Устройство распределенного автофазирования антенной решетки

 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в антенных решетках с электрическим сканированием. Цель изобретения - повышение точности фазирования при любых наклонах фазового фронта. Устройство содержит управляемые фазовращатели 1, фазовые дискриминаторы 2, канальные сумматоры 3, интеграторы 4, блок 5 управления лучом, сумматоры СВЧ 8. Для достижения цели в каждом канале, с второго по N-1 =й, входы сумматора СВЧ 8 соединены через введенные дискретные фазовращатели (ДФ) 6 И 7 с выходами фазовращателей 1 предыдущего и последующего каналов соответственно. Выход сумматора СВЧ через введенный ДФ 9 подключен к второму входу дискриминатора 2. В результате введения ДФ 6, 7, 9 сигнал на выходе сумматора СВЧ 8 может уменьшиться не более, чем на 3ДБ во всем диапазоне изменения межканальных разностей фаз Δ φ<SB POS="POST">н</SB>, что повышает точность фазирования при любых наклонах фазового фронта. Коды управления ДФ могут вырабатываться в блоке 5. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ÄÄSUÄÄ1S0 4 (51) 4 Н 01 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llP ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4340324/24-09 (22 ) 02. 11.87 (46 ) 07.09.89. Бюл. N 33 (71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (72) С.В.Есин, В.И.Каганов и

А.П.Пирхавка (53) 62 1.386.677 (088.8) (56) Самойленко В.И., Шишов Ю.А., Управление фазированными антенными решетками. -М.: Радио и связь, 1983, с.80. (54) УСТРОЙСТВО РАСПРЕДЕЛЕННОГО

АВТОФАЗИРОВАНИЯ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в антенных решетках с элЕктрическим сканированием. Цель изобретения — повышение точности фазирования при любых наклонах фазового фронта. Устр-во содержит управляемые

2 фаз овращатели 1, фаз овые дискриминаторы 2, канальные сумматоры 3, интеграторы 4, блок 5 управления лучом, сумматоры СВЧ 8. Для достижения цели в каждом канале, с второго по N-1-й входы сумматора СВЧ 8 соединены через введенные дискретные фазовращатели (ДФ) 6 и 7 с выходами фазовращателей

1 предыдущего и последующего каналов соответственно. Выход сумматора

СВЧ через введенный ДФ 9 подключен к второму входу дискриминатора 2.

В результате введения ДФ 6, 7, 9 сигнал на выходе сумматора СВЧ 8 может уменьшиться не более чем на ЗдБ во всем диапазоне изменения межканальных разностей фаз д у, что повыи шает точность фаэирования при любых наклонах фазового фронта. Коды управления ДФ могут вырабатываться в блоке 5. 1 ил., 1 табл.

3 1506497

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в антенных решетках с электрическим сканированием, Цель изобретения — повышение точности фазирования при любых наклонах фазового фронта.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. 10

Устройство распределенного. автофазирования антенной решетки содержит управляемые фаэовращатели 1, фаэовые дискриминаторы 2, канальные сумматоРы 3, интеграторы 4, блок 5 управле- 15 ния лучом, первые дискретные фаэовращатели 6, вторые дискретные фазовращатели 7, сумматоры 8 СВЧ и третьи дискретные фаэовращатели 9.

Устройство работает следующим об- 20 раз ом.

Дпя обеспечения необходимого фазового распределения, фронт которого изменяется под воздействием внешних условий, связанных с протяженностью 25 фидерных линий, в устройстве распределенного автефазирования антенной решетки в соответствии с алгоритмом распределенного фаэирования фаза сигнала на выходе каждого канала, начиная с второго по (cu-1)-й канал, подстраивается под среднее значение фаз сигналов предыдущего и последующего каналов. Фаза выходных сигналов первого и N-го каналов подстраивается под фазу сигнала на выходе второго и (N-1)-го каналов соответственно.

Если номинальное значение межканальных разностей фаз и p y. — ;... где

1 — номер канала, 1 2,3,:., N 1, 40 определяемое величиной и знаком напряжения, подаваемого через шину управления на управляющий вход канального сумматора 3 с выхода блока 5 управления лучом, не превышает по 45 модулю 45, то при использовании синфазного сумматора 8 СВЧ третий дискретный фазовращатель 9 вносит фазовый сдвиг 90 . При достижении Лср„по модулю значения 45 амплитуда вы50 ходкого сигнала сумматора СВЧ 8 умень. шится до уровня 0,707 (-3 дБ) от своей величины при Ь И„=O. На такую же величину снизится коэффициент передачи разомкнутого контуРа фазовой

BBTOfl0IICTP0HKH.

Для того, чтобы предотвратить дальнейшее снижение амплитуды выходного сигнала сумматора 8 СВЧ при превышении модулем д („значения 4я ", фазовый сдвиг, вноснмыи тем из диск.ретных фазовращателей (первым 6 или вторым 7), который связывает вход сумматора 8 СВЧ с выходом канала с меньшей фазой выходного сигнала, изменяется на 90 . В результате разность фаз суммируемых в сумматоре 8

СВЧ колебаний снижается и амплитуда выходного сигнала сумматора 8 СВЧ возрастает. Очевидно, что данная коммутация изменяет фазу выходного сигнала сумматора 8 СВЧ на 45 . Поэто" му одновременно должно измениться состояние третьего дискретного фаэовращателя 9 вносимый им фазовый сдвиг уменьшается на 45

В том случае, когда величина да „ по модулю превышает 90, необходимо изменить на 90 фазовый сдвиг, вносимый тем дискретным фазовращателем, который связывает вход сумматора 8

СВЧ с выходом канала с большей фазой выходного сигнала. При этом для восстановления знака обратной связи контура автоподстройки фазы и для компенсации изменения фазового сдвига в одном иэ дискретных фазавращателей (первом 6 или втором

7), стоящих на входах сумматора 8 ,СВЧ„ необходимо изменить состояние третьего дискретного фазовращателя

9: вносимый им фазовый сдвиг должен составлять 225 .

При увеличении модуля Л4„на величину, превышающую 135, первый 6 и второй 7 дискретные фаэовращатели не вносят фазового сдвига, а третий дискретный фаэовращатель 9 должен вносить сдвиг 270 . Это обеспечивает инвертирование выходного сигнала сумматора 8 СВЧ и поддержание неизменным знака обратной связи.

Таким образом, первый 6 и второй 7 дискретные фазовращатели служат для уменьшения колебаний амплитуды сигнала на выходе сумматора 8 СВЧ.

Третий дискретный фазовращатель 9 компенсирует фазовый сдвиг, вносимый первым 6 и вторым 7 фаэовращателями, и поддерживает неизменный знак обратной связи контура авторегулирования фазы.

Выравнивание электрических длин линий передачи, подключенных к входам фазовых дискриминаторов 2, проводится при состояниях дискретных фаэоод управления дискретыми фазовращателями

Величина 4Ч

1 2

i 3

/4 л/4 л/8 Л/4 } Зл/8

0 (/nqÄ/ с45

45 4Ц н 90

45 (а 4 н< -90

90

-90 M g (-135О

13 5 с д чн 6180

0 0 0 0 0

0 1 1 0 О

1 0 1 0 0

1 0 0 1 1

0 1 0 1 1

0 0 1 1

5 15064 вращателей 6, ; и 9, соответстнующих режиму 0 /й(/„/ 45

При реалиэации дискретных фаэовращателей 6, 7 и 9 в виде коммутирующих отрезков линий передачи длиной

Л n (n = 0,1 ) и Л/4 для первого 6 и второго 7 дискретных фазонращателей и Л/8, Л/4 и ЗЛ/8 для третьего дискретного фаэовращателя 9 можно положить, что подключение отрезка линии н дискретных фазовращателях

6, 7 и 9 происходит при подаче на соответствующий вход устройства управления уровня напряжения логической единицы.

Описанный алгоритм управления дискретными фазовращателями 6, 7 и 9 сведен в таблицу.

Таким образом, в результате нведе- 20 ния дополнительных дискретных фазовращателей 6, 7 и 9 при описанном дополнительном фазировании входных и выходных сигналов сумматора 8 СВЧ сигнал на его выходе может уменьшить- 25 ся не более, чем на 3 дБ во всем диапазоне изменения межканальных разностей фаэ n q> что повышает точность фазирования формируемых устройством сигналов при любых наклонах фазового 30 фронта. Коды управления дискретными фаэовращателями могут вырабатываться в блоке упранления лучом.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство распределенного автофазирования антенной решетки, содер97

6 жащее N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных управляемого фазовращателя, сигнальный вход которого является входом канала, фазового дискриминатора, канального сумматора, интегратора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фаэовращателя, N-2 сумматоров СВЧ, блок управления лучом, выходы которого подключены к второму нходу соответствующего канального сумматора, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фазирования при любых наклонах фазовог6 фронта, в каждом канале, начиная с второго по (N-1)-й, первый и второй входы сумматора СВЧ соединены через введенные первый и второй дискретные фаэовращатели с выходами управляемых фазовращателей предыдущего и последующего . каналов соответственно, а выход сумматора СВЧ через введенный третий дискретный фазонращатель подключен к второму входу фазового дискриминатора, первые нходы фазовых дискриминаторов первого и N-го каналов соединены с выходами упраапяемых фазо" нращателей второго и (N-1)-ro каналов соответственно. а управляющие входы первого. нторого и третьего дискретных фазовращателей через шину управления соединены с дополнительными выходами блока управления лучом,