RU2282921C1 - Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) - Google Patents
Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282921C1 RU2282921C1 RU2005107482/09A RU2005107482A RU2282921C1 RU 2282921 C1 RU2282921 C1 RU 2282921C1 RU 2005107482/09 A RU2005107482/09 A RU 2005107482/09A RU 2005107482 A RU2005107482 A RU 2005107482A RU 2282921 C1 RU2282921 C1 RU 2282921C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- matrix
- rows
- columns
- mixers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенной технике, в частности к активным пространственным фазированным антенным решеткам (ФАР), и может быть использовано при создании антенн с немеханическим качанием луча антенны. Технический результат способа и устройств заключается в создании активной антенной решетки с минимальным числом управляемых фазовращателей. Для достижения указанного технического результата предлагается способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки, заключающийся в том что, что осуществляют управление фазами сигналов на когерентных служебных частотах столбцов и строк, получающихся на задающем смесителе из двух задающих частот, причем сигналы служебных частот, несущие информацию о требуемой фазе сигнала для каждого столбца и строки суммируются на смесителях излучателей фазированной антенной решетки, а суммарные сигналы, несущие информацию о фазе каждого элемента решетки, требуемой для качания луча антенны, подают на выходной усилитель решетки или используют как носители требуемой фазы в формировании других сигналов элемента фазированной антенной решетки, а также пространственная фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы служебных частот f и Δf, выходные сигналы f1=f+Δf и f2=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пресечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выходы которых соединены с входами соответствующих усилителей, и пространственная фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель на который подаются сигналы служебных частот f и Δf, выходные сигналы f1=f+Δf и f2=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих приемных смесителей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике, в частности к активным пространственным фазированным антенным решеткам (ФАР), и может быть использовано при создании антенн с немеханическим качанием луча антенны.
Известны фазированные антенные решетки, схемы с фазировкой на промежуточной частоте и схемы с двойным преобразованием частоты (Книга Бененсона и др. "Антенные решетки", стр.184-187).
Однако недостатком приведенных в книге схем является тот факт, что хотя в приведенных в ней схемах рис.5.11 и рис.5.12 используются смесители для сложения фаз от разных гетеродинов и производится преобразование частоты, но в этих схемах используется гетеродин с качающейся частотой и частотно-зависимые линии задержки, при этом сложение фаз от строк и столбцов плоской антенной решетки невозможно.
Известные устройства, описанные в патентах US 6831600, H 01 Q 3/26, 14.12.2004, WO 03015212, H 01 Q 3/26, 20.02.2003, JP 2002158528, H 01 Q 3/26, 31.05.2002, обладают теми же недостатками.
Другие схемы формирования необходимого фазового распределения в раскрыве фазированной антенной решетки приведены в книге А.С.Лаврова и Г.Б.Резникова. "Антенно-фидерные устройства". В разделе 15.3 этой книги показаны схемы запитки излучателей для получения необходимых фазовых задержек. Как видно из рис.15.3 и 15.4 число управляющих фазовращателей плоской антенной фазированной решетки равно числу ее излучателей. Для прямоугольной плоской антенной решетки, имеющей N строк и М столбцов, общее число излучателей будет равно произведению числа строк на число столбцов, а суммарное число К фазовращателей равно К=N·M.
Недостатком данных устройств является большое число управляемых фазовращателей.
Частично данный недостаток устранен в техническом решении, характеризующем устройство управления положением луча фазированной антенной решетки (ФАР), содержащее N каналов, включающих первые смесители, входы которых соединены с излучателями ФАР, а начиная с третьего канала - вторые и третьи смесители, при этом гетеродинные входы первых смесителей соединены с выходами соответствующих вторых смесителей, гетеродинные входы которых соединены с выходами соответствующих третьих смесителей, блок управления, первый кварцевый генератор, сумматор мощности, входы которого соединены с выходами первых смесителей соответствующих каналов, а выход является выходом ФАР, а также управляемой фазовращатель, четвертый и пятый смесители, второй кварцевый генератор, выход которого соединен с первыми входами четвертого и пятого смесителей, выход первого кварцевого генератора соединен с гетеродинным входом первого смесителя первого канала, входом фазовращателя и вторым входом четвертого смесителя, выход фазовращателя соединен с гетеродинным входом первого смесителя второго канала, сигнальным входом третьего смесителя третьего канала и вторым входом пятого смесителя, выход пятого смесителя соединен с гетеродинными входами третьих смесителей всех каналов, начиная с третьего, сигнальные входы третьих смесителей n-х каналов соединены попарно, начиная с четвертого канала (SU 1406676, H 01 Q 3/26, 30.06.1988).
Однако данное устройство представляет собой линейную (не пространственную) антенную решетку, следуя логике ее построения, невозможно создать пространственную фазированную решетку с минимальным числом управляемых фазовращателей.
Технический результат способа и устройств заключается в создании активной антенной решетки с минимальным числом управляемых фазовращателей.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки, заключающийся в том, что осуществляют управление фазами сигналов на когерентных служебных частотах столбцов и строк, получающихся на задающем смесителе из двух задающих частот, причем сигналы служебных частот, несущие информацию о требуемой фазе сигнала для каждого столбца и строки, суммируются на смесителях излучателей фазированной антенной решетки, а суммарные сигналы, несущие информацию о фазе каждого элемента решетки, требуемой для качания луча антенны, подают на выходной усилитель решетки или используют как носители требуемой фазы в формировании других сигналов элемента фазированной антенной решетки, а также пространственная фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы служебных частот f и Δf, выходные сигналы f1=f+Δf и f2=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выходы которых соединены с входами соответствующих усилителей, и пространственная фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы служебных частот f и Δf, выходные сигналы f1=f+Δf и f2=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих приемных смесителей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей.
Поясним заявленный способ - осуществляется формирование сигналов служебных частот строк и столбцов, в каждой строке и столбце устанавливается по одному фазовращателю, которые и создают на служебной частоте необходимую для данной строки или столбца фазовую задержку.
Сигналы служебных частот строки f1=f+Δf и столбца f2=f-Δf получаются на одном задающем смесителе.
На каждый элемент решетки поступают сигналы служебных частот с фазой:
- строки ψ1=f1t+φ1
- столбца ψ2=f2t+φ2,
где φ1 и φ2 - требуемые для качания луча антенны фазовые сдвиги по строкам и столбцам.
На элементе решетки сигналы служебных частот складываются на соответствующем смесителе и перед излучением усиливаются. Суммарная частота, излучаемая элементом решетки как несущая частота, имеет фазу
ψ=(f1+f2)t+φ1+φ2=2ft+φ1+φ2.
На фиг.1 показаны функциональная схема передающей решетки, построенная по предлагаемому способу формирования требуемых фазовых распределений в раскрыве антенны, где 11-1N - фазовращатели строк, 21-2N - фазовращатели столбцов, 3 - задающий смеситель, 41-4NM - смесители излучателей, 5 - передающий усилитель.
На фиг.2 показаны функциональные схемы приемной решетки и ее элемента, где 11-1N - фазовращатели строк, 21-2N - фазовращатели столбцов, 3 - задающий смеситель, 41-4NM - смесители излучателей, 5 - приемный усилитель, 6 - приемный смеситель.
Принятый элементом решетки сигнал частоты Fпр и фазы ψ=Fпрt-φ1-φ2 после усиления поступает на смеситель, где смешивается с суммой служебных сигналов, получающейся на выходе смесителя. Сигнал на выходе смесителя уже не несет информации о фазовых задержках, получающихся на элементах антенной решетки в результате изменения направления прихода радиосигналов.
Claims (3)
1. Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки, заключающийся в том, что осуществляют управление фазами сигналов на когерентных служебных частотах столбцов и строк, получающихся на задающем смесителе из двух задающих частот, причем сигналы служебных частот, несущие информацию о требуемой фазе сигнала для каждого столбца и строки, суммируются на смесителях излучателей фазированной антенной решетки, а суммарные сигналы, несущие информацию о фазе каждого элемента решетки, требуемой для качания луча антенны, подают на выходной усилитель решетки или используют как носители требуемой фазы в формировании других сигналов элемента фазированной антенной решетки.
2. Пространственная фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы служебных частот f и Δf, выходные сигналы f1=f+Δf и f2=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выходы которых соединены с входами соответствующих передающих усилителей.
3. Пространственная фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы служебных частот f и Δf, выходные сигналы f1=f+Δf и f2=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих приемных смесителей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих приемных усилителей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005107482/09A RU2282921C1 (ru) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005107482/09A RU2282921C1 (ru) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2282921C1 true RU2282921C1 (ru) | 2006-08-27 |
Family
ID=37061387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005107482/09A RU2282921C1 (ru) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2282921C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017121029A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Overlapping linear sub-array for phased array antennas |
| RU2805384C1 (ru) * | 2023-06-09 | 2023-10-16 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники" | Способ управления лучом в активной фазированной антенной решетке |
-
2005
- 2005-03-18 RU RU2005107482/09A patent/RU2282921C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017121029A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Overlapping linear sub-array for phased array antennas |
| US10320087B2 (en) | 2016-01-15 | 2019-06-11 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Overlapping linear sub-array for phased array antennas |
| RU2805384C1 (ru) * | 2023-06-09 | 2023-10-16 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники" | Способ управления лучом в активной фазированной антенной решетке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Eker et al. | Exploitation of linear frequency modulated continuous waveform (LFMCW) for frequency diverse arrays | |
| US7319427B2 (en) | Frequency diverse array with independent modulation of frequency, amplitude, and phase | |
| US7183995B2 (en) | Antenna configurations for reduced radar complexity | |
| US4277787A (en) | Charge transfer device phased array beamsteering and multibeam beamformer | |
| JP2000049524A (ja) | アレイアンテナ | |
| ATE377265T1 (de) | Frequenzselektive strahlformung | |
| JP2000244224A (ja) | マルチビームアンテナ及びアンテナシステム | |
| JP2019503621A (ja) | サブアレイを有するフェイズドアレイアンテナ | |
| WO2016183797A1 (zh) | 一种相控阵芯片、相控阵波束扫描方法和装置 | |
| CN108461932B (zh) | 一种低复杂度的模拟波束赋形天线阵列 | |
| RU2282921C1 (ru) | Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) | |
| US20100225538A1 (en) | Frequency Mode Of Locking Phased Arrays For Synthesizing High Order Traveling Interference Patterns | |
| RU2287876C1 (ru) | Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) | |
| RU2410804C1 (ru) | Многолучевая активная антенная решетка | |
| JPH06291535A (ja) | アレイアンテナ | |
| US3517389A (en) | Method and system for electronically steering an antenna array | |
| US20210249782A1 (en) | Network for forming multiple beams from a planar array | |
| RU2312435C1 (ru) | Активная пространственная приемо-передающая антенная решетка обратного излучения | |
| JP2010068482A (ja) | アレイアンテナ装置 | |
| JP4521440B2 (ja) | アレイアンテナ装置及びその送受信モジュール | |
| Guo et al. | Recent studies on 4D antenna arrays and their applications to wireless electronic systems | |
| Dong et al. | Low-cost irregular subarrayed wide-angle scanning array design for 5G and IoT applications | |
| Chakraborty et al. | Power pattern synthesis of a moving phase center time modulated antenna array using symmetrically and asymmetrically positioned time schemes | |
| Chakraborty et al. | Sideband power control in time-modulated antenna arrays for bidirectional harmonic beamforming and beam scanning | |
| Lin et al. | Realization of Multi-Modes Transmission by Time-Modulated Frequency Diverse Array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170319 |