RU2287876C1 - Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) - Google Patents
Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287876C1 RU2287876C1 RU2005107481/09A RU2005107481A RU2287876C1 RU 2287876 C1 RU2287876 C1 RU 2287876C1 RU 2005107481/09 A RU2005107481/09 A RU 2005107481/09A RU 2005107481 A RU2005107481 A RU 2005107481A RU 2287876 C1 RU2287876 C1 RU 2287876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixer
- input
- receiving
- output
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - создание активной антенной решетки с минимальным числом управляемых фазовращателей. Для этого, на примере одного из вариантов, предлагается пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и Δf, выходные сигналы служебных частот 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 каждого из которых соединены с соответствующим циркулятором, подключенным через соответствующий приемный усилитель с первым входом гетеродинного смесителя, на второй вход которого поступает частота гетеродина, а выход соединен с первым входом приемного смесителя, второй вход приемного смесителя соединен с выходом соответствующего смесителя, при этом выходы приемных смесителей соединены с устройством суммирования сигналов. 2 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 не механическим 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 используются 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 управляемый 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-x 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 устройств заключается в создании активной антенной решетки с минимальным числом управляемых фазовращателей.
Для достижения указанного технического результата предлагается пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и Δf, выходные сигналы служебных частот 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 каждого из которых соединен с входом соответствующего передающего усилителя, выход которого соединен с соответствующим циркулятором, подключенным через соответствующий приемный усилитель с первым входом гетеродинного смесителя, на второй вход которого поступает частота гетеродина, а выход соединен с первым входом приемного смесителя, второй вход приемного смесителя соединен с выходом соответствующего смесителя, при этом выходы приемных смесителей соединены с устройством суммирования сигналов, а также в качестве варианта - пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и Δf, выходные сигналы служебных частот 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 каждого из которых соединены соответственно с первым входом передающего гетеродинного смесителя и первым входом приемного смесителя, выход передающего смесителя соединен через передающий усилитель с циркулятором, который соединен через приемный усилитель с первым входом приемного гетеродинного смесителя, выход которого соединен со вторым входом приемного смесителя, при этом на вторые входы приемного и передающего смесителей подаются соответственно сигналы с частотой гетеродина и частотой передатчика путем воздушной запитки.
На фиг.1 и 2 изображены соответственно функциональные схемы пространственных приемопередающих фазированных антенных решеток согласно соответственно пп.1 и 2 формулы изобретения.
На фиг.1 пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка содержит 11-1N - фазовращатели строк, 21-2М - фазовращатели столбцов, 3 - задающий смеситель, 41-4N - смесители излучателей, 5 - распределитель служебного сигнала строк, 6 - распределитель служебного сигнала столбцов, 7 - сумматор приемных сигналов, 8 - гетеродин, 9 - приемный смеситель, 10 - гетеродинный смеситель, 11 - приемный усилитель, 12 - передающий усилитель, 13 - циркулятор.
На фиг.2 пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка содержит 11-1N - фазовращатели строк, 21-2М - фазовращатели столбцов, 3 - задающий смеситель, 41-4N - смесители излучателей, 5 - распределитель служебного сигнала строк, 6 - распределитель служебного сигнала столбцов, 7 - устройство суммирования сигналов, 8 - приемный смеситель, 9 - передающий гетеродинный смеситель, 10 - приемный гетеродинный смеситель, 11 - приемный усилитель, 12 - передающий усилитель, 13 - циркулятор.
Антенная решетка на фиг.1 работает следующим образом. Сигналы служебных частот строки f1=f+Δf и столбца f2=f-Δf получаются на одном задающем смесителе 3.
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 4 и перед излучением усиливаются.
Перед излучателем устанавливается циркулятор 13 или переключатель, подключающий приемную часть элемента решетки к излучателю в режиме приема сигнала.
Принятый сигнал имеет фазу: Ψпр=Fпр t-ф1-ф2. Для компенсации фазовой задержки (ф1-ф2) принятого элементом решетки сигнала используются приемный смеситель 9 и гетеродинный смеситель 10.
Получаемый после гетеродинного смесителя 10 сигнал с фазой Ψ2=(Fпр-Fг)t-ф1-ф2 поступает на приемный смеситель 9, где суммируется с сигналом, поступающим со смесителя 4.
На выходе приемного смесителя 9 получается сигнал Fпр-Fг+2f без фазовых задержек, который может суммироваться в устройстве суммирования сигналов 7 синфазно со всех элементов решетки.
Антенная решетка на фиг.2 работает аналогичным образом, однако осуществляется эфирная запитка сигнала для формирования несущей частоты в режиме передачи и эфирной подачей сигнала гетеродина в режиме приема.
В этой схеме сигнал после смесителя 4 поступает на передающий гетеродинный смеситель 9, где смешивается с сигналом F воздушной (эфирной) запитки без использования проводников. Сигнал суммарной частоты, равной F+f1+f2 c фазой Ψ=(F+f1+f2)1+ф1+φ2, усиливается передающим усилителем 12 и излучается излучателем.
Принятый элементом решетки сигнал, имеющий фазу
Ψ=(Fпр)t-ф1-ф2, смешивается с частотой Fr в гетеродинном смесителе 10.
Сигнал с выхода смесителя 10 частоты Fпр-Fг и фазы - ф1-ф2 поступает на приемный смеситель 8, где складывается с сигналом, поступающим с смесителя 4.
С выхода приемного смесителя 10 получается сигнал частоты Fпр-Fг+2f, который уже не несет информации о сдвиге фаз в элементах решетки, вносимых изменением направления суммарной диаграммы направленности решетки.
Таким образом, при минимальном числе управляемых фазовращателей осуществляются прием и передача сигналов.
Claims (2)
1. Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и Δf, выходные сигналы служебных частот 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 каждого из которых соединены с входом соответствующего передающего усилителя, выход которого соединен с соответствующим циркулятором, подключенным через соответствующий приемный усилитель с первым входом гетеродинного смесителя, на второй вход которого поступает частота гетеродина, а выход соединен с первым входом приемного смесителя, второй вход приемного смесителя соединен с выходом соответствующего смесителя, при этом выходы приемных смесителей соединены с устройством суммирования сигналов.
2. Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка, выполненная в виде матрицы и содержащая задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и Δf, выходные сигналы служебных частот 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 каждого из которых соединены соответственно с первым входом передающего гетеродинного смесителя и первым входом приемного смесителя, выход передающего гетеродинного смесителя соединен через передающий усилитель с циркулятором, который соединен через приемный усилитель с первым входом приемного гетеродинного смесителя, выход которого соединен со вторым входом приемного смесителя, при этом на вторые входы приемного и передающего смесителей подаются соответственно сигналы с частотой гетеродина и частотой передатчика путем воздушной запитки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107481/09A RU2287876C1 (ru) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107481/09A RU2287876C1 (ru) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005107481A RU2005107481A (ru) | 2006-08-27 |
RU2287876C1 true RU2287876C1 (ru) | 2006-11-20 |
Family
ID=37061087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005107481/09A RU2287876C1 (ru) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2287876C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451373C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Активная фазированная антенная решетка |
RU2480868C1 (ru) * | 2012-03-19 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Активная пространственная передающая антенная решетка |
RU2706520C1 (ru) * | 2019-01-10 | 2019-11-19 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки |
-
2005
- 2005-03-18 RU RU2005107481/09A patent/RU2287876C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451373C1 (ru) * | 2010-09-10 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Активная фазированная антенная решетка |
RU2480868C1 (ru) * | 2012-03-19 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Активная пространственная передающая антенная решетка |
RU2706520C1 (ru) * | 2019-01-10 | 2019-11-19 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Способ формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005107481A (ru) | 2006-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6144339A (en) | Array antenna | |
US11601183B2 (en) | Spatial redistributors and methods of redistributing mm-wave signals | |
JP5798675B2 (ja) | 多重ビーム能動的位相配列アーキテクチャ | |
US7697958B2 (en) | Wireless repeater | |
RU2338307C1 (ru) | Активная фазированная антенная решетка | |
US7183995B2 (en) | Antenna configurations for reduced radar complexity | |
US20090102704A1 (en) | Synthetic aperture radar, compact polarimetric sar processing method and program | |
KR20120065652A (ko) | 레이더 센서용 rf 송수신기 | |
US6295026B1 (en) | Enhanced direct radiating array | |
US6970142B1 (en) | Antenna configurations for reduced radar complexity | |
RU2287876C1 (ru) | Пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка (варианты) | |
JP4563815B2 (ja) | 光学的および周波数走査アレイ | |
CN113659352A (zh) | 一种星载全极化宽带相控阵天线 | |
JP4371124B2 (ja) | アンテナ装置 | |
JPH07321536A (ja) | フェーズドアレイアンテナ | |
RU2410804C1 (ru) | Многолучевая активная антенная решетка | |
RU2312435C1 (ru) | Активная пространственная приемо-передающая антенная решетка обратного излучения | |
RU2282921C1 (ru) | Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты) | |
WO1991003846A1 (fr) | Systeme d'antenne microbande | |
RU2334319C1 (ru) | Универсальная самофокусирующаяся активная пространственная приемопередающая антенная решетка обратного излучения | |
JPS63284484A (ja) | レ−ダ装置 | |
JPH06242229A (ja) | レーダ装置 | |
JP3572603B2 (ja) | レーダ装置 | |
JPS62169505A (ja) | 円形配列アンテナ装置 | |
US20170244164A1 (en) | Synthesizing cross-polarized beams with a phased array |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070319 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170319 |