Модуль проходной фазированной антенной решетки с драйвером управления фазовращателем

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Модуль проходной фазированной антенной решетки (ФАР) содержит основание модуля в виде печатной платы и элементы ФАР, соединенные с основанием модуля. На основании модуля в пространстве между элементами ФАР размещены драйверы системы управления лучом (СУЛ), выполненные в виде интегральных микросхем и электронных компонентов. При этом печатная плата элемента ФАР может содержать вырез между контактными площадками, в котором размещены микросхемы драйверов СУЛ и электронные компоненты. Микросхема драйвера СУЛ обеспечивает управление одним или несколькими фазовращателями элементов ФАР путем подачи на элемент управления каждого фазовращателя двух разнополярных управляющих импульсов напряжения с регулируемыми длительностями и интервалом между ними, а также контроль установленных управляемых фазовых сдвигов и контроль целостности электрических цепей и фазовращателей элементов ФАР. Технический результат состоит в обеспечении возможности управления фазовращателями элементов ФАР непосредственно в модуле проходной ФАР при шаге расположения элементов ФАР, позволяющем обеспечить однолучевое электрическое сканирование с максимальным углом отклонения луча от нормали к раскрыву ФАР не менее 45°. Применение таких модулей при построении ФАР с широкоугольным электрическим сканированием луча позволяет существенно уменьшить габариты антенной системы, включающей ФАР и систему управления лучом, значительно упростить коммутацию цепей управления фазовращателями элементов ФАР за счет исключения длинных проводников, соединяющих фазовращатели с системой управления лучом, и в результате повысить технологичность сборки и надежность антенной системы в целом, а также увеличить коэффициент усиления ФАР за счет снижения погрешности установки требуемых фазовых сдвигов в фазовращателях. Использование модулей проходной ФАР в антенных системах с количеством элементов 10000 и более дает возможность сохранить низкое вносимое элементом ФАР ослабление за счет отсутствия необходимости увеличения его длины при большом количестве элементов в модуле ФАР и, таким образом, сохранить высокий коэффициент усиления ФАР. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ- и КВЧ-диапазонов, в частности к конструкциям фазированных антенных решеток (ФАР), и может быть использовано в радиолокационных системах с широкоугольным электрическим сканированием луча.

Известна конструкция модульной фазированной антенной решетки с ферритовыми фазовращателями, описанная в статье [1]. Фазированная антенная решетка содержит параллельно расположенные плоскую апертурную плату и плоскую плату питания и управления, поверх которой размещена плата согласующих переходов. Элементы ФАР расположены между апертурной платой и платой питания и управления и закреплены в отверстиях этих плат. На корпусах элементов ФАР размещаются драйверы управления фазовращателями, соединяемые с платой питания и управления.

Модульная ФАР [1] обладает следующими недостатками:

1. Недостаточная жесткость конструкции в направлении, перпендикулярном раскрыву ФАР, при большой площади раскрыва, что приводит к смещению элементов ФАР в продольном направлении. Вследствие смещения элементов ФАР в продольном направлении относительно их расчетных положений возникают ошибки при формировании требуемого фазового распределения в раскрыве ФАР, в результате чего снижается коэффициент усиления ФАР.

2. Недостаточная надежность, являющаяся следствием соединения расположенных на корпусе элементов ФАР драйверов управления фазовращателями с платой питания и управления.

3. Низкая технологичность, вызванная сложностью одновременной установки элементов ФАР в отверстия параллельно расположенных апертурной платы и платы питания и управления и соединения расположенных на корпусах элементов ФАР драйверов управления фазовращателями с платой питания и управления.

Известен модуль ФАР, описанный в статье [2]. Здесь описан унифицированный гибкий антенный модуль ФАР. Он содержит основание модуля с печатной платой с проложенными линиями разводки сигналов управления и питающих напряжений. Для минимизации числа линий разводки элемент управления фазовращателем интегрирован с последним в единую сборку. Элементы ФАР присоединены к гибкой печатной плате с применением пайки.

Гибкому антенному модулю ФАР присущ ряд недостатков:

1. Конструкция гибкого антенного модуля не содержит устройств, фиксирующих положение элементов ФАР на основании модуля. Следствием этого могут быть погрешности установки элементов ФАР в раскрыве антенной решетки и ухудшение ее электрических характеристик.

2. Гибкий антенный модуль характеризуется низкой стойкостью к механическим воздействиям. В применениях, отличных от [2], повышенная гибкость модуля неприемлема.

3. Элементы ФАР [2] имеют большой диаметр (более длины волны) и, следовательно, шаг антенной решетки, существенно ограничивающий сектор сканирования луча при размещении их в периодической антенной решетке. Широкоугольное электрическое сканирование луча можно обеспечить только при построении на базе гибкого антенного модуля неэквидистантной фазированной антенной решетки, а такие антенные решетки имеют по сравнению с периодическими антенными решетками более низкий коэффициент направленного действия и, соответственно, более низкий коэффициент усиления.

Частично свободен от указанных недостатков модуль проходной фазированной антенной решетки [3], принятый за прототип. Модуль проходной ФАР содержит основание модуля и элементы ФАР. Основание модуля проходной ФАР выполнено в виде жесткой пластины, содержащей печатные проводники с контактными площадками и штыри, установленные вдоль пластины по обе ее стороны, между которыми на пластине размещены элементы ФАР так, что утолщения их волноводов непосредственно примыкают к боковым ребрам пластины, их корпусы установлены на пластине и соединены с ней клеевым соединением, а контактные площадки печатной платы элемента ФАР соединены с выводами обмотки намагничивания и припаяны к контактным площадкам основания модуля проходной ФАР.

Модуль проходной ФАР, принятый за прототип, обладает рядом недостатков:

1. Конструкция модуля проходной ФАР [3] не содержит узлов управления фазовращателями элементов ФАР (драйверов), что приводит к необходимости применения большого числа проводников и коммутационных элементов в антенной системе.

2. При большом количестве элементов ФАР в модуле существенно возрастают длины проводников, соединяющих узлы управления фазовращателями элементов ФАР и фазовращатели элементов ФАР, что может увеличить погрешность установки требуемых фазовых сдвигов, в результате чего снизится коэффициент усиления ФАР.

3. При значительном количестве элементов ФАР в модуле требуется размещение на основании модуля соответствующего числа проводников, соединяющих узлы управления и фазовращатели элементов ФАР. При росте количества размещаемых на основании модуля проводников и сохранении прежней толщины основания модуля с целью обеспечения требуемого шага расположения элементов в ФАР, построенной на базе этих модулей, возникает необходимость увеличения ширины основания модуля. Это в свою очередь ведет к увеличению длины элемента ФАР, размещаемого на основании модуля, что вызывает рост вносимого им ослабления и, соответственно, снижение коэффициента усиления антенной системы, построенной на базе таких модулей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков, присущих прототипу, а именно: обеспечение возможности управления фазовращателями элементов ФАР непосредственно в модуле проходной ФАР при шаге расположения элементов ФАР, обеспечивающем широкоугольное электрическое сканирование луча с максимальным углом отклонения от нормали к раскрыву ФАР не менее 45°.

Для получения технического результата в модуле проходной фазированной антенной решетки, содержащем основание модуля в виде печатной платы, элементы ФАР, соединенные с основанием модуля, каждый из которых содержит корпус, приемный и апертурный излучатели, фазовращатель с выводами, соединенными с контактными площадками печатной платы элемента ФАР, а также ограничитель осевого смещения, при этом основание модуля выполнено в виде пластины, содержащей печатные проводники с контактными площадками и конструктивные элементы, определяющие шаг размещения элементов ФАР, а корпусы элементов ФАР установлены на пластине по крайней мере с одной из ее сторон и соединены с ней, причем контактные площадки печатной платы элемента ФАР соединены с контактными площадками основания модуля ФАР, согласно изобретению на основании модуля в пространстве между элементами ФАР размещены драйверы системы управления лучом (СУЛ), выполненные в виде интегральных микросхем и электронных компонентов, причем минимальное расстояние между осями соседних элементов ФАР не превышает величины L=d+t, где d - поперечный размер корпуса элемента ФАР в области расположения конструктивных элементов, определяющих шаг размещения элементов ФАР, a t - поперечный размер конструктивного элемента, определяющего шаг размещения элементов ФАР, в области касания корпуса элемента ФАР, при этом драйвер СУЛ обеспечивает управление одним или несколькими фазовращателями элементов ФАР путем подачи на каждый фазовращатель двух разнополярных управляющих импульсов напряжения с регулируемыми длительностями и интервалом между ними, а также контроль установленных управляемых фазовых сдвигов и контроль целостности электрических цепей и фазовращателей элементов ФАР, причем напряжение управляющих импульсов определяется напряжением, поданным на расположенную на основании модуля шину питания, а длительности управляющих импульсов передаются по размещенной на основании модуля шине передачи данных, по которой также передаются групповые команды, обеспечивающие одновременное переключение фазовых состояний элементов ФАР в модуле проходной фазированной антенной решетки.

В частном случае конструктивные элементы, определяющие шаг размещения элементов ФАР, могут быть выполнены в виде установленных вдоль основания модуля по обе его стороны штырей, между которыми размещены элементы ФАР.

В частном случае ограничители осевого смещения элементов ФАР могут быть выполнены в виде примыкающих непосредственно к боковому ребру основания модуля утолщений их корпусов или излучателей.

В частном случае микросхема драйвера СУЛ может размещаться в углублении основания модуля.

В частном случае микросхема драйвера СУЛ может быть выполнена бескорпусной.

В частном случае печатная плата элемента ФАР может содержать вырез между контактными площадками, в котором размещаются электронные компоненты и микросхема драйвера СУЛ.

В частном случае электронные компоненты драйверов СУЛ могут быть размещены на обеих сторонах основания модуля.

В частном случае элемент ФАР может содержать волноводный ферритовый фазовращатель.

В частном случае элемент ФАР может содержать приемный и апертурный волноводно-диэлектрические излучатели.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показан объемный вид модуля проходной ФАР. На фиг. 2 приведен объемный вид модуля проходной ФАР без элементов ФАР. На фиг. 3 показан вид модуля проходной ФАР со стороны печатной платы элемента ФАР. На фиг. 4 представлено поперечное сечение модуля проходной ФАР в месте расположения конструктивных элементов, определяющих шаг размещения элементов ФАР (сечение АА на фиг. 3). На фиг. 5 показан вид модуля проходной ФАР со стороны основания модуля.

На фиг. 1 - 5 обозначено: 1 - основание модуля; 2, 3 - контактные площадки основания модуля проходной ФАР; 4 - микросхема драйвера СУЛ; 5, 6 - электронные компоненты; 7 - конструктивный элемент, определяющий шаг размещения элементов ФАР; 8 - элемент ФАР; 9 - печатная плата элемента ФАР; 10, 11 - контактные площадки печатной платы элемента ФАР; 12 - вырез в контактной плате элемента ФАР; 13 - ограничитель осевого смещения элемента ФАР; 14 - приемный излучатель; 15 - апертурный излучатель, 16 - боковое ребро основания модуля.

Модуль проходной фазированной антенной решетки работает следующим образом.

В режиме передачи электромагнитная волна, поляризованная по кругу и излучаемая облучателем фазированной антенной решетки, состоящей из предлагаемых модулей проходной ФАР (на рисунках не показана), принимается приемным излучателем 14, выполненным, например, в виде волноводно-диэлектрического излучателя, каждого элемента ФАР 8 и поступает на вход фазовращателя элемента ФАР. Проходя через фазовращатель, электромагнитная волна испытывает изменение фазы на величину Δϕ. С выхода фазовращателя электромагнитная волна поступает на вход апертурного излучателя 15, выполненного, например, в виде волноводно-диэлектрического излучателя, и излучается им в свободное пространство.

В режиме приема из свободного пространства на апертурный излучатель 15 каждого элемента ФАР 8 падает поляризованная по кругу электромагнитная волна с противоположным направлением вращения и принимается им. Затем электромагнитная волна проходит через фазовращатель, получает такое же, как и в режиме передачи, изменение фазы Δϕ и излучается приемным излучателем 14 в направлении облучателя ФАР.

Изменение фазы излучаемой элементом ФАР 8 электромагнитной волны в интервале Δϕ=0…2π осуществляется посредством фазовращателя, например волноводного ферритового фазовращателя фарадеевского типа, путем подачи на управляющий элемент фазовращателя, например катушку продольного намагничивания ферритового стержня, двух разнополярных импульсов напряжения с регулируемыми длительностями и интервалом между ними. Управляющие импульсы поступают на выводы фазовращателя через контактные площадки 10 и 11 печатной платы элемента ФАР 9.

На основании модуля 1 размещены драйверы СУЛ, выполненные в виде интегральных микросхем драйверов СУЛ 4 и электронных компонентов 5 и 6. Микросхемы драйверов СУЛ 4 и электронные компоненты 5 и 6 располагаются на основании модуля 1 в пространстве между элементами ФАР 8. Минимальное расстояние между осями соседних элементов ФАР не превышает величины L=d+t, где d - поперечный размер корпуса элемента ФАР в области расположения конструктивных элементов 7, определяющих шаг размещения элементов ФАР, a t - поперечный размер конструктивного элемента 7, определяющего шаг размещения элементов ФАР, в области касания корпуса элемента ФАР 8. С целью уменьшения минимального расстояния между элементами ФАР 8 микросхема драйвера СУЛ 4 может быть размещена в углублении основания модуля. В частном случае микросхема драйвера СУЛ 4 может быть выполнена бескорпусной, что также позволит уменьшить минимальное расстояние между элементами ФАР 8. С целью уменьшения минимального расстояния между элементами ФАР 8 печатная плата элемента ФАР 9 может содержать вырез 12 между контактными площадками 10 и 11, в котором размещаются электронные компоненты драйвера СУЛ 5 и микросхема драйвера СУЛ 4.

Каждая микросхема драйвера СУЛ 4 обеспечивает управление одним или несколькими фазовращателями элементов ФАР, например, путем подачи на контактные площадки основания модуля проходной ФАР 2 и 3, соединенные соответственно с контактными площадками 10 и 11 печатной платы элемента ФАР 9, двух разнополярных управляющих импульсов напряжения с регулируемыми длительностями и интервалом между ними. Микросхема драйвера СУЛ 4 также производит контроль установленных управляемых фазовых сдвигов и контроль целостности электрических цепей и фазовращателей элементов ФАР 8, например обмоток намагничивания и магнитных систем волноводных ферритовых фазовращателей. Напряжение управляющих импульсов определяется напряжением, поданным на расположенную на основании модуля шину питания. Длительности управляющих импульсов передаются по расположенной на основании модуля шине передачи данных, по которой также передаются групповые команды, обеспечивающие одновременное переключение фазовых состояний элементов ФАР в модуле проходной фазированной антенной решетки.

Элемент ФАР 8 устанавливается на основание модуля 1 и жестко соединяется с ним, например, с применением клея. Контактные площадки 10 и 11 печатной платы элемента ФАР 9 соединяются соответственно с контактными площадками основания модуля проходной ФАР 2 и 3 посредством пайки. Конструктивные элементы 7, определяющие шаг размещения элементов ФАР, могут быть выполнены, например, в виде установленных вдоль основания модуля 1 по обе его стороны штырей и позволяют повысить точность позиционирования элементов ФАР 8 в продольном направлении основания модуля. Ограничитель осевого смещения элемента ФАР 13, выполненный, например, в виде примыкающего непосредственно к боковому ребру основания модуля 16 утолщения корпуса элемента ФАР или утолщения апертурного или приемного излучателя, позволяет повысить точность позиционирования элемента ФАР в поперечном направлении основания модуля. С целью уменьшения расстояния между элементами ФАР 8 электронные компоненты 6 драйверов СУЛ могут быть размещены на основании модуля 1 на стороне, не содержащей элементов ФАР 8 (фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5).

Предлагаемый модуль проходной ФАР конструктивно прост, технологичен, отличается простотой изготовления отдельных деталей и сборки, характеризуется низкой трудоемкостью и невысокой стоимостью. Для его создания в условиях серийного производства нет необходимости разрабатывать новые материалы и использовать дорогостоящие технологические процессы, достаточно использовать нормализованные серийно выпускаемые материалы, клеи и освоенные технологические процессы.

Эффективность предложенного технического решения проверена экспериментально на макетах модулей проходных фазированных антенных решеток миллиметрового диапазона длин волн в полосе частот прямоугольного волновода сечением 7,2×3,4 мм2. Макет модуля проходной ФАР содержит элементы ФАР с поперечными размерами не более 0,5λ, где λ - длина волны в свободном пространстве на средней частоте рабочего диапазона. Использование предлагаемого изобретения позволяет существенно улучшить технические характеристики фазированных антенных решеток. При указанном поперечном размере элементы ФАР в модуле проходной ФАР могут располагаться на расстояниях, обеспечивающих двумерное широкоугольное электрическое сканирование луча с отклонением его от нормали к раскрыву на угол до 45°.

Данное техническое решение применимо при создании как малоэлементных, так и крупноапертурных ФАР. В зависимости от конкретного размера ФАР изменяется только число модулей ФАР и количество элементов ФАР в каждом из них.

Модуль проходной фазированной антенной решетки может эффективно применяться, например, при построении антенных систем радиолокационных комплексов, как стационарных, так и мобильных, наземного, морского и воздушного базирования, в том числе функционирующих в условиях повышенных механических воздействий.

Отмеченное выше подтверждает соответствие указанного технического решения критерию "промышленная применимость".

Технический результат состоит в обеспечении возможности управления фазовращателями элементов ФАР непосредственно в модуле проходной ФАР при шаге расположения элементов ФАР, позволяющем обеспечить однолучевое электрическое сканирование с максимальным углом отклонения луча от нормали к раскрыву ФАР не менее 45°. Применение таких модулей при построении ФАР с широкоугольным электрическим сканированием луча позволяет существенно уменьшить габариты антенной системы, включающей ФАР и систему управления лучом, значительно упростить коммутацию цепей управления фазовращателями элементов ФАР за счет исключения длинных проводников, соединяющих фазовращатели с системой управления лучом, и в результате повысить технологичность сборки и надежность антенной системы в целом, а также увеличить коэффициент усиления ФАР за счет снижения погрешности установки требуемых фазовых сдвигов в фазовращателях. Использование модулей проходной ФАР в антенных системах с количеством элементов 10000 и более дает возможность сохранить низкое вносимое элементом ФАР ослабление за счет отсутствия необходимости увеличения его длины при большом количестве элементов в модуле ФАР, и, таким образом, сохранить высокий коэффициент усиления ФАР.

Литература

1. Charles R. Boyd, Jr. Ferrite Phased Array Antennas: Toward a More Affordable Design Approach // 1987 IEEE AP-S International Symposium Digest, Vol. II, 1987. Pp. 1168-1171.

2. Долгачев A.B. Конструктивно оптимальные неэквидистантные ФАР // Фазотрон. Информационно-аналитический журнал. №1-2 (10), 2007. С.23-27.

3. Патент России №2461930. Модуль проходной фазированной антенной решетки. Русов Ю.С., Голубцов М.Е., Крехтунов В.М., Нефедов С.И.; МГТУ им. Н.Э. Баумана. Заявл. 30.12.2010. Опубл. 20.09.2012. Бюл. №26.

1. Модуль проходной фазированной антенной решетки (ФАР), содержащий основание модуля в виде печатной платы, элементы ФАР, соединенные с основанием модуля, каждый из которых содержит корпус, приемный и апертурный излучатели, фазовращатель с выводами, соединенными с контактными площадками печатной платы элемента ФАР, а также ограничитель осевого смещения, при этом основание модуля выполнено в виде пластины, содержащей печатные проводники с контактными площадками и конструктивные элементы, определяющие шаг размещения элементов ФАР, а корпусы элементов ФАР установлены на пластине по крайней мере с одной из ее сторон и соединены с ней, причем контактные площадки печатной платы элемента ФАР соединены с контактными площадками основания модуля ФАР, отличающийся тем, что на основании модуля в пространстве между элементами ФАР размещены драйверы системы управления лучом (СУЛ), выполненные в виде интегральных микросхем и электронных компонентов, причем минимальное расстояние между осями соседних элементов ФАР не превышает величины L=d+t, где d - поперечный размер корпуса элемента ФАР в области расположения конструктивных элементов, определяющих шаг размещения элементов ФАР, a t - поперечный размер конструктивного элемента, определяющего шаг размещения элементов ФАР, в области касания корпуса элемента ФАР, при этом драйвер СУЛ обеспечивает управление одним или несколькими фазовращателями элементов ФАР путем подачи на каждый фазовращатель двух разнополярных управляющих импульсов напряжения с регулируемыми длительностями и интервалом между ними, а также контроль установленных управляемых фазовых сдвигов и контроль целостности электрических цепей и фазовращателей элементов ФАР, причем напряжение управляющих импульсов определяется напряжением, поданным на расположенную на основании модуля шину питания, а длительности управляющих импульсов передаются по размещенной на основании модуля шине передачи данных, по которой также передаются групповые команды, обеспечивающие одновременное переключение фазовых состояний элементов ФАР в модуле проходной фазированной антенной решетки.

2. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что конструктивные элементы, определяющие шаг размещения элементов ФАР, выполнены в виде установленных вдоль основания модуля по обе его стороны штырей, между которыми размещены элементы ФАР.

3. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что ограничители осевого смещения элементов ФАР выполнены в виде примыкающих непосредственно к боковому ребру основания модуля утолщений их корпусов или излучателей.

4. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что микросхема драйвера СУЛ размещена в углублении основания модуля.

5. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что микросхема драйвера СУЛ выполнена бескорпусной.

6. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что печатная плата элемента ФАР содержит вырез между контактными площадками, в котором размещаются электронные компоненты и микросхема драйвера СУЛ.

7. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что электронные компоненты драйверов СУЛ размещены на обеих сторонах основания модуля.

8. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что элемент ФАР содержит волноводный ферритовый фазовращатель.

9. Модуль проходной фазированной антенной решетки по п. 1, отличающийся тем, что элемент ФАР содержит приемный и апертурный волноводно-диэлектрические излучатели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в радиолокации, а также в системах радиоэлектронного подавления. Устройство содержит систему формирования когерентной сетки частот (1), излучающие элементы (2), управляемые фазовращатели (3), систему управления фазовращателями (4), импульсные модуляторы (5), импульсный генератор (6), управляемые линии задержки (7), систему управления задержкой импульса (8), опорный генератор (9) и синхронизатор систем управления линиями задержки и управляемыми фазовращателями (10).

Изобретение относится к устройству для мультистатических измерений сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов с антенным устройством, которое содержит несколько антенных кластеров, и к способу выполнения устройства.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах связи при передаче широкополосных сигналов в условиях ведения радиоразведки, а также для обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и электромагнитной экологии.

Изобретение относится к антенной технике и, в частности, к конструированию цифровых кольцевых антенных решеток (ЦКАР). Цифровая кольцевая антенная решетка содержит печатные антенные излучатели, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления, антенна выполнена в виде круглой формы, где установлены печатные антенные излучатели, основание выполнено в виде составного металлического многогранника, аппроксимирующего тороид, на лицевой стороне основания расположены печатные излучатели антенные (тип антенны - Вивальди), соединенные высокочастотными разъемами с цифровыми приемопередающими модулями, расположенными на противоположной стороне основания, модули системы питания, модули функционального управления и обработки информации, модуль синтезатора сигналов и разветвителя частоты, которые установлены на составное металлическое основание через теплопроводящую прокладку и прижимаемые резьбовыми фиксаторами.

Изобретение относится к фазированной антенной решетке, более конкретно - к фазированной антенной решетке с адаптируемой поляризацией для мобильного устройства. Монолитно-интегрированный антенный модуль миллиметрового диапазона содержит множество антенных элементов, радиочастотную интегральную схему (RFIC) и цепь питания.

Изобретение относится к радиоприемной технике и может быть использовано в авиационных системах радиосвязи МВ-ДМВ диапазона. Способ предлагает одновременное выполнение следующих операций: оценку вектора текущих значений параметров сигнала методом нелинейной фильтрации с использованием оценки вектора амплитудно-фазового распределения сигнала на элементах антенной системы ; оценку вектора амплитудно-фазового распределения сигнала с использованием алгоритма линейной фильтрации и с использованием оценки вектора текущих значений параметров сигнала , а также параметров алгоритма линейной фильтрации AH и RH, полученных в результате адаптации; адаптацию априорно неизвестных параметров алгоритма линейной фильтрации AH и RH вектора амплитудно-фазового распределения сигнала методом максимального правдоподобия с использованием оценки вектора текущих значений параметров сигнала , а также оценки вектора амплитудно-фазового распределения сигнала .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве наземной передающей и/или приемной антенны с эллиптической (круговой) поляризацией. Антенна содержит четыре одинаковых симметричных вибратора, установленные на опоре-мачте и наклоненные на одинаковый угол по отношению к плоскости.

Изобретение относится к радиолокации, а именно к способам формирования диаграммы направленности цифровыми антенными решетками при обзоре пространства и земной поверхности, и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС).

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем во вторичной радиолокации. Антенная система вторичного радиолокатора состоит из основной антенны канала запроса, антенны канала подавления боковых лепестков, установленной вне основной антенны канала запроса.

Изобретение относится к технике измерений ФАР с большим числом N элементов и может применяться для их диагностики при частичном или полном отказе устройства управления фазой части излучателей тестируемой ФАР в процессе разработки, изготовления, настройки и эксплуатации ФАР.

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться для калибровки приемных активных фазированных антенных решеток (АФАР), применяемых в радиолокационных станциях дальнего обнаружения. На вход каждого приемного модуля подают калибровочный сигнал в виде когерентной последовательности N радиоимпульсов, мощность которых имеет значения одного порядка с мощностью сигналов, поступающих на входы приемных модулей при работе РЛС в штатном режиме. После их усиления, преобразования на промежуточную частоту и аналого-цифрового преобразования с выделением квадратурных составляющих комплексных амплитуд выходных сигналов приемных модулей осуществляют их последовательное N-кратное когерентное суммирование. Формируют комплексные калибровочные коэффициенты путем сравнения комплексной амплитуды накопленного выходного сигнала приемного модуля, принятого за опорный, с комплексными амплитудами накопленных выходных сигналов калибруемых приемных модулей. Выравнивание комплексных коэффициентов передачи приемных модулей для обеспечения равномерного амплитудно-фазового распределения поля на раскрыве АФАР осуществляют путем комплексного умножения комплексных амплитуд выходных сигналов калибруемых приемных модулей на соответствующие комплексные калибровочные коэффициенты. Причем диаграмму направленности АФАР формируют путем весового суммирования комплексной амплитуды выходного сигнала опорного приемного модуля со скорректированными значениями комплексных амплитуд выходных сигналов всех калибруемых приемных модулей. Технический результат заключается в повышении точности калибровки при одновременном упрощении конструкции приемного модуля АФАР. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к антеннам, предназначенным для излучения и приема волн двух ортогональных поляризаций. Результат достигается тем, что в турникетной антенне, содержащей два крестообразно расположенных вибратора, к зазору в средней точке которых присоединены входные коаксиальные кабели, плечи вибраторов выполнены из металлического листа в виде равнобедренных прямоугольных треугольников, расположенных в одной плоскости, с вершинами прямого угла в центре антенны. Дальние от центра антенны края каждого вибратора соединены между собой металлической полосой, расположенной по биссектрисе прямого угла. Ширина металлической полосы и высота ее расположения над вибраторами много меньше длины рабочей волны. Входные кабели проложены от центра антенны по металлическим полосам к одному из плеч каждого вибратора и по нему к зазору между плечами вибратора. Технический результат изобретения состоит в расширении частотного диапазона, упрощении конструкции, уменьшении габаритов, улучшении согласования. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных устройствах, требующих получения радиоимпульсов с высокой импульсной мощностью, например в системах дальней космической связи и радиолокации. В изобретении используется прототип, включающий в себя сканирующую антенную решетку и фазированную антенную решетку (ФАР) проходного типа. Прототип позволяет формировать и излучать импульсные сигналы, мощность которых в N2 раз превышает мощность, подводимую к одному элементу сканирующей решетки, где N - количество элементов сканирующей антенной решетки. Однако энергопотенциал прототипа ограничен площадью эффективной поверхности раскрыва ФАР проходного типа. С целью увеличения энергопотенциала в прототип введена двухзеркальная антенна, ФАР проходного типа выполняет роль облучателя вспомогательного зеркала этой антенны, при этом передающая апертура этой ФАР сфокусирована на точку, отличающуюся от точки фокуса основного зеркала двухзеркальной антенны. Эффективная поверхность двухзеркальной антенны может на порядки превосходить эффективную поверхность ФАР прототипа, позволяя пропорционально увеличить энергопотенциал устройства. 9 ил.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для калибровки приемно-передающих активных фазированных антенных решеток (ФАР). Способ калибровки активной ФАР, в котором для калибровки приемных каналов приемно-передающих модулей на их входы подают контрольный сигнал, на основе сравнения амплитуд и фаз выходных сигналов приемных каналов калибруемых модулей с амплитудой и фазой выходного сигнала приемного канала опорного приемно-передающего модуля формируют корректирующие сигналы, которые используют для регулировки комплексных коэффициентов передачи приемных каналов калибруемых приемно-передающих модулей. Аналогично осуществляют калибровку и передающих каналов приемно-передающих модулей, причем калибровка передающих каналов модулей производится независимо от калибровки приемных каналов модулей, в качестве опорного выбирается приемно-передающий модуль, расположенный в центре апертуры активной ФАР, а формирование корректирующих сигналов осуществляют с учетом обеспечения требуемого закона амплитудного распределения поля на апертуре приемно-передающей активной ФАР. Техническим результатом является повышение точности калибровки передающих каналов приемно-передающих модулей активной ФАР, расширение области возможных применений способа калибровки и обеспечение требуемого амплитудного распределения на апертуре антенны. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Способ включает вычисление сигнала F0 по формуле: . Дополнительно вычисляют два сигнала F1 и F2 по формулам: , и определяют параметр а: . Выходной сигнал V0 приемной антенной решетки формируют в зависимости от параметра а, в соответствии с выражением: Технический результат заключается в снижении уровня боковых лепестков при сохранении ширины основного лепестка диаграммы направленности приемной антенной решетки. 10 ил.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Модуль проходной фазированной антенной решетки содержит основание модуля в виде печатной платы и элементы ФАР, соединенные с основанием модуля. На основании модуля в пространстве между элементами ФАР размещены драйверы системы управления лучом, выполненные в виде интегральных микросхем и электронных компонентов. При этом печатная плата элемента ФАР может содержать вырез между контактными площадками, в котором размещены микросхемы драйверов СУЛ и электронные компоненты. Микросхема драйвера СУЛ обеспечивает управление одним или несколькими фазовращателями элементов ФАР путем подачи на элемент управления каждого фазовращателя двух разнополярных управляющих импульсов напряжения с регулируемыми длительностями и интервалом между ними, а также контроль установленных управляемых фазовых сдвигов и контроль целостности электрических цепей и фазовращателей элементов ФАР. Технический результат состоит в обеспечении возможности управления фазовращателями элементов ФАР непосредственно в модуле проходной ФАР при шаге расположения элементов ФАР, позволяющем обеспечить однолучевое электрическое сканирование с максимальным углом отклонения луча от нормали к раскрыву ФАР не менее 45°. Применение таких модулей при построении ФАР с широкоугольным электрическим сканированием луча позволяет существенно уменьшить габариты антенной системы, включающей ФАР и систему управления лучом, значительно упростить коммутацию цепей управления фазовращателями элементов ФАР за счет исключения длинных проводников, соединяющих фазовращатели с системой управления лучом, и в результате повысить технологичность сборки и надежность антенной системы в целом, а также увеличить коэффициент усиления ФАР за счет снижения погрешности установки требуемых фазовых сдвигов в фазовращателях. Использование модулей проходной ФАР в антенных системах с количеством элементов 10000 и более дает возможность сохранить низкое вносимое элементом ФАР ослабление за счет отсутствия необходимости увеличения его длины при большом количестве элементов в модуле ФАР и, таким образом, сохранить высокий коэффициент усиления ФАР. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх