Модульная передающая активная фазированная антенная решетка и разворачиваемый излучатель (варианты)

Изобретение относится к антенной технике, а именно к активным фазированным решеткам (АФАР), преимущественно к модульным передающим (МП) АФАР коротковолнового и ультракоротковолнового диапазонов. Технический результат - повышение эффективности за счет снижения потерь в полупроводящей среде и повышение надежности конструкции разворачиваемых излучателей. Для этого МП АФАР состоит из блока автоматизированного управления параметрами (БАУП), коммутатора информационных сигналов, из N модулей. Каждый модуль выполнен в виде автономной конструкции, погруженной в толщу земли, и включает блок формирования радиотракта, возбудитель, разворачиваемый излучатель и исполнительный механизм подъема-спуска излучателя. Каждый излучатель в исходном состоянии размещен в трубе, изолированной от влияния полупроводящей среды. Развертывание и свертывание излучателей осуществляется автоматически по сигналам от БАУП. В рабочем положении излучатели выдвинуты над поверхностью земли, чем обеспечивается снижение тепловых потерь в полупроводящей земле. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Группа изобретений объединена единым изобретательским замыслом, относится к радиотехнике и заявленная модульная передающая (МП) активная фазированная антенная решетка (АФАР) предназначена для использования в коротковолновом (KB) и ультракоротковолновом (УКВ) диапазонах с возможностью управления формой и ориентацией в пространстве ее диаграммы направленности (ДН), изменения суммарной излучаемой мощности, а также установки в исходном положении излучателей ниже уровня поверхности земли и их автоматизированного приведения в рабочее положение.

Известны передающие фазированные антенные решетки (ФАР), излучатели которых установлены ниже поверхности земли. Так, известная подземная ФАР по пат. РФ №2133531, 1999 г., состоит из группы плоских антенных модулей, каждый из которых выполнен в виде пары ортогональных симметричных шунтовых излучателей, подключенных к блоку фазирования группового тракта, включающего сумматоры, делители мощности, линии задержки (фазовращатели).

Недостатком данного аналога является относительно низкая устойчивость к различного рода дестабилизирующим факторам (изменению макроскопических параметров среды заложений, вибрационным нагрузкам и т.п.), приводящих к снижению эффективности ФАР.

Известна также поземная АФАР по пат. РФ №2170997 от 20.07.2001 г., состоящая из блока базовых антенных модулей (ББАМ). Каждый из ББАМ выполнен в виде пары ортогональных плоских симметричных излучателей, возбуждаемых независимо. ББАМ установлены попарно симметрично относительно центра апертуры ФАР, образуя кольцевую решетку. ББАМ размещены в толще земли и подключены к соответствующим фидерам, которые в свою очередь подключены к входам фидерного тракта. Фидерный тракт состоит из переключателей ортогональных симметричных излучателей, линий задержки, инверторов и сумматора. Путем коммутации соответствующих излучателей и их фазирования достигается возможность управления формой и ориентацией в пространстве максимума ДН.

Недостатком указанного аналога является его низкая эффективность (коэффициент усиления - КУ) при заложении его ББАМ в толщу земли обеспечивающую необходимую степень их защиты от ударных и вибрационных нагрузок.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленной является Подземная передающая модульная активная фазированная антенная решетка по патенту РФ №2325742, опубл. 27.05.2008, МПК H01Q 21/00 (2006.01), H01Q 1/04 (2006.01).

Модульная передающая АФАР - прототип состоит из N≥2, базовых антенных модулей (БАМ), каждый из которых включает пару ортогональных симметричных излучателей, размещенных в толще земли и блок формирования радиоканалов (БФРК), блок автоматизированного управления параметрами (БАУП) АФАР. БАУП снабжен шиной ввода исходных данных. Блок из Р≥2 возбудителей и коммутатор информационных сигналов (КИС). М≥1 информационных входов КИС являются соответствующими информационными входами передающей модульной АФАР. Р информационных выходов КИС подключены к соответствующим Р информационным входам блока возбудителей (БВ). В свою очередь Р сигнальных выходов БВ подключены к соответствующим Р сигнальным входам БФРК. N сигнальных выходов БФРК подключены к соответствующим N сигнальным входам блока БФРК. Шины управляющих выходов «уровень мощности» и «регулировка мощности» БАУП АФАР подключены к аналогичным входам ББАМ. Шины управляющих выходов «затухание», «коррекция уровня сигнала», «фаза» и «радиоканал» БАУП АФАР подключены к аналогичным входам БФРК. Шины управляющих выходов «возбудитель» и «информационный сигнал» БАУП АФАР подключены к аналогичным входам КИС.

Недостатком ближайшего аналога является его относительно невысокая эффективность - КУ, обусловленная значительными потерями в среде заложения АФАР.

Известны излучатели, выполненные с возможностью их развертывания и свертывания, например разворачиваемая антенна по авт. св. СССР №1521196 от 13.04.87 г. Аналог содержит излучатель, установленный на оголовке, закрепленном на опоре, которая выполнена в виде спирали из упругой ленты. Спираль установлена в корпусе и закреплена на подвижном элементе. Оголовок снабжен фиксатором угловых перемещений опоры. Конструкция также содержит фиксатор линейных перемещений опоры, выполненный в виде двуплечных рычагов.

Недостатком данного аналога является высокая вероятность заклинивания при развертывании, вызванная возникновением сил трения между спиралями ленты.

Известна также надувная антенна по пат. США №5132699, от 21.07.1992 г. Антенна состоит из эластичного рукава, один конец которого закреплен на основании, другой заглушен. Рукав выполнен в виде соединенных между собой полос, армированных полосами из фольги. При развертывании антенны рукав наполнен газом, при свертывании - газ утилизируют, а рукав приобретает компактную плоскую спираль.

Недостатком известной антенны является ее высокая парусность, вероятность нарушения герметичности рукава, что исключает возможность приведения антенны в рабочее положение. Отмеченное снижает надежность антенны.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленной является известная антенна, выполненная с возможностью ее развертывания и свертывания, по пат. Японии №524, кл. 98(3) D 012, от 9.01.1970 г. Конструкция ближайшего аналога состоит из основания, на котором закреплен излучатель. Плечи излучателя выполнены в виде складывающихся элементов, которые удерживают антенну в рабочем положении.

Недостатком прототипа является его высокая подверженность дестабилизирующим факторам (влажность, дождь, снег и т.п.), что приводит к высокой вероятности заклинивания элементов конструкции при ее развертывании (свертывании).

Техническим результатом при использовании заявленных МПА ФАР и ее излучателя (варианты) является повышение их КПД и сохранение его стабильности при воздействии дестабилизирующих факторов (дождь, снег, влажность, температура и т.п.) на среду заложения АФАР.

Заявленные технические решения расширяют арсенал средств данного назначения.

Указанный технический результат при использовании заявленной МП АФАР достигается тем, что в известной модульной передающей активной фазированной антенной решетке, содержащей блок автоматизированного управления параметрами (БАУП) МП АФАР, снабженный шиной ввода исходных данных, коммутатор информационных сигналов (КИС), М≥1 информационных входов которого являются М информационными входами МП АФАР и N≥2 модулей, содержащих излучатели, каждый модуль установлен автономно в местах, координаты которых заданы принятой функцией размещения модулей в пределах выделенной площади апертуры АФАР. Каждый n-й модуль, где n=1, 2,…,N, состоит из излучателя, выполненного с возможностью его развертывания и свертывания, исполнительный механизм подъема-спуска (ИМПС) излучателя, блока формирования радиотракта (БФРТ) и возбудителя. Сигнальный вход БФРТ подключен к входу излучателя. Сигнальный вход возбудителя подключен к сигнальному входу БФРТ. Шины управляющих выходов «подъем-спуск», «фаза», «уровень мощности», «передача», «коррекция уровня сигнала», «коррекция фазы», «координаты модуля» и «модуль» БАУП АФАР, а также шина «информационный сигнал» КИС с помощью дополнительной шины информации и управления подключены к соответствующим входам каждого из N модулей. Шина управления «сигнал» КИС подключена к одноименному входу БАУП АФАР. Управляющий вход «подъем-спуск» n-го модуля является управляющим входом «подъем-спуск» ИМПС, выход которого поключен к управляющему входу исполнительного механизма подъема-спуска излучателя. Входы «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание», «коррекция уровня сигнала», «коррекция фазы», «координаты модуля» n-го модуля является соответствующими входами БФРТ. Входы «модуль» и «информационный сигнал» n-го модуля является соответственно управляющими и информационными входами возбудителя.

БФРТ состоит из фазокорректора и каскадно включенных по сигнальному тракту фазовращателя, усилителя-корректора, аттенюатора, измерителя мощности и фазометра, выход которого является сигнальным выходом блока. Управляющие входы «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание» и «коррекция уровня сигнала» блока являются управляющими входами соответственно фазометра, измерителя мощности, широкополосного усилителя мощности, аттенюатора, усилителя-корректора. Выход фазокорректора подключен к управляющему входу фазовращателя, сигнальный вход которого является сигнальным входом блока.

Каждый модуль установлен ниже поверхности полупроводящей среды, причем конструкция излучателя в свернутом положении размещена в изолированном от полупроводящей среды модуля ниже, а в развернутом - выше поверхности полупроводящей среды.

Перечисленная новая совокупность существенных признаков за счет размещения излучателей в исходном положении ниже поверхности в изолированном от влияния дестабилизирующих факторов модуле, повышает надежность конструкции излучателя, а возможность в рабочем положении установить излучатель выше поверхности полупроводящей земли существенно снижает в ней тепловые потери и, следовательно повышает эффективность МП АФАР в целом, что и обеспечивает возможность достижения сформулированного технического результата.

Указанный технический результат при использовании заявленного излучателя (Вариант 1) достигается тем, что в известном излучателе, содержащей основание, на котором укреплен излучатель со складывающимися элементами, излучатель выполнен в виде трубчатого проводника, нижняя часть которого запрессована в диэлектрический поршень (ДП), который закреплен на подвижном основании. В полости нижней части ДП установлена лебедка, состоящая из электродвигателя, редуктора и барабана с закрепленными на нем проводами верхней емкостной нагрузки (ПВЕН). ПВЕН через сверления в ДП соединены шарнирно с верхними концами складывающихся элементов в виде четырех штанг. Нижние концы штанг шарнирно закреплены попарно и ортогонально на верхнем торце ДП. Верхние концы штанг соединены с соответствующими ПВЕН. Излучатель, ДП, лебедка, ПВЕН и штанги в свернутом состоянии установлены в трубе с герметической заглушкой, которая заглублена в толще полупроводящей среды (земле). Вдоль длины трубы выполнен разрез, кромки которого соединены с направляющими швеллером. В швеллере установлена на подшипниках винтообразная ось. Верхний конец оси соединен с валом электродвигателя (ЭД) подъема-спуска, а нижняя часть оси установлена в отверстие с винтообразной резьбой подвижной платформы. Верхняя часть трубы снабжена металлической крышкой. ЭД лебедки снабжена подпружиненным контактом для подключения ЭД в развернутом положении с помощью контакта, установленного в верхней части трубы. Нижняя кромка трубчатого проводника подключена с помощью отрезка провода к подпружиненному контакту для подключения к центральному проводнику коаксиального фидера, экранная оболочка которого подключена к электрически соединенным друг к другом и с трубой проводами противовеса, радиально расположенных относительно трубы.

Достижение указанного технического результата при использовании излучателя (Вариант 2) обеспечивается тем, что в известном излучателе, содержащем основание, на котором укреплен излучатель со складывающимися элементами, излучатель выполнен в виде трубчатого проводника, нижняя часть которого запрессована в диэлектрическую втулку (ДВ). ДВ установлена соосно в полости металлической гильзы с основанием. В полость трубчатого проводника соосно с ним установлен диэлектрический поршень (ДП), нижний торец которого снабжен основанием. На вершине основания закреплено металлическое кольцо, с которым шарнирно соединены верхние концы четырех металлических элементов. Нижние концы элементов шарнирно закреплены с вершиной ДВ. В свернутом положении конструкция излучателя размещена в трубе с герметичным дном. Труба погружена в полупроводящую среду (землю) и снабжена крышкой. В полости ДП, соосно с ним установлена винтообразная ось. Нижний конец оси через отверстие с резьбой в основании ДП скреплен в валом электродвигателя подъема-спуска излучателя, установленным на дне трубы. К нижним концам металлических элементов закреплены проводники верхней емкостной нагрузки, которые в свернутом состоянии излучателя размещены в зазоре между внутренней поверхностью трубы и внешней поверхностью металлической гильзы. Нижний конец трубчатого проводника подключен к подпружинному контакту, к которому в развернутом положении излучателя подключается центральный проводник коаксиального фидера. Экранная оболочка фидера подключена к трубе и проводам противовеса, радиально расположенным относительно трубы. В основании металлической гильзы установлен паз, обеспечивающий фиксацию гильзы в развернутом состоянии излучателя с помощью электромагнита, установленного в верхней части трубы.

Достижение технического результата при использовании излучателя (Вариант 3) достигается тем, что в известном излучателе, содержащем основание на котором укреплен излучатель со складывающимися элементами, излучатель выполнен в виде трубчатого проводника с металлическим основанием. Нижняя часть излучателя запрессована в диэлектрическую втулку (ДВ), на вершине которой установлено металлическое кольцо. С металлическим кольцом шарнирно соединены нижние концы нижних четырех металлических элементов, верхние концы которых шарнирно соединены с нижними концами верхних металлических элементов. В полости трубчатого диэлектрического поршня (ДП), соосно с ним установлена винтообразная ось. Нижний конец оси через отверстие с винтообразной резьбой в основании поршня скреплена с выходным валом электродвигателя подъема-спуска, размещенного под основанием поршня. На вершине трубчатого диэлектрического поршня закреплено металлическое кольцо, к которому шарнирно закреплены верхние концы верхних металлических элементов. Конструкция излучателя в свернутом положении размещена в металлической трубе с герметичным дном и снабженной металлической крышкой. Труба погружена в полупроводящую среду (землю). Металлическое кольцо с помощью проводника подключено к подпружинному контакту, установленному в основании излучателя, который в развернутом положении излучателя подключен с помощью подпружинного контакта в верхней части трубы к центральному проводнику коаксиального фидера, размещенного вдоль металлической поверхности трубы. Экранная оболочка фидера подключена к проводникам противовеса, радиально расположенных относительно трубы. В нижней части основания излучателя установлен паз, который в развернутом положении излучателя совместно с электромагнитом, расположенным в верхней части трубы, обеспечивает фиксацию конструкции в развернутом положении.

Во всех трех вариантах излучателя число проводов противовеса выбирают в пределах 8-12, а длину каждого провода противовеса равной высоте трубчатого проводника. Провода противовеса размещают на поверхности земли или под ее поверхностью.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в каждом из вариантов излучателя практически исключено влияние дестабилизирующих факторов (дождь, снег, вибрационные нагрузки и т.п.) на конструкцию излучателя в исходном (свернутом) состоянии, что снижает вероятность заклинивания и поломок излучателя при его развертывании, свертывании. Отмеченное указывает на возможность достижения указанного технического результата при использовании каждого из вариантов излучателя.

Заявленные технические решения поясняются чертежами, на которых показано:

на фиг. 1 - общий вид и схема подключения модулей МП АФАР;

на фиг. 2 - вариант эквидистантного размещения модулей АФАР;

на фиг. 3 - вариант неэквидистантного размещения модулей АФАР;

на фиг. 4 - структурная схема МП АФАР;

на фиг. 5 - структурная схема алгоритма работы МП АФАР;

на фиг. 6, 7, 8 - конструкция излучателя (Вариант 1) на различных этапах его развертывания;

на фиг. 9, 10, 11 - конструкция излучателя (Вариант 2) на различных этапах его развертывания;

на фиг. 12, 13, 14 - конструкция излучателя (Вариант 3) на различных этапах его развертывания.

Заявленная МП АФАР, структурная схема которой показана на фиг. 1, состоит из совокупности N≥2 модулей 1₁, 1₂,…1_N, БАУП 2 МП АФАР, КИС 3, шины информации и управления 4. БАУП 2 снабжен шиной ввода исходных данных. М≥1 информационных входов КИС 3 являются М информационными входами МП АФАР. Шина управления «сигнал» КИС 3 подключена к одноименному входу БАУП АФАР 2. Каждый из N модулей 1 установлен автономно в месте координаты X, Y которого (см. фиг. 2, 3) заданы принятой функцией пространственного разнесения модулей в пределах площади апертуры АФАР. Каждый модуль 1 состоит из излучателя 5, выполненного с возможностью его развертывания и свертывания, ИМПС 6, БФРТ 7, сигнальный выход которого подключен к входу излучателя 5, возбудителя 15, сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу БФРТ 7. Шины управляющих выходов «подъем-спуск» П1, «фаза» П2, «уровень мощности» П3, «передача» П4, «затухание» П5, «коррекция уровня сигнала» П6, «коррекция фазы» П7, «координаты модуля» П8, «модуль» П9 БАУП 2, а также ши-на«информационный сигнал» П10 КИС 3 с помощью дополнительной шины информации и управления 4 подключены к соответствующим входам n-го, где n=1, 2,≥N, модуля 1_n.

Управляющий вход «подъем-спуск» n-го модуля 1_n является управляющим входом «подъем-спуск» ИМПС 6, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного механизма, например электродвигателя, излучателя 5. Входы «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание», «коррекция уровня сигнала», «коррекция фазы» и «координаты модуля» n-го модуля 1_n являются соответствующими управляющими входами БФРТ 7. Входы «модуль» и «информационный сигнал» n-го модуля 1_n являются соответственно управляющим и информационным входами возбудителя 15.

БФРТ предназначен для формирования тракта прохождения сигнала по предварительно заданным исходным данным, поступающим на управляющие входы БФРТ.

БФРТ 7 состоит из фазокорректора 13, управляющие входы «коррекция фазы» и «координаты модуля» которого являются соответствующими управляющими входами n-го модуля 1_n, а также каскадно включенных по сигнальному тракту фазовращателя 14, усилителя-корректора 12, аттенюатора 11, широкополосного усилителя мощности 10, измерителя мощности 9 и фазометра 8. Выход фазометра 8 является сигнальным выходом БФРТ 7.

Управляющие входы «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание» и «коррекция уровня сигнала» БФРТ 7 являются управляющими входами соответственно фазометра 8, измерителя мощности 9, широкополосного усилителя мощности 10, аттенюатора 11 и усилителя-корректора 12. Выход фазокорректора 13 подключен к управляющему входу фазовращателя 14, сигнальный вход которого является сигнальным входом БФРТ 7. Каждый модуль 1 установлен ниже поверхности полупроводящей среды (земли). Конструкция излучателя 5 в свернутом положении также размещена ниже, а в развернутом выше поверхности полупроводящей среды.

КИС 3 предназначен для коммутации любого из М информационных входов на вход «информационный сигнал» любого из N модулей 1 по командам, поступающим по N-разрядной шине «информационный сигнал» П10. КИС 3 может быть выполнен различным образом, в частности, по схеме высокочастотного коммутатора, описанного в патенте РФ №2325742, 2008 г., фиг. 5.

БАУП 2 МП АФАР предназначен для формирования управляющих сигналов в соответствии с поступающими на вход исходными данными, используемыми затем для формирования радиотракта в каждом из модулей 1, установки и поддержания их параметров в процессе работы МП АФАР. БАУП 2 может быть реализован в виде процессора. Блок-схема, поясняющая работу БАУП 2 показана на фиг. 5.

Широкополосный усилитель мощности (ШПУМ) 10 предназначен для усиления до заданного уровня мощности сигнала в БФРК 7. В качестве ШПУМ 10 может быть использован серийно выпускаемый промышленностью усилитель мощности СУМ Р 631-2Б или марки 15Э1389-6 с регулируемой выходной мощностью. При таком исполнении сигнальный вход и выход ШПУМ 10 подключены к выходу и входу соответственно аттенюатора 11 и измерителя мощности 9, к управляющим входам которых и управляющему входу ШПУМ 10 подключены n-е разряды от N-разрядных шин «затухание» П5, «уровень мощности» П3, чем обеспечивается регулирование выходной мощности n-го модуля 1_n.

Измеритель мощности 9 предназначен для непрерывного измерения уровня мощности, подводимой к входу излучателя 5 и формирования соответствующего этому уровню сигнала, передаваемого затем в БАУП 2 МП АФАР, где при необходимости, вырабатывается управляющий сигнал для корректировки уровня мощности. Измеритель мощности 9 может быть реализован в виде датчиков тока и напряжения, установленных на выходе ШПУМ 10. Датчики тока и напряжения, предназначенные для контроля передаваемой по фидеру мощности сигнала, известны и описаны, например, в книге Кушнир Ф.В. Электроизмерения: учебное пособие для вузов. - М.: Энергоатом, издат. Ленинградсткое отделение, 1983 г. - С.22-23.

Фазометр 8 предназначен для непрерывного измерения фазы в.ч. сигнала на выходе БФРТ 7 и формирования соответствующего этому уровню сигнала, передаваемого затем в БАУП 2 МП АФАР, где, при необходимости, вырабатывается управляющий сигнал, с последующей его передачей на вход фазокорректора 13 по n-й разряду N-разрядной шины «коррекция фазы» П7.

Фазокорректор 13 совместно с фазовращателем 14 предназначены для формирования фазового сдвига в.ч. сигнала, поступающего на сигнальный вход фазовращателя 14. Управляющие сигналы на установку требуемой фазы поступают от БАУП 2 МП АФАР.

В качестве фазовращателя 14 и фазокорректора 13 могут быть использованы известные коммутируемые дискретные реактивные цепи, реализованные, например, на отрезках коаксиального кабеля (см. пат. РФ №2276454 от 10.05.2006).

Усилитель-корректор 12 предназначен для усиления поступающих на его вход в.ч. сигналов до пороговых уровней, достаточных для номинальной работы ШПУМ 10, в соответствии с управляющими сигналами поступающими от БАУП 2 ПМ АФАР по шине «коррекция уровня сигнала» П6. Схема усилителя-корректора 12 может быть реализована в виде усилителя с регулируемой величиной тока в нагрузке. Схемы таких усилителей известны и описаны, например, в книге Войшвилло Г.В. Усилительные устройства. - М.: Радио и связь, 1983. - с.87-90.

Аттенюатор 11 предназначен для регулировки уровня в.ч. сигнала, поступающего с выхода усилителя корректора 12 на вход ШПУМ 10. В качестве аттенюатора могут быть использованы известные схемы мостовых балансных регуляторов. Управление аттенюатором обеспечивается управляющими сигналами по шине «затухание» П5, формируемыми в БАУП 2 ПМ АФАР.

Возбудитель 15 предназначен для генерирования несущего в.ч. сигнала с частотой, задаваемой по шине «модуль» П9, и затем модулируемого информационным сигналом, поступающим по шине «информационный сигнал» П10 на информационный вход П10 возбудителя 15. В качестве возбудителя 15 может быть использован выпускаемый промышленностью возбудитель типа Р-170 В.

Первый вариант излучателя модуля ФАР, показанный на фиг.6, 7, 8 состоит из трубчатого проводника 100, с внутренним диаметром поперечного сечения d, внешним - D и высотой Н_изл. Нижняя часть проводника 100 запрессована в диэлектрический поршень 101, который уставлен на подвижной платформе 102. В полости нижней части поршня 101 установлена лебедка, состоящая из электродвигателя 103, редуктора 104 и барабана 105 с гладкими наружными поверхностями. На барабане 105 закреплены провода верхней емкостной нагрузки (ПВЕН) 106 с изоляторами 122 (см. также фиг.8), которые через сверление 107 в диэлектрическом поршне 101 и соосную с ним полость трубчатого проводника 100, через ролики 123 соединены с помощью колец 124 с верхними концами штанг 108 (фиг.105). Нижние концы штанг 108 с помощью шарниров 125 закреплены на верхнем торце диэлектрического поршня 101. Четыре штанги 108 на верхнем торце диэлектрического поршня 101 размещены попарно и взаимоортогонально (см. фиг.6, а). С штангами 108 соединены соответственно четыре ПВЕН 106. На фиг.6 показана одна пара ПВЕН 106. Ортогональная ей пара не показана. Описанная конструкция установлена в трубе 109 высотой Н_тр и внутренним диаметром D_тp, которая заглублена в толщу полупроводящей среды. Труба 109 в нижней ее части снабжена герметичной заглушкой 126. От основания трубы 109 до высоты Н_шв в трубе выполнен разрез 110, кромки которого по всей длине соединены с П-образным швеллером 111 (см. также фиг.6, б). Верхняя часть трубы 109, начиная с высоты Н_шв расположена в металлическом контейнере 127 пронизывая его насквозь. Габариты контейнера 127 Н_кон, А и В выбирают из конструктивных соображений (см. также фиг.6, в). В контейнере 127 установлены блок формирования радиотракта (БФРТ) 128. Исполнительный механизм подъема-спуска (ИМПС) 129 и электродвигатель 114 подъема-спуска платформы 102. Электродвигатель 114 с помощью провода 131 подключен к выходу ИМПС 129. В П-образном швеллере 111 вертикально установлена винтообразная ось 113, поддерживаемая подшипниками 112, и верхним концом соединенная с валом электродвигателя 114 подъема-спуска. Нижняя часть винтообразной оси 113 установлена в отверстии с винтовой резьбой подвижной платформы 102. Верхняя часть трубы 109 снабжена металлической крышкой 115, закрепленной на верхнем торце трубчатого проводника 100 и электрически подключенной к нему. На крышке 115 установлено монтажное кольцо 132 для установки (выемки) излучателя. Контейнер 127 снабжен технологическим люком 133. Электродвигатель 103 лебедки снабжен подпружиненным контактом 116 для подключения электропитания через соответствующий контакт 117 в верхней части трубы 109 в развернутом положении излучателя (см. фиг.7 и 8). Контакт 117 с помощью провода 134 подключен к выходу ИМПС 129. Нижняя кромка трубчатого проводника 100 отрезком проводника 118 подключена к подпружиненному контакту 119 для соединения в развернутом положении излучателя с центральным проводником коаксиального кабеля 120 от выхода БФРТ 128 через соответствующий контакт 135, закрепленный в верхней части трубы 109 (см. также фиг.7 и 8). Экранная оболочка коаксиального кабеля 120 подключена к проводам противовеса 121 (точка "а"), которые электрически соединены друг с другом путем их подключения к стенкам металлического контейнера 127 - точка "б" (см. также фиг.7, а). Длину l_пр выбирают равной высоте Н_изл трубчатого проводника 100. Число проводов противовеса, радиально установленных относительно контейнера 127, выбирают в пределах 8-12 штук. Сигналы управления электропитания и информационные сигналы на входы БФРТ 128, ИМПС 129 и возбудителя 130 подают через соответствующие порты с помощью шины управления и информации 4 (см. фиг.4).

Второй вариант излучателя модуля АФАР, показанный на фиг.9, 10, 11, состоит из трубчатого проводника 200 с внутренним диаметром поперечного сечения d, внешним диаметром D (см. фиг.9, б) и высотой H₁ (см. фиг.9). В полости проводника 200, соосно с ним, установлен трубчатый диэлектрический поршень 204 с основанием 205 и общей высотой Н_пор. В полости диэлектрического поршня 204 соосно с ним установлена винтообразная ось 212, которая пропущена через отверстие с винтообразной резьбой основания 205 поршня 204. Нижний конец винтообразной оси 212 скреплен с валом ротора электродвигателя 213 подъема-спуска. Нижняя часть проводника 200 до высоты Н_вт запрессована в диэлектрическую втулку 201, которая в свою очередь соосно установлена в полость металлической гильзы 202 с основанием 203. Для обеспечения фиксации излучателя в развернутом состоянии основание 203 имеет паз 217. Общая высота гильзы 202 с основанием 203 составляет Н_г. На верхнем торце диэлектрической втулки 201 с помощью шарниров 219 закреплены попарно и ортогонально нижние концы диэлектрических штанг 220 с упорами 221, а их верхние концы, с помощью шарниров 222, соединены с нижними концами металлических штанг 207. Верхние концы металлических штанг 207 с помощью шарниров 223 прикреплены к металлическому кольцу 206, которое в свою очередь снизу прикреплено к поршню 204. Сверху к кольцу 206 прикреплена металлическая крышка 211, снабженная монтажным кольцом 224. Описанная конструкция излучателя установлена в трубу 209 с герметичным дном 210. Труба 209 общей высотой Н_тр и с внутренним диаметром поперечного сечения D_тp (см. так же фиг.9, б) погружена в полупроводящую среду. Верхняя часть трубы 209 примыкает к металлическому контейнеру 225 с габаритами Н_кон, А и В (см. также фиг.9, а). К выступам 226, расположенным на нижних концах штанг 207, подключены проводники верхней емкостной нагрузки (ПВЕН) 214, которые в исходном состоянии уложены в зазорах между внутренней поверхностью металлической трубы 209 и внешней поверхностью гильзы 202. Всего в конструкции излучателя четыре ПВЕН 214 в виде жестких металлических стержней, из которых два на фиг.9 не показаны. В контейнере 225 размещены блок формирования радиотракта (БФРТ) 227, возбудитель 228 и исполнительный механизм подъема-спуска (ИМПС) 229 излучателя. Контейнер 225 снабжен технологическим люком 230. Радиально относительно установки 16 металлической трубы 209 размещены провода 241 противовеса, длина l_пр каждого из которых выбрана равной высоте излучателя в развернутом состоянии Н_из (см. фиг. 9, а). Провода 241 противовеса электрически соединены путем подключения их к металлической трубе 209 и металлическому корпусу контейнера 225. В верхней части трубы 209, в месте ее соединения с контейнером 225 установлен электромагнит 218, который с помощью провода 231 подключен к выходу ИМПС 227. Кабель питания 233 с выхода ИМПС 229 уложен в полости П-образного швеллера 234, закрепленного вертикально на внешней поверхности трубы 209 и через разъем 235 подключен к электродвигателю 213 подъема-спуска. Нижняя кромка трубчатого проводника 200 с помощью проводника 236, заложенного в диэлектрической трубке 237, подключен к подпружиненному контакту 215. Центральный проводник коаксиального кабеля 216 с выхода БФРТ 227 подключен к установленному в верхней части трубы 209 подпружиненному контакту 238, а внешний проводник коаксиального кабеля 216 подключен к подпружиненному контакту 239, корпусу контейнера 225 и проводам 241 противовеса. Число проводов 241 противовеса выбирают в пределах 8-12 штук. Сигналы управления электропитания и информационные сигналы на входы ИМПС 229, возбудителя 228 и БФРТ 227 подают через соответствующие порты с помощью шины управления и информации 4 (см. фиг. 4).

Третий вариант излучателя модуля АФАР, показанный на фиг. 12, 13, 14, состоит из внутреннего трубчатого проводника 300 с металлическим основанием 301 (см. фиг. 12). Металлический проводник 300 имеет внутренний диаметр поперечного сечения d, внешний диаметр D (см. фиг. 12, а) и высоту H_изл(см. фиг. 12). Для обеспечения фиксации излучателя в развернутом состоянии основание 301 имеет паз 319. В средней части проводника 300 закреплено диэлектрическое кольцо 321, исключающее заклинивание элементов излучателя при его развертывании. Нижняя часть проводника 300 запрессована в диэлектрическую втулку 302 высотой Н_вт. На вершине втулки 302 установлено металлическое кольцо 303 (см. фиг. 12) с внутренним диаметром d_к (см. фиг. 12, а). К металлическому кольцу 303 с помощью шарниров 322 закреплены попарно и ортогонально нижние концы металлических штанг 304. Верхние концы металлических штанг 304, с помощью шарниров 323, соединены с нижними концами металлических штанг 305, верхние концы которых с помощью шарниров 324 прикреплены к металлическому кольцу 310, закрепленному на вершине трубчатого диэлектрического поршня 306 с основанием 307. На металлическом кольце 310 закреплена металлическая крышка 313, снабженная монтажным кольцом 325. Трубчатый диэлектрический поршень 306 высотой Н_пор установлен в полости проводника 300 соосно с ним. В полости диэлектрического поршня 306, соосно с ним, установлена винтообразная ось 308, которая через отверстие с винтообразной резьбой в основании 307 нижним концом скреплена с валом электродвигателя 309 подъема-спуска, подключенного к выходу исполнительного механизма подъема-спуска (ИМПС) 326, вместе с которым установлен блок формирования радиотракта (БФРТ) 327 и возбудитель 328 в металлическом контейнере 329. На внешней поверхности контейнера 329 закреплена труба 330 (в частности, с квадратным сечением), (см. так же фиг.12, а), имеющая электрический контакт с контейнером 329. В трубе 330 размещен коаксиальный фидер 317, который через сопряженные отверстия 331 в контейнере 329 и трубе 330 подключен к выходу БФРТ 327. Центральный проводник коаксиального фидера 317 подключен к установленному в верхней части трубы 330 подпружиненному контакту 316. Экранная оболочка коаксиального фидера 317 подключена к установленному в верхней части трубы 330 подпружиненному контакту 332. В верхней части квадратной трубы 330, установлен электромагнит 320, который с помощью провода 333, размещенного в трубе 330, подключен к выходу БФРТ 327. Описанная конструкция излучателя установлена в трубе 311 с герметичным дном 312. Труба 311 общей высотой Н_тр и с внутренним диаметром поперечного сечения D_тp (см. так же фиг.12, а) погружена в полупроводящую среду. Вдоль металлической трубы 311 длиной Н_шв выполнен разрез 334, кромки которого по всей длине соединены с П-образным швеллером 335 (см. также фиг.12, а). Радиально относительно установки металлической трубы 311 размещены провода 318 противовеса, длина l_пр каждого из которых выбрана равной высоте Н_изл (см. фиг. 12 и 13). Провода 318 противовеса электрически соединены путем подключения их к металлической трубе 311 (точка "б"), которая в свою очередь подключена к внешнему проводнику коаксиального фидера 317 (точка "а"). Число проводов 318 противовеса выбирают в пределах 8-12 штук. Нижняя кромка металлического кольца 303 с помощью проводника 33, размещенного в диэлектрической трубке 336, подключена к подпружиненному контакту 315, с помощью которого в развернутом положении излучатель подключается через подпружиненный контакт 332 к центральному проводнику коаксиального фидера 317. Сигналы управления, электропитания и информационные сигналы на входы ИМПС 326, БФРТ 327 и возбудителя 328 подают через соответствующие порты с помощью шины управления и информации 4 (см. фиг. 4).

Конкретные физические размеры элементов конструкции выбирают как из конструктивных соображений, учитывающих эксплуатационные требования, так из требований по достижению необходимых электрических параметров излучателя: частотного диапазона, качества согласования и т.п.

Заявленное устройство работает следующим образом. Первоначально N модулей 1 устанавливают автономно в пределах площади апертуры АФАР (фиг.1). Координаты X_n, Y_n места установки n-го модуля 1_n предварительно определяют с учетом рельефа площадки, которая в общем случае может иметь неровности (фиг. 2, 3). В зависимости от характера неровностей или других препятствий, ограничивающих возможность установки модуля 1, структура АФАР может иметь как эквидистантный (фиг.1, 2), так и неэквидистантный (фиг.3) характер. Модули 1, в том числе и их излучатели, в исходном состоянии устанавливают ниже поверхности земли, представляющей собой полупроводящую среду с потерями, и подключают с помощью шины 4 информации и управления к БАУП 2, снабженному шиной ввода исходных данных, шиной «сигнал» П11, а также шинами управляющих сигналов П1-П9.

В исходном состоянии на вход «исходные данные» БАУП 2 МП АФАР подают сигналы, определяющие характеристики формируемых (одного или нескольких) радиоканалов. В частности, такими данными могут быть: число радиоканалов - β, протяженности трасс R, угловые координаты θ, φ ориентации максимума диаграммы направленности (ДН), рабочая частота f_p, коэффициент усиления (КУ) АФАР в заданном направлении, вид и род работы, требуемые превышения К_п уровня сигнала над помехой в точке приема, координаты X_n, Y_n места установки n-го модуля и др. По исходным данным, хранящимся в банке данных (см. фиг.5), для каждого из формируемых радиоканалов, рассчитывают локальную конфигурацию АФАР. Расчет заключается в определении необходимого числа модулей 1 с учетом их координат X, Y в апертуре АФАР. В частности, для формирования радиоканала с заданными энергетическими параметрами в радиолинии может применяться один модуль, совокупность модулей, расположенных вдоль одной линии, в виде двухмерной части АФАР, на двух ортогональных осях или другие конфигурации.

Формируют радиотракты каждого из модулей, составляющих ранее выбранную конфигурацию радиоканала, для чего:

формируют команду сигнал на включение модуля;

вычисляют требуемый уровень мощности P_n на выходе БФРТ 7, подводимой к разворачиваемому излучателю 5;

рассчитывают фазовый сдвиг $${\psi }_n^o$$ сигнала на выходе БФРТ 7.

Порядок расчета указанных параметров АФАР при заданных исходных данных, известен и описан, например в книге: Гвоздев И.Н., Чернолес В.П. Распространение радиоволн и антенные устройства. - Л.: ВАС, 1982. - С.61-72.

Затем вычисляют уровень сигнала P_c в точке приема в соответствии с заданными (R, f_p, K_п и т.д.), что необходимо для оценки возможности достижения требуемого энергетического потенциала радиоканала.

Вычисленные характеристики по каждому модулю являются основанием для формирования на соответствующих портах БАУП 2 управляющих сигналов:

на установку фаз (порты П7) и последующую корректировку фазы, учитывающую координаты X_n, Y_n, n-го модуля (порт П8);

на развертывание излучателя 5 (порт П1);

на установку аттенюаторов 11 (порт П5);

на включение возбудителя 15 (порт П9).

Данные по расчету P_n параметров $${\psi }_n^o$$ фазовращателя 14 и фазокорректора 13, а также параметров аттенюаторов предварительно заносят и хранят в соответствующих банках данных (см. фиг.5).

Сформированные управляющие сигналы по шинам от БАУП 2 АФАР через шину 4 информации и управления поступают на управляющие входы соответствующих портов каждого модуля 1, что приводит к срабатыванию исполнительных элементов. На этом формирование радиотрактов всех модулей, входящих в ранее выбранные конфигурации радиотрасс, завершено.

После полного приведения в рабочее состояние модуля 1 выполняют контроль уровня сигнала на выходе возбудителя 15. Данные контроля по шине П6 поступают на соответствующий вход БАУП 2, где, при отклонении уровня сигнала от нормы, формируют управляющий сигнал на его коррекцию. Этот сигнал поступает с порта П6 БАУП 2 на соответствующий вход усилителя-корректора 12.

Затем в КИС 3 выполняют коммутацию информационного сигнала, который в соответствии с управляющим сигналом с выхода П9 БАУП 2 АФАР, поступает на модуляционный вход П1 возбудителя 15.

В процессе работы АФАР осуществляют непрерывное измерение подводимой к входу n-го излучателя 5_n мощности P_n. Результаты измерений Р_изм. с выхода измерителя мощности 9 через порты П4 БФРТ 7, шины 4 информации и управления поступают на порт П3 «уровень мощности» БАУП 2 АФАР, где их сравнивают с предварительно рассчитываемым уровнем P_n. В случае Р_изм.<P_n или Р_изм.>P_n в БАУП 2 АФАР формируют управляющий сигнал соответственно на увеличение или снижение мощности. Данные измерения Р_изм. передают по шине «уровень мощности» П3 на соответствующий вход БАУП 2 АФАР, а сформированный в этом блоке управляющий сигнал на регулировку выходной мощности по шине «затухание» П5 поступает на управляющий вход П5 аттенюатора 11, где происходит соответствующая корректировка уровня сигнала.

Аналогично в процессе работы МП АФАР происходит непрерывный контроль фактического фазового сдвига $${\psi }_{изм.}^o$$ сигнала на выходе БФРТ 7. Измеренные значения по шине «фаза» П2 поступают на соответствующий вход БАУП 2, где формируется управляющий сигнал на коррекцию фазы, который по шине П7 подают на соответствующий вход П7 фазокорректора. В соответствии с значением управляющего сигнала происходит уменьшение или увеличение фазового сдвига $${\psi }_n^o$$ .

В процессе работы МП АФАР могут изменяться условия распространения радиоволн: оптимальная рабочая частота, уровень помех в точке приема, степень поглощения сигнала в тракте распространения радиоволн и другие исходные характеристики радиоканала. Для сохранения требуемой энергетики радиоканала в таких случаях на вход «исходные данные» БАУП 2 АФАР повторно вводят изменившиеся исходные данные, после чего в БАУП 2 в соответствии с рассмотренной последовательностью происходит коррекция конфигурации совокупности используемых модулей 1, установление требуемого амплитудно-фазового распределения путем изменения амплитуд и фаз сигналов в соответствующих модулях, вычисление параметров радиоканала и регулирования мощности на выходах БФРТ 7 до уровня, обеспечивающего сохранение необходимого энергетического потенциала в изменившихся условиях работы радиоканалов.

Таким образом в заявленной МП АФАР при нежестких требованиях к рельефу площадки, для развертывания апертуры АФАР, обеспечивается снижение времени ее развертывания, возможность снижения затрат на ее установку и демонтаж, а также повышения ее эффективности за счет снижения потерь в полупроводящей среде и достижения более высокой стабильности ее электрических параметров при возможных вариациях макроскопических параметров среды заложения АФАР.

Работа излучателей 5 осуществляется следующим образом.

Вариант 1, конструктивная схема которого показана на фиг. 6, 7, 8. При подаче на вход «подъем-спуск» П1 исполнительного механизма подъема-спуска (ИМПС) 129 управляющего сигнала на подъем излучателя по кабелю 131 подается напряжение на включение электродвигателя 114 (фиг. 6), на валу которого закреплена винтообразная ось 113. При вращении оси 113 происходит подъем подвижной платформы 102 и закрепленного на ней диэлектрического поршня 101 до тех пор пока подпружиненный контакт 116, электродвигателя 103 не войдет в контакт 117, установленный в верхней части трубы 109. При этом электродвигатель подъема-спуска 114 выключается. Промежуточное положение излучателя принимает вид, показанный на фиг. 7. Через электрически соединенные контакты 116 и 117 по кабелю 134 с выхода 134 ИМПС 129 подается питание на электродвигатель 103 лебедки развертывания ПВЕН 106. При работе электродвигателя 103 через редуктор 104 происходит сматывание ПВЕН 106 с барабана 105.

При этом верхние концы штанг 108 с закрепленными с ними через ролики 123 концами ПВЕН 106 опускаются к поверхности земли, благодаря шарнирному их соединению с вершиной диэлектрического поршня 101. Для исключения замыкания ПВЕН 106 на землю и на элементы ИМПС 129 концы ПВЕН 106 соединены с штангами 108 и проводами барабана 105 через изоляторы 122. При завершении подъема платформы 102 подпружиненный контакт 119, установленный в верхней части диэлектрического поршня 101 соединяется с контактом 135, к которому подключен центральный проводник коаксиального кабеля 120, подключенного к в.ч. выходу БФРТ 128. В свою очередь контакт 119 с помощью отрезка провода 118 подключен к нижней кромке трубчатого проводника 100. Завершенный вид излучатели в развернутом положении показан на фиг. 8. В электрическом смысле такой излучатель представляет собой несимметричный вибратор с верхней емкостной нагрузкой фиг. 8 а.

Процесс свертывания излучателя происходит в обратном порядке. С помощью электродвигателя 103 производится наматывание на барабан 105 ПВЕН 106. При завершении наматывания штанги 108 оказываются прижатыми к трубчатому проводнику 100 (фиг. 7). После чего включают электродвигатель 114 подъема-спуска и вся конструкция «втягивается» в трубу 109 до исходного состояния (фиг. 6).

Вариант 2 излучателя показан на фиг. 9 (исходное положение), фиг. 10 (промежуточное положение), фиг. 11 (развернутое положение). При подаче на вход «подъем-спуск» П1 ИМПС 229 управляющего сигнала на развертывание излучателя, по кабелю 233 от выхода ИМПС 229, через разъем 235, установленный в нижней части трубы 209 подается питание на электродвигатель подъема-спуска 213. При вращении вала электродвигателя 213 с помощью винтообразной оси 212 осуществляется подъем диэлектрического поршня 204 с диэлектрическим основанием 205. Подъем диэлектрического поршня 204 происходит вместе с металлической гильзой 202, имеющей основание 203, и с трубчатым проводником 200, нижняя часть которого запрессована в диэлектрическую втулку 201, которая в свою очередь установлена в полости металлической гильзы 202. Подъем осуществляется до тех пор пока паз 217 в основании 203 не войдет в фиксирующий контакт с электромагнитом 218, установленным в верхней части трубы 209 (см. фиг. 10). Кроме того, на этом этапе развертывания центральный проводник коаксиального кабеля 216 с помощью подпружиненного контакта 215 и проводника 237 подключается к основанию трубчатого проводника 200, а ПВЕН 214 выходят из зазора между внутренней поверхностью трубы 209 и внешней поверхностью металлической гильзы 202. Затем под действием собственной массы шарнирно закрепленные диэлектрические штанги 220 принимают горизонтальное положение, тем самым раскрывая ПВЕН 14 как продолжение металлических штанг 207. На этом процесс развертывания излучателя завершен (см. фиг. 11). В электродинамическом смысле в развернутом положении излучатель представляет собой несимметричный вибратор с вынесенной точкой питания и верхней емкостной нагрузкой (фиг.11а). Такая схема предпочтительна в случае более жестких требований по согласованию, т.к. выбором соотношения высот металлической гильзы 202 и трубчатого проводника 200, а также соотношения диаметров их поперечных сечений можно в широких пределах изменять входные параметры излучателя, добиваясь наилучших условий его согласования с выходом БФРТ 227.

Процесс свертывания излучателя выполняется в обратной последовательности. По управляющему сигналу «спуск» электродвигатель 213, вращает винтообразную ось 212 в обратную сторону, тем самым опуская диэлектрический поршень 204 с основанием 205. При этом диэлектрические 220 и металлические 207 элементы вместе с ПВЕН 214 «прижимаются» к металлической гильзе (см. фиг.10). При дальнейшем движении диэлектрического поршня 204 к основанию трубы 209 ПВЕН 214 входят в зазор между поверхностями трубы 209 и металлической гильзы 202. Процесс свертывания завершается, когда основание 205 диэлектрического поршня 204 достигает исходного положения до его развертывания, а вся конструкция излучателя погружена в полость трубы 209 (см. фиг.9).

Процесс развертывания/свертывания излучателя в Варианте 3. конструкция которого на различных этапах развертывания показана на фиг.12, 13, 14, происходит следующим образом. При подаче от БАУП 2 управляющего сигнала по шине П1 «подъем-спуск» на вход ИМПС 326, с его выхода подается электропитание на электродвигатель подъема-спуска 309, на валу которого закреплена винтообразная ось 308. При вращении оси 308 трубчатый диэлектрический поршень 306 с основанием 307 поднимается вверх до тех пор пока паз 319 в основании 301 трубчатого проводника 300 будет зафиксирован электромагнитом 320, расположенным в верхней части трубы 311. Одновременно с помощью подпружиненного контакта 315, установленного в основании 301 трубчатого проводника 300, и подпружиненного контакта 316 в верхней части трубы 311, центральный проводник коаксиального кабеля 317 подключается через проводник 314 к металлическому кольцу 303. Шарнирно закрепленные на металлическом кольце 303 нижние металлические элементы 304 под действием собственной массы отклоняются от оси трубчатого проводника 300, тем самым отклоняя также верхние металлические элементы 305, соединенные с ними шарнирно (см. фиг. 14). На этом процесс развертывания излучателя завершен.

В электродинамическом смысле такой излучатель представляет собой объемный вибратор с шунтовым возбуждением (см. фиг. 14 а). Такая схема оказывается предпочтительной при необходимости достижения более широкодиапазонной работы излучателя по согласованию.

Процесс свертывания излучателя происходит в обратном порядке. Электродвигатель 309 включают на противоположное вращение (относительно направления на развертывание). За счет вращения винтообразной оси 308 основание 307 диэлектрического поршня 306, трубчатый проводник 300 с основанием 301 и диэлектрическая втулка 302 погружаются в полость трубы 311. Одновременно шарнирно скрепленные между собой диэлектрической втулкой и металлическим кольцом 310 каждая пара металлических элементов 304 и 305 «прижимается» к поверхности трубчатого проводника 300 и также полностью погружается в полость трубы 311 до исходного состояния, показанного на фиг. 12.

Во всех трех вариантах электродвигатели подъема-спуска 114 (вариант 1), 213 (вариант 2) и 319 (вариант 3) выполнены реверсивными.

Таким образом, заявленные варианты излучателей обеспечивают более высокую их надежность, за счет снижения вероятности заклинивания их элементов, благодаря меньшему влиянию на них дестабилизирующих факторов. Также заявленные излучатели обладают более высокой эффективностью за счет уменьшения потерь в полупроводящей земле в рабочем режиме, что указывает на возможность достижения сформулированного технического результата при их использовании.

металлическом кольце 303 нижние металлические элементы 304 под действием собственной массы отклоняются от оси трубчатого проводника 300, тем самым отклоняя также верхние металлические элементы 305, соединенные с ними шарнирно (см. фиг.14). На этом процесс развертывания излучателя завершен.

В электродинамическом смысле такой излучатель представляет собой объемный вибратор с шунтовым возбуждением (см. фиг.14а). Такая схема оказывается предпочтительной при необходимости достижения более широкодиапазонной работы излучателя по согласованию.

Процесс свертывания излучателя происходит в обратном порядке. Электродвигатель 309 включают на противоположное вращение (относительно - направления на развертывания). За счет вращения винтообразной оси 308 основание 307 диэлектрического поршня 306, трубчатый проводник 300 с основанием 301 и диэлектрическая втулка 302 погружаются в полость трубы 311. Одновременно шарнирно скрепленные между собой диэлектрической втулкой и металлическим кольцом 310 каждая пара металлических элементов 304 и 305 «прижимается» к поверхности трубчатого проводника 300 и также полностью погружается в полость трубы 311 до исходного состояния, показанного на фиг.12.

Во всех трех вариантах электродвигатели подъема-спуска 114 (вариант 1), 213 (вариант 2) и 319 (вариант 3) выполнены реверсивными.

Таким образом, заявленные варианты разворачиваемых излучателей обеспечивают более высокую их надежность, за счет снижения вероятности заклинивания их элементов, благодаря меньшему влиянию на них дестабилизирующих факторов. Также заявленные излучатели обладают более высокой эффективностью за счет уменьшения потерь в полупроводящей земле в рабочем режиме, что указывает на возможность достижения сформулированного технического результата при их использовании.

1. Модульная передающая активная фазированная антенная решетка (АФАР), содержащая блок автоматизированного управления параметрами (БАУП) АФАР (2), снабженный шиной ввода исходных данных, коммутатор информационных сигналов (КИС) (3), М≥1 информационных входов которого являются М информационными входами модульной передающей АФАР, и N≥2 модулей (1₁-1_N), каждый из которых включает излучатель, отличающаяся тем, что каждый модуль (1) установлен автономно в местах, координаты которых заданы принятой функцией размещения модулей в пределах площади апертуры АФАР, n-й модуль (1_n), где n=Т, 2,…N, состоит из излучателя (5), выполненного с возможностью его развертывания и свертывания, исполнительного механизма подъема-спуска (ИМПС) (6) излучателя (5), блока формирования радиотракта (БФРТ) (7), сигнальный выход которого подключен к входу излучателя (5), возбудителя (15), сигнальный вход которого подключен к сигнальному входу БФРТ (7), шины управляющих выходов «подъем-спуск», «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание», «коррекция уровня сигнала», «коррекция фазы», «координаты модуля» и «модуль» БАУП (2) АФАР, а также шина «информационный сигнал» КИС (3) с помощью дополнительной шины (4) информации и управления подключены к соответствующим входам каждого из N модулей (1), а шина управления «сигнал» КИС (3) подключена к одноименному входу «сигнал» БАУЛ (2) АФАР, причем управляющий вход «подъем-спуск» n-го модуля (1_n) является управляющим входом «подъем-спуск» ИМПС (6), выход которого подключен к управляющему входу излучателя (5), а входы «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание», «коррекция уровня сигнала», «коррекция фазы» и «координаты модуля» n-го модуля (1_n) являются соответствующими управляющими входами БФРТ (7), а входы «модуль» и «информационный сигнал» n-го модуля (1_n) являются соответственно управляющим и информационным входами возбудителя (15).

2. Модульная передающая активная фазированная антенная решетка по п. 1, отличающаяся тем, что блок формирования радиотракта (7) состоит из фазокорректора (13), управляющие входы «коррекция фазы» и «координаты модуля» которого являются соответствующими управляющими входами n-го модуля (1_n), а также каскадно включенных по сигнальному тракту фазовращателя (14), усилителя-корректора (12), аттенюатора (11), широкополосного усилителя мощности (10), измерителя мощности (9) и фазометра (8), выход которого является сигнальным выходом блока, причем управляющие входы «фаза», «уровень мощности», «передача», «затухание» и «коррекция уровня сигнала» блока являются управляющими входами соответственно фазометра (8), измерителя мощности (9), широкополосного усилителя мощности (10), аттенюатора (11), усилителя-корректора (12), а выход фазокорректора (13) подключен к управляющему входу фазовращателя (14), сигнальный вход которого является сигнальным входом блока (7).

3. Модульная передающая активная фазированная антенная решетка по п. 1, отличающаяся тем, что каждый модуль установлен ниже поверхности полупроводящей среды, причем конструкция излучателя в свернутом положении также размещена ниже, а в развернутом - выше поверхности полупроводящей среды.

4. Излучатель, содержащий основание, на котором укреплен излучатель со складывающимися элементами, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде трубчатого проводника (100), нижняя часть которого запрессована в диэлектрический поршень (ДП) (101), который закреплен на подвижном основании (102), в полости нижней части ДП (101) установлена лебедка, состоящая из электродвигателя (103), редуктора (104) и барабана (105) с закрепленным на нем проводами верхней емкостной нагрузки (ПВЕН) (106), которые через сверление (107) в ДП (101), соединены шарнирно с верхними концами складывающихся элементов в виде четырех штанг (108), нижние концы которых шарнирно закреплены попарно и ортогонально на верхнем торце ДП (101), а верхние торцы штанг (108) соединены с соответствующими ПВЕН (106), излучатель (100), ДП (101), лебедка (105), ПВЕН (106) и штанги (125) в свернутом состоянии установлены в металлической трубе (109) с герметичной заглушкой (126) в основании трубы (109), которая заглублена в толще полупроводящей среды, вдоль длины трубы (109) выполнен разрез (110), кромки которого соединены с направляющим швеллером (111), в котором установлена на подшипниках (112) винтообразная ось (113), верхним концом соединенная с валом электродвигателя (114) подъема-спуска, нижняя часть винтообразной оси (113) установлена в отверстие с винтообразной резьбой подвижной платформы (102), а верхняя часть трубы (109) снабжена металлической крышкой (115), причем электродвигатель (103) лебедки снабжен подпружиненным контактом (116) для подключения электродвигателя в развернутом положении с помощью контакта (117), установленного в верхней части трубы (109), а нижняя кромка трубчатого проводника (100) подключена с помощью отрезка провода (118) к подпружиненному контакту (119) для его подключения к центральному проводнику коаксиального кабеля (120) с помощью контакта (135), экранная оболочка коаксиального кабеля подключена к электрически соединенным друг с другом и с трубой (109), проводам противовеса (121), радиально расположенных относительно трубы (109).

5. Излучатель по п. 4, отличающийся тем, что число проводов (121) противовеса выбирают в пределах 8-12, а длину каждого из которых равной высоте трубчатого проводника (100), причем провода (121) противовеса размещены на поверхности или под поверхностью полупроводящей среды.

6. Излучатель, содержащий основание, на котором укреплен излучатель со складывающимися элементами, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде трубчатого проводника (200), нижняя часть которого запрессована в диэлектрическую втулку (201), которая установлена соосно в полости металлической гильзы (202) с основанием (203), в полость трубчатого проводника (200) соосно с ним установлен диэлектрический поршень (204), нижний торец которого снабжен основанием (205), а на его вершине закреплено металлическое кольцо (206), с которым с помощью шарниров (223) соединены верхние концы четырех металлических элементов (207), нижние концы которых с помощью шарниров (222) закреплены с верхними концами электрических штанг (220), нижние концы которых с помощью шарниров (219) соединены с вершиной диэлектрической втулки (201), конструкция излучателя в свернутом положении размещена в металлической трубе (209) с герметичным дном (210), труба (209) погружена в полупроводящую среду и снабжена металлической крышкой (211), в полости диэлектрического поршня (204), соосно с ним установлена винтообразная ось (212), нижний конец которой, через отверстие с резьбой в основании (205) диэлектрического поршня (204) скреплен с валом электродвигателя (213) подъема-спуска излучателя, установленного на дне (210) трубы (209), к нижним концам металлических элементов (207) закреплены проводники верхней емкостной нагрузки (214), которые в свернутом состоянии излучателя размещены в зазоре между внутренней поверхностью трубы (209) и внешней поверхностью металлической гильзы (202), нижний конец трубчатого металлического проводника (200) подключен к подпружиненному контакту (215), к которому в развернутом положении излучателя подключается центральный проводник коаксиального кабеля (216), экранная оболочка которого подключена к трубе (209) и проводам противовеса (241), радиально расположенным относительно трубы (209), в основании (203) металлической гильзы (202) установлен паз (217), обеспечивающий ее фиксацию в развернутом состоянии излучателя с помощью электромагнита (218), установленного в верхней части трубы (209).

7. Излучатель по п. 6, отличающийся тем, что число проводов противовеса (241) выбирают в пределах 8-12, а длину каждого равной высоте трубчатого проводника (200), причем провода противовеса уложены на поверхности или под поверхностью полупроводящей среды.

8. Излучатель, содержащий основание, на котором укреплен излучатель со складывающимися элементами, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде трубчатого проводника (300) с металлическим основанием (301), нижняя часть излучателя запрессована в диэлектрическую втулку (302), на вершине которой установлено металлическое кольцо (303), с которым шарнирно соединены нижние концы нижних четырех металлических элементов (304), верхние концы которых шарнирно соединены с нижними концами верхних металлических элементов (305), в полости излучателя (300) соосно с ним установлен трубчатый диэлектрический поршень (306) с основанием (307), в полости трубчатого диэлектрического поршня (306), соосно с ним, установлена винтообразная ось (308), нижний конец которой, через отверстие с винтообразной резьбой в основании (307) поршня (306) скреплена с выходным валом электродвигателя (309) подъема-спуска, размещенного под основанием (307) поршня (306), на вершине трубчатого диэлектрического поршня (306) закреплено металлическое кольцо (310), к которому шарнирно скреплены верхние концы верхних металлических элементов (305), конструкция излучателя в свернутом положении размещена в металлической трубе (311) с герметичным дном (312) и снабженной металлической крышкой (313), труба погружена в полупроводящую среду, металлическое кольцо (303), с помощью проводника (314) подключено к подпружиненному контакту (315), установленному в основании (301) излучателя (300), который в развернутом положении излучателя (300) подключен с помощью подпружиненного контакта (316) в верхней части трубы (311) к центральному проводнику коаксиального фидера (317), размещенного вдоль металлической поверхности трубы (311), а экранная оболочка коаксиального фидера (317) подключена к проводникам противовеса (318), радиально расположенных относительно трубы (311), в нижней части основания (301) излучателя (300) установлен паз (319), который в развернутом положении излучателя (300) совместно с электромагнитом (320), расположенным в верхней части трубы (311), обеспечивает фиксацию конструкции в развернутом положении.

9. Излучатель по п. 8, отличающийся тем, что число проводов (328) противовеса выбирают в пределах 8-12, а длину каждого из которых равной высоте трубчатого проводника (300), причем провода (328) противовеса размещены на поверхности или под поверхностью полупроводящей среды.