RU2650629C1 - Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом - Google Patents
Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650629C1 RU2650629C1 RU2017116383A RU2017116383A RU2650629C1 RU 2650629 C1 RU2650629 C1 RU 2650629C1 RU 2017116383 A RU2017116383 A RU 2017116383A RU 2017116383 A RU2017116383 A RU 2017116383A RU 2650629 C1 RU2650629 C1 RU 2650629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- aperture
- angle
- rotary device
- normal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
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. Устанавливают АС с ЭУЛ на двухкоординатное поворотное устройство, имеющее независимые внешний и внутренний узлы поворота, таким образом, чтобы нормаль к ее апертуре совпала с осью вращения внешнего узла двухкоординатного поворотного устройства, обеспечивающего ее вращение на угол β, изменяющийся от 0 до 360°, где β - угол поворота АС с ЭУЛ относительно оси вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяют внутренним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства угол α между осью вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства и нормалью к апертуре АС с ЭУЛ до значений ±α. Осуществляют вращение апертуры АС с ЭУЛ внешним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяя угол β. Производят изменение фазового распределения в апертуре АС с ЭУЛ с учетом углов α и β, осуществляя электронное сканирование лучом в зоне сканирования АС с ЭУЛ, но уже относительно данного положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ. Путем независимого поворота АС с ЭУЛ вокруг осей вращения внутреннего и внешнего узлов поворота двухкоординатного поворотного устройства в пределах по α до ±α и по β от 0° до 360° осуществляют перемещение нормали к апертуре АС с ЭУЛ в произвольное направление внутри конического телесного угла размером ±α, формируя тем самым зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ. Технический результат заключается в расширении зоны сканирования. 3 ил.
Description
Изобретение относится к радиолокации, а именно к радиолокационным системам, осуществляющим обзор пространства радиолокационными станциями с электронным управлением лучом.
Известен способ обзора пространства, основанный на размещении двумерносканирующей ФАР на поворотной по азимуту платформе с небольшим постоянным углом возвышения к горизонтальной плоскости [Д.А. Этингтон, П.Дж. Карилас, Дж.Д. Райт «Многофункциональные вращающиеся РЛС с электронным сканированием для обзора воздушного пространства», ТИИЭР, том. 73, февраль, 1985, М.: Мир, с. 201-213]. Для обзора пространства используется единственная вращающаяся по азимуту с помощью механического привода ФАР, которая обеспечивает электронное сканирование лучом по азимуту и углу места, причем обзор пространства по углу места осуществляется электронно ступенчатым методом за несколько оборотов ФАР. Недостатком этого способа обзора пространства является наличие в верхней области пространства так называемой «мертвой» зоны, куда не попадает луч ФАР.
Известен также способ обзора пространства, основанный на использовании многогранной ФАР [Антенны и устройства СВЧ / под редакцией д.т.н. проф. Д.И. Воскресенского. «Радиосвязь», М., 1981, стр. 157-159], в которой полная зона сканирования образуется путем сложения зон сканирования отдельных плоских ФАР.
Недостатком такого способа обзора пространства являются либо «мертвая» зона (ФАР на обычной пирамиде), либо чрезмерная сложность и громоздкость конструкции (ФАР на усеченной пирамиде).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому «Способу формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом» является выбранный за прототип «Способ формирования зоны обзора пространства в радиолокационной станции с электронным управлением лучом» (RU 2379801 C1, опубл. 20.01.2010, H01Q 21/00). Он основан на изменении фазового распределения в апертуре антенны радиолокационной станции путем электронного управления фазовым сдвигом СВЧ сигнала в каждом излучателе антенны. При этом антенну радиолокационной станции устанавливают на поворотное устройство таким образом, что нормаль к апертуре антенны образует с осью вращения поворотного устройства угол α>0°. Затем осуществляют вращение антенны вокруг его оси на угол β, изменяющийся в пределах от 0 до 360°, так, что нормаль к апертуре антенны описывает конус с углом при вершине, равным 2α, формируя механическую зону обзора. Далее производят изменение фазового распределения в апертуре антенны с учетом величины угла α и изменения положения поворотного устройства относительно первоначального угла β, формируют зону электронного сканирования. Суммируя зоны обзора, полученные при вращении антенны на поворотном устройстве и при ее электронном сканировании, образуют полную зону обзора радиолокационной станции, где α - угол между осью вращения поворотного устройства и нормалью к апертуре антенны, β - текущий угол поворота вокруг оси поворотного устройства.
Недостатком прототипа является ограниченность зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом.
Техническим результатом предлагаемого способа является достижение возможности расширения зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом вплоть до полусферы и более при использовании только одной апертуры антенной системы.
Сущность предлагаемого изобретения основана на изменении фазового распределения в апертуре антенной системы с электронным управлением лучом 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 антенной системы с электронным управлением лучом от нормали к ее апертуре, размещении антенной системы с электронным управлением лучом на поворотном устройстве, обеспечивающем ее вращение вокруг своей оси на угол β, изменяемый от 0° до 360°, суммировании зон электронного и механического сканирования.
Новым в заявленном способе является то, что устанавливают АС с ЭУЛ на двухкоординатное поворотное устройство, имеющее независимые внешний и внутренний узлы поворота, таким образом, чтобы нормаль к ее апертуре совпала с осью вращения внешнего узла двухкоординатного поворотного устройства, обеспечивающего ее вращение на угол β, изменяющийся от 0 до 360°, где β - угол поворота антенной системы с электронным управлением лучом относительно оси вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяют внутренним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства угол α между осью вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства и нормалью к апертуре АС с ЭУЛ до значений ±α;
осуществляют вращение апертуры антенной системой с электронным управлением лучом внешним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяя угол β;
производят изменение фазового распределения в апертуре АС с ЭУЛ с учетом углов α и β, осуществляя электронное сканирование лучом в зоне сканирования АС с ЭУЛ, но уже относительно данного положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ;
путем независимого поворота АС с ЭУЛ вокруг осей вращения внутреннего и внешнего узлов поворота двухкоординатного поворотного устройства в пределах по α до ±α и по β от 0° до 360° осуществляют перемещение нормали к апертуре АС с ЭУЛ в произвольное направление внутри конического телесного угла размером ±α, формируя тем самым зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ;
поскольку вокруг каждого положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ сохраняется зона электронного сканирования размером θ, то суммируя зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ с зоной электронного перемещения луча, осуществляют перемещения луча АС с ЭУЛ в объединенной угловой зоне размером ±(α +θ), формируя тем самым широкоугольную зону сканирования АС с ЭУЛ.
На фиг. 1 изображен пример двухкоординатного поворотного устройства с размещенной на нем антенной системой с электронным управлением лучом (АС с ЭУЛ),
где двухкоординатное поворотное устройство 1, внешний узел поворота двухкоординатного поворотного устройства 1а, внутренний узел поворота двухкоординатного поворотного устройства 1б, антенная система с электронным управлением лучом (АС с ЭУЛ) 2, ось вращения внутреннего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства 3, ось вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства 4.
На фиг. 2 изображен пример формирования зоны механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ, где нормаль к апертуре антенной системы с электронным управлением лучом 5.
На фиг. 3 изображен пример формирования полной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом, образованной путем сложения зоны механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ и зоны электронного сканирования лучом АС с ЭУЛ, где луч АС с ЭУЛ 6.
Формирование широкоугольной зоны сканирования по предлагаемому способу осуществляют следующим образом:
- устанавливают АС с ЭУЛ на двухкоординатное поворотное устройство, имеющее независимые внешний и внутренний узлы поворота, таким образом, чтобы нормаль к ее апертуре совпала с осью вращения внешнего узла двухкоординатного поворотного устройства, обеспечивающего ее вращение на угол β, изменяющийся от 0 до 360°, где β - угол поворота антенной системы с электронным управлением лучом относительно оси вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства;
- изменяют фазовое распределение в апертуре антенной системы с электронным управлением лучом (АС с ЭУЛ) путем электронного управления фазовым сдвигом СВЧ-сигнала в каждом излучателе АС с ЭУЛ, реализуя тем самым перемещение луча АС с ЭУЛ в зоне электронного сканирования с телесным углом, равным ±θ относительно нормали к ее апертуре, где θ - угол отклонения луча антенной системы с электронным управлением лучом от нормали к ее апертуре (фиг. 3);
- изменяют внутренним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства угол α между осью вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства и нормалью к апертуре АС с ЭУЛ до значений ±α;
- осуществляют вращение апертуры антенной системой с электронным управлением лучом внешним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяя угол β;
- производят изменение фазового распределения в апертуре АС с ЭУЛ, с учетом углов α и β, осуществляя электронное сканирование лучом в зоне сканирования АС с ЭУЛ, но уже относительно данного положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ;
- путем независимого поворота АС с ЭУЛ вокруг осей вращения внутреннего и внешнего узлов поворота двухкоординатного поворотного устройства в пределах по α до ±α и по β от 0° до 360°, осуществляют перемещение нормали к апертуре АС с ЭУЛ в произвольное направление внутри конического телесного угла размером ±α, формируя тем самым зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ;
- поскольку вокруг каждого положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ сохраняется зона электронного сканирования размером θ, то суммируя зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ с зоной электронного перемещения луча, осуществляют перемещение луча АС с ЭУЛ в объединенной угловой зоне размером ±(α +θ), формируя тем самым широкоугольную зону сканирования АС с ЭУЛ.
В результате реализуется широкоугольная зона сканирования без каких-либо «мертвых» зон внутри нее, а при выполнении условия ±(α+θ)≥90° эта зона сканирования может превышать полусферу, т.е. охватывать все пространство над местом расположения АС с ЭУЛ.
Claims (1)
- Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом (АС с ЭУЛ), основанный на изменении фазового распределения в апертуре антенной системы с электронным управлением лучом 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 антенной системы с электронным управлением лучом от нормали к ее апертуре, размещении антенной системы с электронным управлением лучом на поворотном устройстве, обеспечивающем ее вращение вокруг своей оси на угол β, изменяемый от 0° до 360°, суммировании зон электронного и механического сканирования, отличающийся тем, что устанавливают АС с ЭУЛ на двухкоординатное поворотное устройство, имеющее независимые внешний и внутренний узлы поворота, таким образом, чтобы нормаль к ее апертуре совпала с осью вращения внешнего узла двухкоординатного поворотного устройства, обеспечивающего ее вращение на угол β, изменяющийся от 0 до 360°, где β - угол поворота антенной системы с электронным управлением лучом относительно оси вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяют внутренним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства угол α между осью вращения внешнего узла поворота двухкоординатного поворотного устройства и нормалью к апертуре АС с ЭУЛ до значений ±α, осуществляют вращение апертуры антенной системой с электронным управлением лучом внешним узлом поворота двухкоординатного поворотного устройства, изменяя угол β, производят изменение фазового распределения в апертуре АС с ЭУЛ с учетом углов α и β, осуществляя электронное сканирование лучом в зоне сканирования АС с ЭУЛ, но уже относительно данного положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ, путем независимого поворота АС с ЭУЛ вокруг осей вращения внутреннего и внешнего узлов поворота двухкоординатного поворотного устройства в пределах по α до ±α и по β от 0° до 360°, осуществляют перемещение нормали к апертуре АС с ЭУЛ в произвольное направление внутри конического телесного угла размером ±α, формируя тем самым зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ; поскольку вокруг каждого положения нормали к апертуре АС с ЭУЛ сохраняется зона электронного сканирования размером θ, то суммируя зону механического перемещения нормали к апертуре АС с ЭУЛ с зоной электронного перемещения луча, осуществляют перемещения луча АС с ЭУЛ в объединенной угловой зоне размером ±(α+θ), формируя тем самым широкоугольную зону сканирования АС с ЭУЛ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116383A RU2650629C1 (ru) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017116383A RU2650629C1 (ru) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650629C1 true RU2650629C1 (ru) | 2018-04-16 |
Family
ID=61976554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017116383A RU2650629C1 (ru) | 2017-05-10 | 2017-05-10 | Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650629C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109343047A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种脉冲体制测量***提高目标角度探测精确的测量方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5175562A (en) * | 1989-06-23 | 1992-12-29 | Northeastern University | High aperture-efficient, wide-angle scanning offset reflector antenna |
RU2287879C2 (ru) * | 2005-02-16 | 2006-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод | Способ повышения разрешающей способности радиолокационной станции по дальности и азимуту |
RU2379801C1 (ru) * | 2008-12-10 | 2010-01-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Способ формирования зоны обзора пространства в радиолокационной станции с электронным управлением лучом |
RU125397U1 (ru) * | 2012-05-29 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Активная фазированная антенная решетка с широкоугольным сканированием |
-
2017
- 2017-05-10 RU RU2017116383A patent/RU2650629C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5175562A (en) * | 1989-06-23 | 1992-12-29 | Northeastern University | High aperture-efficient, wide-angle scanning offset reflector antenna |
RU2287879C2 (ru) * | 2005-02-16 | 2006-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод | Способ повышения разрешающей способности радиолокационной станции по дальности и азимуту |
RU2379801C1 (ru) * | 2008-12-10 | 2010-01-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Способ формирования зоны обзора пространства в радиолокационной станции с электронным управлением лучом |
RU125397U1 (ru) * | 2012-05-29 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | Активная фазированная антенная решетка с широкоугольным сканированием |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109343047A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种脉冲体制测量***提高目标角度探测精确的测量方法 |
CN109343047B (zh) * | 2018-10-16 | 2020-05-15 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种脉冲体制测量***提高目标角度探测精确的测量方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10945139B2 (en) | Concentric cells in a wireless communication system | |
JP6758827B2 (ja) | 多形状ビームリフレクタアンテナのためのフィードのリポインティング技法 | |
RU2619445C1 (ru) | Способ формирования круговой зоны электронного сканирования цилиндрической фазированной антенной решетки | |
US9337536B1 (en) | Electronically steerable SATCOM antenna | |
WO2017199414A1 (ja) | 気象レーダ装置 | |
US20220286870A1 (en) | Virtual concentric cells based on active antennas in a wireless communication system | |
RU2650629C1 (ru) | Способ формирования широкоугольной зоны сканирования антенной системы с электронным управлением лучом | |
CN108987937A (zh) | 一种双焦点赋形反射面天线的方法和装置 | |
KR20140115815A (ko) | 레이더 시스템 | |
JPS6376504A (ja) | 空中線装置 | |
RU2528136C1 (ru) | Многолучевая зеркальная сканирующая антенна | |
RU2582087C1 (ru) | Способ радиолокационного обзора пространства | |
JP2022054720A (ja) | 反射鏡アンテナ | |
RU2713159C1 (ru) | Способ формирования круговой зоны электронного сканирования цилиндрической фазированной антенной решетки с увеличенным темпом обзора | |
RU2287878C1 (ru) | Шунтовая радиопеленгационная антенна | |
RU2727860C1 (ru) | Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков | |
JPH0287807A (ja) | アンテナ装置 | |
CN109616776A (zh) | 全向天线及设备 |