Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии



Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии
Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии

 


Владельцы патента RU 2617794:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) (RU)

Изобретение относится к области приемопередающих антенных решеток наклонной поляризации для ретрансляторов связи. Особенностью заявленной приемопередающей антенной решетки модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии является то, что все антенные излучатели выполнены в виде V-образных вибраторов, каждый антенный излучатель N пары дополнительно содержит второй V-образный вибратор, соединенный противофазно с первым V-образным вибратором, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары, а второе правое плечо первого V-образного вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары. Техническим результатом является расширение рабочего сектора углов в плоскости антенной решетки и обеспечение работы ретранслятора на наклонной и круговой поляризации электромагнитных волн. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области приемопередающих антенных решеток для ретрансляторов связи многофункциональных аппаратно-программных комплексов, беспилотных летательных информационных комплексов, ретрансляторов связи диспетчерских центров.

Аналогом заявляемого устройства является антенное ретранслирующее устройство, осуществляющее прием и передачу сигнала при измерении диаграмм вторичного излучения антенн. Устройство представляет приемопередающую антенну, состоящую из пирамидального рупора, соединенного с короткозамкнутым волноводным трактом, в котором установлен амплитудно-фазовый модулятор (авторское свидетельство №315128 от 1970 г, МПК G01R 29/10, Баренова И.В., Варшавчик М.Л., Кобак В.О.).

Недостатком аналога является узкий сектор рабочих углов Δϕ, где ϕ - пространственный угол (например, угол азимута).

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого устройства является электродинамический антенный отражатель Ван-Атта, состоящий из N пар волноводных антенн в виде линейных вибраторов или волноводов, соединенных согласованными трактами одинаковой электрической длины (патент США №2908002, класс 343-776 от 1955 г.)

Прототип имеет узкую ширину диаграммы обратного рассеяния, т.е. меньшую или равную 80° (Δϕ≤80°), где ϕ - угол азимута, совпадающий с плоскостью расположения решетки антенных переизлучателей.

Целью изобретения является создание приемопередающей антенной решетки, имеющей более широкую диаграмму обратного рассеяния.

Заявляемое устройство позволяет решать следующие задачи:

- создавать переизлученный сигнал связи в широком секторе углов пространства до значения в два раза шире, чем прототип;

- использовать одно заявляемое устройство вместо двух прототипов;

- уменьшить массогабаритные характеристики ретранслятора связи.

Решение поставленных задач достигается тем, что в заявляемом устройстве все антенные излучатели выполнены в виде V-образных вибраторов с ортогональными плечами, каждый антенный излучатель N пары дополнительно содержит второй V-образный вибратор с ортогональными плечами, соединенный противофазно с первым V-образным вибратором, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары, а второе правое плечо первого V-образного вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары, при этом плечи вибраторов первого излучателя N пары соединены друг с другом через трансформатор импедансов и через боковые плечи микрополоскового делителя СВЧ мощности, среднее плечо которого подключено к СВЧ-тракту в виде коаксиального кабеля, соединено со средним плечом микрополоскового делителя СВЧ мощности второго излучателя N пары, который дополнительно содержит второй V-образный вибратор с ортогональными плечами, соединенными противофазно с первым V-образным вибратором второго излучателя N пары, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала второго излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала второго излучателя N пары, а второе правое плечо первого вибратора положительного потенциала второго излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго V-образного вибратора положительного потенциала второго излучателя N пары, при этом плечи вибраторов второго излучателя N пары соединены друг с другом через трансформатор импедансов и через боковые плечи микрополоскового делителя СВЧ мощности, все V-образные дипольные антенны всех излучателей расположены на одной оси в пространстве так, что плечи составляют угол α равный от 30° до 60° с продольной осью, причем одноименные плечи первого и второго вибраторов излучателей направлены в разные стороны, кроме того, дополнительно содержит полупроводниковые СВЧ усилители-модуляторы, встроенные в согласованные СВЧ-тракты и подключенные к модулятору пульта управления, соединенному с источником питания, кроме того, дополнительно содержит металлизированный рефлектор, находящийся над диполями, кроме того, основание антенной решетки представляет аэродинамический обтекаемый корпус с радиопрозрачными диэлектрическими окнами для вибраторов антенн, имеющий форму в виде планера «единое крыло» с вертикальным аэродинамическим хвостовым стабилизатором.

На фиг. 1 представлена конструкция заявляемого устройства, где обозначено:

1 - основание,

2, 4 - левое и правое плечи первого V-образного вибратора первого излучателя N пары,

3, 5 - правое и левое плечи второго V-образного вибратора первого излучателя N пары,

6 - два трансформатора импедансов первого излучателя, каждый в виде полоскового трехшлейфового трансформатора с короткозамкнутыми на концах шлейфами [1],

7 - делитель СВЧ мощности первого излучателя, в виде полоскового «двукратного» делителя мощности пополам [1],

8 - СВЧ-тракт в виде коаксиального кабеля,

9 - два трансформатора импедансов второго излучателя, каждый в виде полоскового трехшлейфового трансформатора с короткозамкнутыми на концах шлейфами [1],

10 - делитель СВЧ мощности второго излучателя, в виде полоскового «двукратного» делителя мощности пополам [1],

11, 13 - первое левое и второе правое плечи первого V-образного вибратора второго излучателя N пары,

12, 14 - второе правое и первое левое плечи второго V-образного вибратора второго излучателя N пары,

15 - полупроводниковые СВЧ усилители-модуляторы, встроенные в согласованные СВЧ-тракты,

16 - модулятор пульта управления,

17 - источник питания,

18 - металлизированный рефлектор.

Конструкция заявляемого устройства представляет и содержит следующее.

Электродинамическая приемопередающая антенная решетка вибраторов жестко закреплена на основании п. 1 фиг. 1, и состоит из N пар антенных излучателей в виде V-образных вибраторов с плечами п. 2 и п. 4, соединенных с помощью согласованных СВЧ-трактов п. 8 одинаковой электрической длины, каждый антенный излучатель N пары дополнительно содержит второй V-образный вибратор с плечами п. 3 и п. 5, соединенный противофазно с первым V-образным вибратором, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары, а второе правое плечо первого V-образного вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго V-образного вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары, при этом плечи вибраторов первого излучателя N пары соединены друг с другом через трансформаторы импедансов п. 6 и через боковые плечи микрополоскового делителя СВЧ мощности п. 7 первого излучателя N пары, среднее входное плечо которого подключено к СВЧ-тракту в виде коаксиального кабеля п. 8, соединено со средним входным плечом микрополоскового делителя СВЧ мощности п. 10 второго излучателя N пары, который дополнительно содержит второй V-образный вибратор с плечами п. 12 и п. 14, соединенный противофазно с первым V-образным вибратором с плечами п. 11 и п. 13, второго излучателя N пары, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала второго излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала второго излучателя N пары, а второе правое плечо первого V-образного вибратора положительного потенциала второго излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго V-образного вибратора положительного потенциала второго излучателя N пары, при этом плечи вибраторов второго излучателя N пары соединены друг с другом через два трансформатора импедансов п. 9 и через боковые плечи микрополоскового делителя СВЧ мощности п. 10, все линейные дипольные антенны всех излучателей расположены на одной оси в пространстве так, что плечи составляют угол α равный от 30° до 60° с продольной осью, причем одноименные плечи первого и второго вибраторов излучателей направлены в разные стороны, кроме того, дополнительно содержит полупроводниковые СВЧ усилители-модуляторы п. 15, встроенные в согласованные СВЧ-тракты и подключенные к модулятору п. 16 пульта управления, соединенному с источником питания п. 17, кроме того, дополнительно содержит металлизированный рефлектор п. 18, находящийся над диполями на расстоянии равном одна четвертая средней длины волны рабочего диапазона волн, кроме того, основание антенной решетки представляет аэродинамический обтекаемый корпус с радиопрозрачными диэлектрическими окнами для вибраторов антенн, имеющий форму в виде планера «единое крыло» с вертикальным аэродинамическим хвостовым стабилизатором.

Вибраторы первого излучателя 1-пары находятся в плоскости вибраторов первого излучателя N пары на прямой между ними, вместе они образуют левую половину апертуры заявляемого устройства. Вибраторы второго излучателя 1-пары находятся в плоскости вибраторов второго излучателя N пары на прямой между ними, вместе они образуют правую половину апертуры заявляемого устройства.

Таким образом, левая половина апертуры заявляемого устройства и правая половина апертуры заявляемого устройства образуют раскрыв заявляемого устройства в виде клина с углом при вершине β равным от 10° до 180° градусов (β = от 10° до 180°).

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Заявляемое устройство имеет V-образные вибраторы, каждое плечо которых работает на ортогональных поляризациях, следовательно, заявляемое устройство в целом работает на наклонной поляризации.

Предложенное устройство имеет антенные излучатели N пары в виде двух V-образных вибраторов, плечи которых возбуждаются противофазно в пространстве.

Диаграммы направленности этих антенных излучателей заявляемого устройства имеют ширину 135° и диаграммы обратного рассеяния тоже имеют ширину 135° на наклонной поляризации электромагнитных волн.

Диаграммы направленности антенных излучателей прототипа имеют ширину 45° и диаграммы обратного рассеяния тоже имеют ширину 45° и прототип не работает наклонной поляризации электромагнитных волн.

Заявляемое устройство работает на наклонной поляризации электромагнитных волн и обеспечивает приемопередачу сигнала в заданном направлении (например, на диспетчерский центр мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии), который усиливается и модулируется с помощью СВЧ диодов переключательного типа или генераторных и усиливающих СВЧ диодов, подключенных к НЧ модулятору информационного сигнала, т.е. обеспечивается ретрансляция, модуляция и усиление сигнала.

Заявляемое устройство создает на наклонной поляризации электромагнитных волн усредненную диаграмму обратного рассеяния шириной ΔϕЗУ, которая более чем в три раза шире, чем диаграмма обратного рассеяния устройства прототипа Δϕпрот, т.е.

ΔϕЗУ≥3ϕпрот.

Заявляемое устройство используется в Научно-образовательном центре защиты и поддержки интеллектуальной собственности Южного федерального университета (НОЦ ЗИС КТ ЮФУ), Научно-техническом центре «Техноцентр» Южного федерального университета, АНПОО «Кропоткинский железнодорожный техникум», Южном центре инжиниринга и трансфера технологий, открытом акционерном обществе «Научно-производственное предприятие космического приборостроения «Квант», кафедре дискретной математики и методов оптимизации (ДМиМО) ИКТИБ ЮФУ), кафедре САПР ИКТИБ ЮФУ - в качестве ретранслятора связи модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии при работе комплекса в труднодоступных горных районах (и в районах со слабым сигналом GSM сети) для повышения качества связи с диспетчерским центром комплекса, а также в качестве ретранслятора связи беспилотных летательных информационных комплексов и систем мониторинга.

Источники информации

1. В.О. Кобак. Радиолокационные отражатели. М.: Сов. радио, 1975 г.

2. Огурцов Е.С., Огурцов С.Ф. «Устройство для измерения и калибровки диаграмм направленности светоизлучающих устройств в плоскости». Патент №2361183 от 10.07.09. М.: ФГУ ФИПС, 2009.

3. Огурцов Е.С. «Конструктивный синтез автономных пассивных и полуактивных ретрансляторов, работающих от динамогенераторов на энергии поля постоянных магнитов», Сборник трудов 7 Межвуз. науч.-практич. конфер., МГОУ, 2008 г.

4. Огурцов Е.С. Комплекс для измерения и калибровки диаграмм направленности излучающих устройств. Сборник трудов Международной конференции ИРЭМВ-2009.

5. Огурцов Е.С., Огурцов С.Ф., Курейчик В.В. и др. «Автоматизированный комплекс имитации движущихся объектов для испытаний радиотехнических систем самолетов-амфибий и беспилотных летательных аппаратов». Патент на полезную модель №113371 Бюллетень №4 от 10.02.2012, М.: ФГУ ФИПС, 2012.

1. Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии, жестко закрепленная на основании, состоящая из N пар антенных излучателей, соединенных с помощью согласованных СВЧ-трактов одинаковой электрической длины, отличающаяся тем, что все антенные излучатели выполнены в виде V-образных вибраторов, каждый антенный излучатель N пары дополнительно содержит второй V-образный вибратор, соединенный противофазно с первым V-образным вибратором, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары, а второе правое плечо первого V-образного вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары, при этом плечи вибраторов первого излучателя N пары соединены друг с другом через трансформатор импедансов и через боковые плечи микрополоскового делителя СВЧ мощности, среднее плечо которого подключено к СВЧ-тракту в виде коаксиального кабеля, соединено со средним плечом микрополоскового делителя СВЧ мощности второго излучателя N пары, который дополнительно содержит второй V-образный вибратор с ортогональными плечами, соединенными противофазно с первым V-образным вибратором второго излучателя N пары, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала второго излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала второго излучателя N пары, а второе правое плечо первого вибратора положительного потенциала второго излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго V-образного вибратора положительного потенциала второго излучателя N пары, при этом плечи вибраторов второго излучателя N пары соединены друг с другом через трансформатор импедансов и через боковые плечи микрополоскового делителя СВЧ мощности, все V-образные дипольные антенны всех излучателей расположены на одной оси в пространстве так, что плечи составляют угол α равный от 30° до 60° с продольной осью, причем одноименные плечи первого и второго вибраторов излучателей направлены в разные стороны, вибраторы первого излучателя первой пары находятся в плоскости вибраторов первого излучателя N пары на прямой между ними, вместе они образуют левую половину апертуры, вибраторы второго излучателя первой пары находятся в плоскости вибраторов второго излучателя N пары на прямой между ними, вместе они образуют правую половину апертуры, левая половина апертуры и правая половина апертуры образуют раскрыв антенной решетки устройства в виде клина с углом при вершине β равным от 10° до 180° градусов (β = от 10° до 180°).

2. Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит полупроводниковые СВЧ усилители-модуляторы, встроенные в согласованные СВЧ тракты и подключенные к модулятору пульта управления, соединенному с источником питания.

3. Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит металлизированный рефлектор, находящийся над диполями.

4. Приемопередающая антенная решетка модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии по п. 1, отличающаяся тем, что основание антенной решетки представляет аэродинамический обтекаемый корпус с радиопрозрачными диэлектрическими окнами для вибраторов антенн, имеющий форму в виде планера «единое крыло» с вертикальным аэродинамическим хвостовым стабилизатором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиолокационной техники. Для охлаждения активной фазированной антенной решетки (АФАР) в промежутке между боковой стенкой корпуса каждого из приемо-передающих модулей, входящих в состав каждого ряда АФАР, и элементом несущей конструкции полотна АФАР с суммарным зазором, составляющим от 0,1 до 0,5 мм, в зонах, соответствующих расположению тепловыделяющих элементов каждого из приемо-передающих модулей, размещено две трубы, по существу, эллиптического поперечного сечения.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть применено при одновременном измерении двух угловых координат (УК) цели в системах моноимпульсной радиолокации и радиопеленгации.

Изобретение относится к области антенной техники. Особенностью заявленной волноводно-щелевой антенной решетки резонансного типа является то, что распределительная система в подрешетке выполнена на развязанных неравновесных делителях мощности, представляющих собой модифицированные двойные Т-мосты с повернутыми носиками Г-образных элементов, а связь распределительной системы с излучающими волноводами осуществляется через гантельные щели в общей широкой стенке.

Изобретение относится к электронным средствам связи и радиолокационным системам. Заявлены фазированная антенная решетка и система связи, содержащая данную антенную решетку; причем особенностью указанной антенной решетки является то, что антенная подрешетка в горизонтальной проекции имеет треугольную форму, а излучающие элементы расположены в треугольной решетке на указанной основе из пеноматериала, причем антенная решетка содержит множество целых шестиугольных панелей, каждая из которых собрана из шести треугольных блоков подрешетки, и множество половинок шестиугольных панелей, причем целые шестиугольные панели и половинки шестиугольных панелей расположены так, что образуют плотно упакованный антенный блок.

Изобретение относится к сверхвысокочастотной радиотехнике. Особенностью заявленной антенной решетки с частотным сканированием является то, что антенная решетка выполнена в виде трех механически сочленяемых плит, в первой и с одной стороны второй плитах методом фрезерования на глубину в полширины волноводного канала выполнены каналы змейкового волновода, а с другой стороны второй и третьей плитах - каналы волноводно-щелевых линеек, электрическая связь змейкового волновода с волноводно-щелевыми линейками осуществляется через элементы связи волноводных каналов направленных ответвителей в общей узкой стенке двух волноводов, причем элементы связи в направленных ответвителях выполнены в виде наклонных щелей, а щелевые излучатели в линейках выполнены в виде прямых щелей, возбуждаемых U-образными проводниками полуволновой длины.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для приёма широкополосных сигналов, например, в системе сбора телеметрической информации от бортовой аппаратуры космических аппаратов.

Изобретение относится к вибраторным фазированным антенным решеткам. Особенностью заявленной антенной системы является то, что вторая линейка вибраторов, расположенных под первой линейкой на расстоянии d=λср/2 от нее, состоит из n отдельных симметричных направленных антенн, выполненных в виде полотен, параллельных поверхности земли, из комбинации плоскостных вибраторов, равнобедренной треугольной рамки с протяженностью периметра, равной λср/n, с размещением основания треугольника под первой линейкой, параллельно оси первой линейки, с проводниками боковых сторон, направленными в обратную сторону от направления приемопередачи, и размещенного под первым пассивным рефлектором шлейф-вибратора длиной λср/2n, повернутого точками питания в направлении основания треугольника, на расстоянии λср/4 от него и подключенного к нему перекрещенными при коммутации проводниками боковых сторон рамки.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемопередающих АФАР. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение массы и увеличение вибропрочности антенной решетки.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемо-передающих АФАР. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение массы и увеличение вибропрочности антенной решетки.

Изобретение относится к технике сверхвысокой частоты (СВЧ) и предназначено для использования в фазированной антенной решетке (ФАР) проходного типа с круговой поляризацией К-диапазона в качестве управляющего элемента.

Изобретение относится к области приемопередающих антенных решеток наклонной поляризации для ретрансляторов связи. Особенностью заявленной антенной решетки наклонной поляризации модуля позиционирования и дальней связи мобильного многофункционального аппаратно-программного комплекса длительного кардиомониторирования и эргометрии является то, что все антенные излучатели выполнены в виде V-образных вибраторов, каждый антенный излучатель N пары дополнительно содержит второй V-образный вибратор, соединенный противофазно с первым V-образным вибратором, когда первое левое плечо первого V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары соединено со вторым правым плечом второго V-образного вибратора отрицательного потенциала первого излучателя N пары, а второе правое плечо первого V-образного вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары соединено с первым левым плечом второго вибратора положительного потенциала первого излучателя N пары. Техническим результатом является расширение рабочего сектора углов в плоскости антенной решетки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенной технике, и может быть использовано в составе радиолокационных станций. Способ формирования круговой зоны электронного сканирования цилиндрической фазированной антенной решетки, основан на размещении на ее поверхности излучателей, объединенных по образующей цилиндра в эквидистантно расположенные линейки излучателей, формирующие одинаковые диаграммы направленности, определении размеров углового сектора расположения линеек излучателей, излучении плоского поля путем электронного управления фазовым сдвигом сигналов, проходящих через излучатели. Для достижения возможности формирования круговой зоны электронного сканирования цилиндрической ФАР в азимутальной плоскости с возможностью управления относительным (к максимуму ДН) уровнем максимальных боковых лепестков при любом направлении луча, выделяют внутри углового сектора активные линейки излучателей, подводя к ним сигнал посредством электронного включения, а для синфазного сложения излученных полей в направлении луча антенны изменяют фазы сигналов, подводимых к активным линейкам излучателей, на величины где i - номера активных линеек излучателей (i>0); λ - длина волны в среде распространения излученного поля; R - радиус цилиндра; ϕ0 - направление луча антенны в азимутальной плоскости; ϕi - угловое положение i-ой активной линейки излучателей в азимутальной плоскости; ψi - начальная фаза сигнала, подводимого к i-ой активной линейке излучателей. 3 ил.
Наверх