 поступают в интерфейс 19, где преобразуются в последовательную форму и в виде последовательных кодов передаются на выход АФАР.

В предлагаемом способе за счет использования формирователей сигнала 7 в каждом ППМ 1 возможно программное разделение АФАР в режиме передачи на подрешетки, которые формируют независимые передающие ДН в различных направлениях с разными типами передаваемых сигналов. В случае необходимости работы с максимальным коэффициентом усиления АФАР все ППМ 1 работают синхронно и формируют одну передающую ДН.

В предлагаемом способе усилители мощности 10 установлены в каждом канале многоканального ППМ, их выход через циркулятор 11 соединен с антенным элементом 12. В то время как в прототипе сигнал с выхода усилителя мощности поступает на распределительную систему, где он ослабляется на величину от 1 до 5 дБ в зависимости от конструкции и количества ППМ. Соответственно, в прототипе в эфир излучается сигнал со сниженной мощностью из-за потерь в распределительной системе. Таким образом, в предлагаемом способе потери передаваемого сигнала ниже на величину от 1 до 5 дБ, чем в прототипе.

Работоспособность предлагаемого способа была проверена на макете устройства (фиг. 1). Испытания показали совпадение полученных характеристик с расчетными.

Способ построения активной фазированной антенной решетки, при котором размещают антенные элементы на передних панелях многоканальных приемопередающих модулей в узлах прямоугольной или треугольной сетки, с шагом по вертикали и горизонтали, определяемым требуемым сектором сканирования, соответственно, в вертикальной и горизонтальной плоскостях, соединяют каждый излучатель со входом-выходом одного из каналов многоканального приемопередающего модуля, формируют антенное полотно активной фазированной антенной решетки из многоканальных приемопередающих модулей, устанавливая их рядом друг с другом таким образом, чтобы поверхности их передних панелей были расположены в одной плоскости, а расстояние между излучателями сохранялось неизменным в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом передние панели приемопередающих модулей выполняют функцию экрана, формируют сигнал гетеродина и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в режиме передачи формируют передающую диаграмму направленности с заданной формой путем установки фазовых и амплитудных соотношений передаваемого сигнала в каналах приемопередающих модулей, в режиме приема усиливают принимаемые сигналы, преобразуют по частоте, выполняют дискретизацию сигнала на промежуточной частоте с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля и формируют из полученных отсчетов требуемое число лучей приемной диаграммы направленности путем весового суммирования сигналов в системе цифрового диаграммообразования, отличающийся тем, что формируют опорный сигнал с фиксированной частотой и распределяют его на многоканальные приемопередающие модули, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала в режиме передачи формируют передаваемый сигнал во встроенном формирователе сигнала и распределяют его на каналы этого модуля, при этом усиливают передаваемый сигнал в передающей части каждого канала встроенным усилителем мощности, в каждом приемопередающем модуле с помощью опорного сигнала формируют сигнал дискретизации, который используют для дискретизации сигнала с выхода приемной части каждого канала приемопередающего модуля, при этом количество типов формируемых передаваемых сигналов в разных многоканальных приемопередающих модулях определяют, исходя из необходимого числа формируемых передающих диаграмм направленности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для использования в фазированных антенных решетках (ФАР) для построения излучающей системы ФАР. Согласно способу располагают диэлектрические подложки прямоугольной формы с линейками печатных вибраторов над проводящим экраном, устанавливают диэлектрические подложки таким образом, чтобы их плоскости были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно проводящему экрану, а печатные вибраторы были расположены эквидистантно в узлах прямоугольной сетки, при этом устанавливают расстояние dY между соседними диэлектрическими подложками по оси Y из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y, а расстояние dX между печатными вибраторами по оси X из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X, выполняют запитку каждого печатного вибратора с помощью полосковой линии, которую подключают к внешнему фидеру.

Изобретение относится к антенной решетке. Антенная решетка для определения координат радиолокационной цели, содержащая N излучающих элементов 4.1-4.N, где N - число используемых частотных поддиапазонов, причем расстояние между смежными излучающими элементами выбирают равным половине длины волны, соответствующей максимальной частоте диапазона используемых частот, излучающие элементы располагают так, чтобы сигналы различных частотных поддиапазонов были распределены по номерам излучающих элементов от 1-го до N-го по некоторому закону, N аналоговых приемников 5.1-5.N, N аналогово-цифровых преобразователей 6.1-6.N, устройство хранения результатов измерений 7, имеющее N+1 входов и Q=N×P выходов, где Р - число частот в одном поддиапазоне, вычислительное устройство 8, имеющее Q выходов, Q умножителей 9.1-9.N, имеющих по два входа, суммирующее устройство 10, имеющее Q входов, устройство управления 11, имеющее 4 выхода, и устройство отображения результатов измерений 12, отличающаяся тем, что в ней система формирования когерентной сетки эквидистантно расстроенных частот заменена на формирователь 1 такой сетки частотных поддиапазонов ΔF1, ΔF2,…,ΔFN, что каждая частота ƒij ≠ kƒnl, k ∈ Z; i, ; j, , имеющий N выходов, введены N широкополосных цифроаналоговых преобразователей 2.1-2.N, входы которых соединены с соответствующими выходами формирователя 1, введены N устройств 3.1-3.N, осуществляющих переключение каналов передачи и приема сигналов, соединенных с соответствующими выходами цифроаналоговых преобразователей 2.1-2.N, выходы которых соединены с соответствующими N излучающими элементами 4.1-4.N, другие выходы которых подключены к соответствующим входам N аналоговых приемников 5.1-5.N, выходы которых соединены с соответствующими входами N аналогово-цифровых преобразователей 6.1-6.N, выходы каждого из которых подключены к соответствующим N входам устройства хранения результатов измерений 7, Q выходов которого подключены к соответствующим входам Q умножителей 9.1-9.N, выходы которых подключены к соответствующим Q входам суммирующего устройства 10, выход которого подсоединен к устройству управления 11, один из выходов которого соединен с устройством отображения результатов измерений 12, другие выходы устройства управления 11 подключены к соответствующим входам устройства хранения результатов измерений 7, вычислительного устройства 8, Q выходов которого подсоединены к Q умножителям, и формирователя 1 сетки частотных поддиапазонов ΔF1, ΔF2,…,ΔFN, N выходов которого соединены с соответствующими входами N цифроаналоговых преобразователей 2.1-2.N.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано для продления срока службы радиокомплексов. Технический результат настоящего изобретения - обеспечение восстановления проектных ДН плоских ФАР лишь на основе знания проектных параметров плоской ФАР и вида деформированной ДН.

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к конструкции приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток СВЧ-диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона дополнительно содержит на входе каждого канала направленный ответвитель мощности, а на выходе направленный ответвитель мощности, соединенный с системой контроля мощности, при этом выход каждого канала соединен с его входом через СВЧ выключатель, передающий канал содержит n-разрядный ступенчатый аттенюатор и дополнительный n-разрядный ступенчатый аттенюатор, имеющие одну схему управления, при этом вход n-разрядного ступенчатого аттенюатора подключен к выходу n-разрядного ступенчатого фазовращателя, а выход ко входу дополнительного n-разрядного ступенчатого аттенюатора, выход которого подключен ко входу согласующего усилителя, выход которого подключен ко входу предварительного усилителя.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к фазированным антенным решеткам, имеющим модульную архитектуру для управления и мониторинга. Система фазированной антенной решетки может включать в себя множество подрешеток радиочастотных (РЧ) мозаичных элементов, расположенных в определенном порядке с образованием РЧ-апертуры.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенным решеткам. Полосковая линейная антенная решетка содержит коллинеарные щелевые излучатели, и делитель мощности на симметричной полосковой линии, выходные полосковые проводники которого замкнуты проводящими перемычками на один из экранов полосковой линии, и две проводящие стенки, замыкающие экраны полосковой линии между собой, образуя узкие стенки прямоугольного волновода, широкие стенки которого образованы экранами полосковой линии, отличающаяся тем, что щелевые излучатели прорезаны в первой проводящей стенке, расположенной вблизи прямолинейного края экранов полосковой линии, параллельного проводящим стенкам и осевой линии щелевых излучателей, а выходные полосковые проводники проходят через разрывы во второй проводящей стенке, содержат Т-образные полосковые разветвления в каждом излучателе и замыкаются на один из экранов полосковой линии внутри прямоугольного волновода вблизи краев щелевого излучателя.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к устройству активной фазированной антенной решетки. АФАР содержит командно-вычислительный пункт (КВП), блок пространственно-временной обработки управления и контроля (БПВОУК), N модулей пространственной обработки управления и контроля (МПОУК) и М АППМ.

Использование: для прямого преобразования энергии электромагнитного поля СВЧ диапазона радиоволн в постоянный электрический ток. Сущность изобретения заключается в том, что антенная решетка с обработкой сигнала состоит из М=2,3,4,… рядов линейных вибраторов, лежащих в одной плоскости и равноудаленных друг от друга на расстояние, кратное λ/2, причем в каждом ряду имеется N=2,3,4,… вибраторов каждый длиной λ/2 распределенных таких образом, что в каждом из М рядов концы соседних вибраторов соединены между собой по постоянному току (N-1) диодами, включенными по постоянному току последовательно и однополярно, свободные концы крайних вибраторов М рядов соединены между собой параллельно и однополярно и подключены к нагрузке антенны, при этом выводы каждого из (N-1)M диодов укорочены или удлинены до размера λ/2, а концы соседних вибраторов и диодов в каждом ряду соединены между собой под углом 90°.

Изобретение относится к радиотехническому приборостроению и может найти применение при проектировании активных фазированных антенных решеток (АФАР) с цифровым формированием и электронным управлением диаграммой направленности в широком секторе при широкополосном зондировании целей.

Изобретение относится способу пространственно-временного многолучевого кодирования. Технический результат направлен на улучшение качества сигнала в точке приема и уменьшении времени на передачу символа.
Наверх