Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС ближнего действия. Для получения виртуальной решетки необходимо, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на где N - количество приемных каналов, λ - длина волны. Приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на Также все приемные каналы должны когерентно оцифровываться по такту задающего генератора. Работа на излучение номера передающей антенны определяется по циклограмме, представленной на фиг. 1. При использовании 7 передающих антенн, которые разнесены относительно друг друга на в данном случае фазовый набег сигнала от цели в крайней приемной антенне будет равен что позволяет синтезировать виртуальную фазированную антенную решетку согласно распределению Фурье

, где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток на каждой приемной антенне. Технический результат заключается в увеличении разрешающей способности радиолокационной техники по угловым координатам. 2 ил.

 

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС ближнего действия.

Известны способы создания виртуальной фазированной антенной решетки (ФАР), предполагающие формирование N передающих и М приемных излучений, ширина которых определяется диаграммой направленности передающих элементов. Каждый приемный элемент антенны формирует М приемных излучений, отраженных от цели. Далее сигналы оцифровываются, и передающие сигналы могут быть как когерентными, так и некогерентными (см. B.C. Черняк. Обнаружение сигналов в системах МИМО РЛС // Успехи современной радиоэлектроники, 2014, №7, с. 35-48).

Недостатком указанного способа является затруднение реализации его при воздействии пассивных помех и худшие энергетические характеристики ФАР.

Наиболее близким известным техническим решением является способ создания виртуальной фазированной решетки (см. международную заявку № WO 2016045938, опубл. 31.03.2016, МПК G01S 13/00, G01S 13/93, H01Q 1/32, H01Q 21/06), заключающийся в облучении объекта электромагнитным излучением с помощью множества передающих антенн, фазовые центры которых расположены на некотором расстоянии друг от друга, приеме отраженного от объекта излучения с помощью N приемных антенн, определении фазовых центров приемных каналов в соответствии с фазовыми центрами передающих антенн и формировании амплитудно-фазового распределения антенной решетки.

Способ позволяет одновременно определять угол азимута и угол места объекта.

Недостатками этих способов являются обязательное наличие движения носителя радиолокационной станции относительно исследуемого пространства, низкая разрешающая способность по азимуту, высокие требования к вычислительной системе по объему памяти и быстродействию.

Технической задачей настоящего изобретения является формирование виртуальной антенной решетки для увеличения разрешающей способности по угловым координатам.

Для реализации поставленной технической задачи в способе создания виртуальной фазированной антенной решетки последовательно облучают исследуемый объект элементами передающей антенны так, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на , где N - количество приемных каналов, λ - длина волны, при этом приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на , далее отраженные сигналы когерентно оцифровывают, суммируют от одной позиции передающей антенны, формируют матрицу распределений антенной решетки по формуле

,

где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток на каждой приемной антенне, отражающей виртуальное фазовое распределение антенной решетки.

Все приемные каналы должны когерентно оцифровываться по такту передающего канала, и, после того как все передающие антенны отработали, цикл заново стартует.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 представлена циклограмма способа создания виртуальной ФАР,

на фиг. 2 показаны матрицы - цифровой массив приемных каналов при синтезировании виртуальной антенной решетки, соответствующий каждому из передающих каналов.

При излучении соответствующей передающей антенны все приемные каналы когерентно оцифровывают входной массив данных и складывают в память. После того как все передающие антенны отработали, цикл заново стартует. Так как передающие антенны разнесены относительно друг друга на в примере реализации - при 8 приемных каналах, то фазовый набег сигнала от цели в крайней приемной антенне равен что позволяет синтезировать виртуальную антенную решетку, как показано на фиг. 2.

Формируют амплитудно-фазовое распределение решетки в цифровом виде путем преобразования Фурье

,

где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения огибающих приемного сигнала, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток.

По каждому из приемных каналов формируют матрицу «дальность-азимут» для угла места определяемой передающей антенны.

Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки, заключающийся в последовательном облучении объекта радиочастотным излучением с помощью системы передающих антенн, фазовые центры которых расположены на некотором расстоянии друг от друга, приеме отраженного от объекта излучения с помощью N приемных антенн, определении фазовых центров приемных каналов в соответствии с фазовыми центрами передающих антенн и формировании амплитудно-фазового распределения антенной решетки, отличающийся тем, что фазовые центры передающих антенн разносят относительно друг друга в азимутальной плоскости на ((N-1)×λ)/2, где N - количество приемных каналов, λ - длина волны, при этом приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на d=λ/2, отраженные сигналы когерентно оцифровывают, суммируют от одной позиции передающей антенны, формируют матрицу распределений антенной решетки по формуле

,

где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться для коррекции амплитудно-фазового распределения в раскрываемых антенных решетках (АР), функционирующих после развертывания на борту космических аппаратов (КА) в составе бортовых радиолокационных комплексов (БРЛК) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для пространственного подавления помех, действующих на частотах основного и зеркального каналов приема активных фазированных антенных решеток (АФАР), путем формирования провалов в диаграмме направленности (ДН) в направлениях действия источников помех.
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в средствах радиотехнического контроля (РТК) с многолучевыми (МЛ) адаптивными антенными решетками. Способ формирования диаграммы направленности многолучевой адаптивной антенной решетки (МЛ ААР) с использованием параметрической модели спектра пространственных частот входного сигнала включает регистрацию антенными элементами (АЭ) сигналов М источников излучения (ИИ), образующих входной сигнал МЛ ААР, преобразование входного сигнала в комплексную форму, его последующее преобразование в цифровую форму, формирование комплексного вектора весовых коэффициентов (ВВК) МЛ ААР и взвешенное суммирование входного сигнала МЛ ААР сформированным комплексным ВВК, при этом перед вычислением комплексного ВВК МЛ ААР, по мере приема входного сигнала МЛ ААР, отсчеты которого регистрируются АЭ МЛ ААР в каждом k-м моменте времени, выполняют процедуру его пространственного когерентного накопления с последующим выполнением процедуры М кратного пространственного дифференцирования накопленных сигналов, что позволяет повысить эффективность подавления помеховых сигналов при априорной неопределенности относительно углового положения их источников, когда уровни мощности помеховых сигналов на входе АР сопоставимы с уровнем мощности полезного сигнала, а отстройка центральной частоты энергетического спектра сигналов источников помех от несущей частоты полезного сигнала меньше ширины его энергетического спектра.
Изобретение относится к радиолокационным станциям с последовательным сканированием пространства неподвижными фазированными антеннами решетками, разнонаправленными в пространстве по секторам, и может быть использовано для обнаружения, измерения координат и определения свойств космических и воздушных объектов.

Изобретение относится к области спутниковой связи и может быть использовано для компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Предложен способ, который включает измерение амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем эти амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения.

Изобретение относится к области спутниковой связи и может быть использовано для компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Предложен способ, который включает измерение амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем эти амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и КВЧ диапазонов. Определяют амплитудно-фазовое распределение в раскрыве фазированной антенной решетки, при котором заданная диаграмма направленности ориентирована в направлении u0, выбирают пространственные положения парциальных лучей только в области главного луча заданной диаграммы направленности.

Изобретение относится к области антенной техники. Осуществляют прием или излучение сигналов фазированной антенной решеткой.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в системах радиосвязи, функционирующих в сложной помеховой обстановке. Осуществляют прием сигналов с известного направления четным числом модулей, расположенных симметрично относительно фазового центра модульной фазированной антенной решетки с симметричным относительно фазового центра раскрыва амплитудным и комплексно сопряженным фазовым распределением.

Изобретение относится к области активных антенн с регулировкой фазы. Предложен способ калибровки фазового центра активной антенны (20), содержащей множество субэлементов (21), способных принимать полезный сигнал, испускаемый спутником (25).

Заявлен приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки, содержащий, по меньшей мере, четыре одноканальных модуля, каждый из которых содержит последовательно соединенные защитное устройство и малошумящий усилитель приемного канала, выходной усилитель мощности передающего канала, два переключателя прием/передача, двунаправленный фазовращатель, схему управления, элементы электрической связи и питания, два вывода - первый и второй, при этом упомянутые электронные компоненты каждого из четырех одноканальных модулей выполнены в виде, по меньшей мере, трех фрагментов, каждый из заданных разных по составу электронных компонентов на отдельной диэлектрической подложке, при этом упомянутые фрагменты с одинаковыми электронными компонентами расположены на одном из, по меньшей мере, трех уровней - первом, втором, третьем соответственно, уровни соединены между собой посредством, по меньшей мере, трех соединительно-разделительных элементов, в каждом из них выполнены четыре полости по центру квадрантов зеркально симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через продольную ось модуля, конфигурацией повторяющей упомянутый квадрант, при этом на первом уровне выполнены выходной усилитель мощности передающего канала, второй переключатель прием/передача, контакт первого переключателя прием/передача К1 соединен через двунаправленный фазовращатель с первым выводом, его контакт в положении передача К2 - с входом выходного усилителя мощности передающего канала, выход последнего - с контактом второго переключателя прием/передача К2, его контакт К1 - с вторым выводом, контакт второго переключателя прием/передача К3 - с входом защитного устройства, выход последнего - с входом малошумящего усилителя приемного канала, его выход - с контактом первого переключателя прием/передача К3, электрическую связь между электронными компонентами упомянутых фрагментов и каждого уровня обеспечивают элементы связи, при этом приемопередающий модуль имеет корпус, основание, стенки и крышка которого соединены с обеспечением герметичности.

Изобретение относится к медицине. Матрица антенн для электрической связи с антенной субмиллиметрового размера, встроенной в офтальмологическое устройство, содержит: основание; первую подложку, поддерживаемую основанием, при этом первая подложка имеет первую форму, выполненную с возможностью взаимодействия с офтальмологическим устройством, имеющим одну или более форм, одна из которых комплементарна первой форме; и одну или более матриц изолированных антенн субмиллиметрового размера, выполненных с возможностью обеспечивать оптимизированную связь ближнего поля между по меньшей мере одной из изолированных антенн субмиллиметрового размера в одной или более матриц и по меньшей мере одной антенной субмиллиметрового размера в офтальмологическом устройстве.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для приёма широкополосных сигналов. Устройство содержит приёмник, процессор формирования диаграммы направленности, запоминающее устройство, шину данных, управляющую ЭВМ, дешифратор адреса, генератор тактовых импульсов, гетеродин и совокупность трактов приёма сигналов от антенн, являющихся частью антенной решётки.

Изобретение относится к области связи, более конкретно к устройствам связи, в частности к антенному блоку для телекоммуникационного устройства и телекоммуникационному устройству, которые могут быть использованы в сетях связи 5-го поколения.

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к активным фазированным антенным решеткам (АФАР) Х-диапазона, расположенным в носовой части самолета или вертолета.

Изобретение относится к радиолокации. Способ основан на изменении фазового распределения в апертуре антенной системы с электронным управлением лучом (АС с ЭУЛ) путем электронного управления фазовым сдвигом СВЧ-сигнала в каждом ее излучателе и формировании зоны электронного сканирования с телесным углом, равным ±θ, где θ - угол отклонения луча АС с ЭУЛ от нормали к ее апертуре, размещении АС с ЭУЛ на поворотном устройстве, обеспечивающем ее вращение вокруг своей оси на угол β, изменяемый от 0° до 360°, суммировании зон электронного и механического сканирования.

Изобретение относится к антенной технике. Регулируемое фазовращающее устройство антенной решетки для передачи сигнала между общим входным портом и несколькими портами, содержащее проводниковую камеру, разветвленную сеть фидеров, диэлектрический элемент и рычаг тяги.
Изобретение относится к проектированию и синтезу многолучевых самофокусирующихся адаптивных антенных решеток (МЛ СФААР). Способ позволяет выполнить синтез МЛ СФААР, обеспечивающей максимизацию отношения сигнал/помеха+шум (ОСПШ) на выходе антенной решетки (АР) в условии взаимной корреляции сигналов источников излучения при изменении параметров сигнально-помеховой обстановки (СПО).
Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано для усиления мощности радиочастотного сигнала, в приемо-передающем СВЧ-модуле активной фазированной антенной решетки, в частности радиолокационной станции, работающей в импульсном режиме.
Изобретение относится к радиолокационным станциям с последовательным сканированием пространства неподвижными фазированными антеннами решетками, разнонаправленными в пространстве по секторам, и может быть использовано для обнаружения, измерения координат и определения свойств космических и воздушных объектов.

Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС ближнего действия. Для получения виртуальной решетки необходимо, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на где N - количество приемных каналов, λ - длина волны. Приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на Также все приемные каналы должны когерентно оцифровываться по такту задающего генератора. Работа на излучение номера передающей антенны определяется по циклограмме, представленной на фиг. 1. При использовании 7 передающих антенн, которые разнесены относительно друг друга на в данном случае фазовый набег сигнала от цели в крайней приемной антенне будет равен что позволяет синтезировать виртуальную фазированную антенную решетку согласно распределению Фурье , где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток на каждой приемной антенне. Технический результат заключается в увеличении разрешающей способности радиолокационной техники по угловым координатам. 2 ил.

Наверх