RU2688836C1 - Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array - Google Patents
Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688836C1 RU2688836C1 RU2018112937A RU2018112937A RU2688836C1 RU 2688836 C1 RU2688836 C1 RU 2688836C1 RU 2018112937 A RU2018112937 A RU 2018112937A RU 2018112937 A RU2018112937 A RU 2018112937A RU 2688836 C1 RU2688836 C1 RU 2688836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transmitting
- input
- emitters
- output
- outputs
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 101001019013 Homo sapiens Mitotic interactor and substrate of PLK1 Proteins 0.000 description 2
- 102100033607 Mitotic interactor and substrate of PLK1 Human genes 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process 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)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может быть использовано в радиолокации, связи и других системах, размещенных на летательных аппаратах.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to antenna technology, and can be used in radiolocation, communication and other systems deployed on aircraft.
Из уровня техники известна пассивно-активная фазированная антенная решетка (патент RU №2299502, опубликовано 20.05.2007, МПК: H01Q21/00, H01Q3/26), состоящая из n излучающих элементов, n приемопередающих модулей (НИМ) и распределительной системы. В состав ППМ входят m активных НИМ, каждый из которых содержит усилитель мощности передающего канала, малошумящие усилители приемного канала, фазовращатели, схему управления и контроля, (n-m) пассивных ППМ, каждый из которых содержит фазовращатель и схему управления фазовращателем. У каждого из m активных НИМ вход в режиме передачи (выход в режиме приема) соединен с соответствующим выходом (входом) распределительной системы СВЧ-мощности, а выход в режиме передачи (вход в режиме приема) соединен с общим каналом делителя мощности (сумматора мощности). К одному выходному каналу в режиме передачи (входному каналу в режиме приема) делителя мощности (сумматора мощности) присоединен излучающий элемент непосредственно, а к остальным каналам излучающие элементы присоединены последовательно, через пассивные НИМ.The prior art known passive-active phased array antenna (patent RU №2299502, published 20.05.2007, IPC: H01Q21 / 00, H01Q3 / 26), consisting of n radiating elements, n transceiver modules (NIM) and distribution system. The composition of the MRP includes m active BAT, each of which contains a power amplifier of the transmitting channel, low-noise amplifiers of the receiving channel, phase shifters, a control and monitoring circuit, and (n-m) passive MRP, each of which contains a phase shifter and a phase shifter control circuit. For each of the m active BAT, the input in the transmission mode (output in the reception mode) is connected to the corresponding output (input) of the microwave power distribution system, and the output in the transmission mode (input in the reception mode) is connected to the common channel of the power divider (power adder) . To one output channel in the transmission mode (input channel in the reception mode) the power divider (power adder) is connected to the radiating element directly, and to the remaining channels the radiating elements are connected in series through passive BAT.
Недостатками этой пассивно-активной фазированной антенной решетки являются: отсутствие возможности формирования разностных диаграмм направленности, чрезмерная громоздкость и сложность схемы построения, что связано с последовательным соединением активных и пассивных приемопередающих модулей, и связанные с этим увеличенные потери энергии на передачу и прием. Кроме того, управление каналами пассивно-активной фазированной антенной решетки (ФАР) осуществляется извне, что существенно усложняет и удорожает построение системы управления.The disadvantages of this passive-active phased antenna array are: the inability to form differential patterns, the excessive complexity and complexity of the construction scheme, which is associated with the serial connection of active and passive transceiver modules, and the associated loss of energy for transmission and reception. In addition, the control of the passive-active phased-array antenna (PAR) channels is performed externally, which significantly complicates and increases the cost of building a control system.
Также известна активная фазированная антенная решетка (АФАР) (патент RU №2338307, опубликовано 10.11.2008, МПК: H01Q 21/00, H01Q 3/26, H01Q 25/02), состоящая из ш излучателей, соединенных с m приемо-передающими модулями (ППМ), устройство распределения и фазирования (УРФ) и делитель. В состав также входят формирователь диаграммы направленности (ФДН), имеющий два входа и четыре выхода, три делителя (Д), 2К-1 устройства распределения и фазирования (УРФ), 2К периферийных устройств управления (УУ), выполненных с возможностью установления требуемых значений фазовых соотношений в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от блока управления лучом (БУЛ). Причем каждый из четырех высокочастотных (ВЧ) выходов ФДН подключен к ВЧ-входу соответствующего делителя, имеющего К/2 ВЧ-выходов каждый, где К - четное число. 2К ВЧ-выходов делителей соединены с ВЧ-входами соответствующих УРФ, имеющих каждый m ВЧ-выходов, где m - любое целое число. Каждый из 2Кm ВЧ-выходов УРФ соединен с ВЧ-входом соответствующего 2Кm ППМ, ВЧ-выходы которых подключены к излучателям. При этом каждое устройство распределения и фазирования, соединенное с высокочастотными входами m приемо-передающих модулей, подключенных к m излучателям, периферийное устройство управления, m низкочастотных выходов которого соединены с низкочастотными входами m приемо-передающих модулей, а низкочастотный (m+1)-й выход периферийного устройства управления соединен с низкочастотным входом устройства распределения и фазирования, образуют подрешетку, причем низкочастотные входы всех периферийных устройств управления подключены к выходу блока управления лучом, вход блока управления лучом является управляющим входом активной фазированной антенной решетки, первый и второй входы формирователя диаграммы направленности являются суммарным и разностным входами активной фазированной антенной решетки.Also known is the active phased antenna array (AFAR) (RU patent No. 2338307, published 10.11.2008, IPC:
Недостатками этой активной фазированной антенной решетки являются: чрезмерная громоздкость и сложность построения схемы, что связано с наличием большого количества функциональных узлов в виде отдельных блоков. Кроме того, управление периферийными устройствами осуществляется посредством одного устройства, что ведет к усложнению кабельной сети и снижению надежности АФАР в целом.The disadvantages of this active phased antenna array are: excessive cumbersome and complexity of constructing the scheme, which is associated with the presence of a large number of functional units in the form of separate blocks. In addition, peripheral devices are controlled by a single device, which leads to complication of the cable network and a decrease in the reliability of the AFAR as a whole.
Наиболее близкой по технической сущности является приемопередающая активная фазированная антенная решетка (патент RU №2583336, опубликовано 10.05.2016), формирующая суммарную и разностную диаграммы направленности (ДН), обладающая автономным управлением и калибровкой приемо-передающих каналов, упрощенной схемой построения, уменьшенными габаритами и имеющей повышенную надежность конструкции. Данная приемо-передающая АФАР содержит N излучателей, объединенных попарно в линейки излучателей, соединенных с делителем тестового сигнала, а также с N/4 модулями приемопередающими усилительными (МППУ), содержащими два делителя (Д) и четыре приемо-передающих канала (ППК) для установления требуемых значений амплитудных и фазовых соотношений в соответствии с управляющими сигналами от устройства управления и контроля (УУК) в соответствии с информацией, поступающей по последовательной линии связи. При этом каждый МППУ с линейками излучателей образуют подрешетку с автономным управлением ППК. Каждый из двух высокочастотных (ВЧ) входов МППУ подключен к соответствующему ВЧ-выходу диаграммообразующего сумматора. Приемо-передающая АФАР также содержит N/4 фазовращателей с дискретом установки фазы ВЧ-сигнала 180° и устройство управления (УУ) для преобразования информации, поступающей по параллельной линии связи для обеспечения инверсии формируемых ДН по входам сумматора, т.е. на суммарном входе (Σ) формируется разностная, а на разностном (Δ) - суммарная диаграммы направленности.The closest to the technical essence is the transceiver active phased antenna array (patent RU №2583336, published 05.05.2016), which forms the total and differential radiation patterns (DN), which has autonomous control and calibration of receiving and transmitting channels, a simplified circuit design, reduced dimensions and having an increased reliability design. This transceiver AFAR contains N emitters combined in pairs in a line of emitters connected to the test signal divider, as well as N / 4 amplifying transceiver modules (MPS), containing two dividers (D) and four receiving and transmitting channels (PPC) for establish the required values of amplitude and phase relations in accordance with the control signals from the control and monitoring device (ACC) in accordance with the information received over the serial communication line. In addition, each MPU with a ruler emitters form a sublattice with independent control of the control panel. Each of the two high-frequency (RF) inputs of the control device is connected to the corresponding high-frequency output of the diagram-forming adder. The transceiver AFAR also contains N / 4 phasers with a discrete setting of the phase of the RF signal of 180 ° and a control device (UU) for converting information received via a parallel communication line to ensure the inversion of the generated DNs on the inputs of the adder, i.e. a differential input is formed at the total input (Σ), and a total radiation pattern is formed at the difference input (Δ).
Основным недостатком данной приемо-передающей АФАР является узкий диапазон рабочих частот, ограниченный полосой пропускания малогабаритных излучателей, что существенно сужает применение данной антенной решетки на современных многофункциональных летательных аппаратах.The main disadvantage of this transceiver AFAR is the narrow range of operating frequencies, limited by the bandwidth of small-sized emitters, which significantly reduces the use of this antenna array on modern multifunctional aircraft.
Техническая проблема, решаемая созданием заявленного изобретения, заключается в невозможности обеспечения работы приемопередающей активной фазированной антенной решетки в широком диапазоне рабочих частот.The technical problem solved by the creation of the claimed invention is the impossibility of ensuring the operation of the transceiver active phased antenna array in a wide range of operating frequencies.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является расширение диапазона рабочих частот двухдиапазонной приемопередающей активной фазированной антенной решетки.The technical result of the proposed technical solution is the expansion of the operating frequency range of a dual-band transceiver active phased antenna array.
Технический результат достигается тем, что приемо-передающая активная фазированная антенная решетка содержит линейки излучателей, модули приемо-передающие усилительные, делитель тестового сигнала (ДТС) и диаграммообразующий сумматор. При этом две линейки излучателей и модуль приемо-передающий усилительный образуют подрешетку с автономным управлением приемо-передающими каналами. Каждый модуль приемо-передающий усилительный включает четыре приемопередающих канала (ППК), два делителя (Д), устройство управления и контроля (УУК). Делитель тестового сигнала (ДТС) выполнен с возможностью осуществления равномерного распределения на каждый канал сигнала СВЧ в режиме калибровки. Диаграммообразующий сумматор включает направленный ответвитель (НО), устройство управления (УУ), фазовращатели (ФВ) с дискретом установки фазы СВЧ-сигнала 180°. При этом вход каждого приемо-передающего канала соединен с соответствующим выходом устройства управления и контроля, вход-выход каждого приемо-передающего канала соединен с входом-выходом соответствующего делителя, вход каждого фазовращателя соединен с выходом устройства управления, а выходы всех фазовращателей подключены к входам модулей приемо-передающих усилительных (МППУ). Высокочастотные входы-выходы линеек излучателей соединены с высокочастотными входами-выходами модулей приемо-передающих усилительных, а высокочастотные входы линеек излучателей соединены с высокочастотными выходами делителя тестового сигнала, Высокочастотные входы модулей приемо-передающих усилительных соединены с выходами направленного ответвителя (НО), входящего в состав диаграммообразующего сумматора. Низкочастотный вход МППУ подключен к выходу радиолокационной станции (РЛС) посредством последовательной линии связи. Низкочастотный вход устройства управления, входящего в состав диаграммообразующего сумматора, посредством параллельной линии связи подключен к выходу РЛС. Суммарный и разностный выходы диаграммообразующего сумматора являются суммарным и разностным входами приемопередающей активной фазированной антенной решетки.The technical result is achieved by the fact that the receiving and transmitting active phased antenna array contains a line of emitters, modules receiving and transmitting amplifying, a divider of the test signal (DTS) and a beam forming adder. In this case, two lines of emitters and a receiver-transmitter amplifying module form a sublattice with autonomous control of receiving-transmitting channels. Each receiving / transmitting amplifier module includes four transmitting / receiving channels (AUC), two dividers (D), a control and monitoring device (TCS). The test signal divider (TDS) is configured to evenly distribute the microwave signal in each mode in the calibration mode. The chart-forming adder includes a directional coupler (BUT), a control device (CU), phase shifters (PV) with a discrete phase setting of the microwave signal 180 °. The input of each transmitting-receiving channel is connected to the corresponding output of the control and monitoring device, the input-output of each receiving-transmitting channel is connected to the input-output of the corresponding divider, the input of each phase shifter is connected to the output of the control device, and the outputs of all phase shifters are connected to the module inputs receiving and transmitting amplification (MIS). The high-frequency inputs-outputs of the emitter lines are connected to the high-frequency inputs-outputs of the transmit-receive amplifying modules, and the high-frequency inputs of the emitter lines are connected to the high-frequency outputs of the test signal divider. The high-frequency inputs of the transmit-receive amplifying modules are connected to the outputs of the directional coupler (NO) included in diagramming adder. The low frequency input of the control center is connected to the output of a radar station (radar) via a serial communication line. The low-frequency input of the control device, which is part of the beam-forming adder, is connected to the radar output via a parallel communication line. The total and differential outputs of the diagram-forming adder are the total and differential inputs of the transceiver active phased antenna array.
При этом приемо-передающая активная фазированная антенная решетка отличается от прототипа тем, что каждая линейка излучателей содержит делитель сигнала, один выход которого соединен с входом направленного ответвителя сигнала, выход направленного ответвителя сигнала соединен с входом частотного дуплексера, выходы которого соединены с входами двух излучателей разных частотных диапазонов: излучателя диапазона F1 и излучателя диапазона F2. Второй выход делителя сигнала соединен с входом другого направленного ответвителя сигнала, выход другого направленного ответвителя сигнала соединен с входом другого частотного дуплексера, выходы которого соединены с входами двух других излучателей разных частотных диапазонов: излучателя диапазона F1 и излучателя диапазона F2. При этом УУК МППУ содержит два модуля памяти: модуль памяти с коэффициентами передачи приемопередающего канала для диапазона F1 и модуль памяти с коэффициентами передачи приемо-передающего канала для диапазона F2, входы-выходы которых соединены с входами-выходами дополнительно введенного вычислительного устройства, вход которого соединен с выходом устройства управления радиолокационной станции (УУ РЛС), а каждый из четырех выходов вычислительного устройства соединен с соответствующим приемо-передающим каналом.At the same time, the receiving and transmitting active phased antenna array differs from the prototype in that each line of emitters contains a signal divider, one output of which is connected to the input of a directional signal coupler, the output of a directional signal coupler is connected to the input of a frequency duplexer, the outputs of which are connected to the inputs of two emitters of different frequency ranges: emitter F1 and emitter F2. The second output of the signal divider is connected to the input of another directional signal coupler, the output of the other directional signal coupler is connected to the input of another frequency duplexer, the outputs of which are connected to the inputs of two other emitters of different frequency ranges: emitter F1 and emitter F2. At the same time, the MUPA includes two memory modules: a memory module with transmission coefficients of the transmit-receive channel for the F1 range and a memory module with transmission coefficients of the receive-transmit channel for the F2 range, whose input-outputs are connected to the input-outputs of the additionally inputted computing device, the input of which is connected with the output of the control device of the radar station (CU radar), and each of the four outputs of the computing device is connected to the corresponding transmitting and receiving channel.
Устройство и работа двухдиапазонной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки поясняются рисунками Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3.The device and operation of the dual-band transceiver active phased antenna array are illustrated by the figures of FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3
На Фиг. 1 представлена функциональная схема двухдиапазонной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, которая включает:FIG. 1 shows a functional diagram of a dual-band transceiver active phased antenna array, which includes:
1 - линейки излучателей,1 - line emitters
2 - модули приемо-передающие усилительные (МППУ),2 - Receiver-Transceiver Amplifier Modules (MPS),
3 - делитель тестового сигнала (ДТС),3 - divider test signal (DTS),
4 - сумматор,4 - adder,
5 - подрешетку,5 - sublattice
6 - последовательную линию связи,6 - serial communication line
7 - параллельную линию связи,7 - parallel communication line,
8 - суммарный выход диаграммообразующего сумматора,8 is the total output of the beam forming adder,
9 - разностный выход диаграммообразующего сумматора,9 is a differential output of the diagram-forming adder,
10 - приемо-передающие каналы (ППК),10 - transceiver channels (PPC),
11 - делитель (Д),11 - divider (D),
12 - устройство управления и контроля (УУК),12 - control device and control (MCM),
13 - направленный ответвитель (НО),13 - directional coupler (BUT)
14 - фазовращатель (ФВ),14 - phase shifter (PV)
15 - устройство управления (УУ).15 - control unit (CU).
На Фиг. 2 изображена функциональная схема приемо-передающего канала (ППК), который включает:FIG. 2 shows a functional diagram of a transmit-receive channel (PPC), which includes:
16 - циркулятор,16 - circulator
17 - фазовращатель,17 - phase shifter
18 - защитное устройство (ЗУ),18 - protective device (memory)
19 - малошумящий усилитель (МШУ),19 - low noise amplifier (LNA),
20 - управляемый аттенюатор (Атт.),20 - controlled attenuator (Att.),
21 - предварительный усилитель мощности (Пр. УМ).21 - pre-power amplifier (Pr. MIND).
22 - управляемый усилитель мощности (УУМ).22 - controlled power amplifier (UUM).
На Фиг. 3 изображена функциональная схема линейки излучателей, которая включает:FIG. 3 shows a functional diagram of a line of emitters, which includes:
23 - излучатель диапазона F1,23 - emitter range F1,
24 - излучатель диапазона F2,24 - emitter range F2,
25 - частотный дуплексер (ЧД),25 - frequency duplexer (BH),
26 - направленныей ответвитель сигнала (НОС),26 - directional signal coupler (NOS),
27 - делитель сигнала (ДС).27 - signal divider (DS).
На Фиг. 4 изображена функциональная схема устройства управления и контроля (УУК), которая включает:FIG. 4 shows a functional diagram of a control and monitoring device (CCS), which includes:
28 - модуль памяти диапазона F1 (МП F1),28 - memory module F1 range (MP F1),
29 - модуль памяти диапазона F2 (МП F2),29 - memory module range F2 (MP F2),
30 - вычислительное устройство (В).30 - computing device (B).
Двухдиапазонная приемо-передающая активная фазированная антенная решетка (Фиг. 1) содержит линейки излучателей 1, модули приемо-передающие усилительные (МППУ) 2, делитель тестового сигнала (ДТС) 3, диаграммообразующий сумматор 4. При этом две линейки излучателей 1 и модуль приемо-передающий усилительный 2 образуют подрешетку 5. Количество подрешеток определяется типом и габаритами летательного аппарата.The dual-band transceiver active phased antenna array (Fig. 1) contains a ruler of
Высокочастотные входы линеек излучателей 1 соединены с высокочастотными выходами модулей приемо-передающих усилительных 2 и высокочастотными выходами делителя тестового сигнала 3. Высокочастотные входы модулей приемо-передающих усилительных 2 соединены с выходами диаграммообразующего сумматора 4. Низкочастотный вход МППУ 2 подключен к выходу радиолокационной станции (РЛС) посредством последовательной линии связи 6. Низкочастотный вход диаграммообразующего сумматора 4 подключен к выходу РЛС посредством параллельной линии связи 7. Суммарный выход 8 и разностный выход 9 диаграммообразующего сумматора 4 являются суммарным и разностным входами двухдиапазонной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки.High-frequency inputs of the
Каждый модуль приемо-передающий усилительный 2 включает четыре приемо-передающих канала (ППК) 10, два делителя (Д) 11, устройство управления и контроля (УУК) 12. При этом сигнал СВЧ, поступающий на вход делителя 11, равномерно делится на два сигнала, которые поступают на входы приемо-передающих каналов 10, где осуществляется их необходимый фазовый сдвиг, модуляция и усиление в соответствии с алгоритмом управления по командам, поступающим из устройства управления и контроля 12. При этом УУК (Фиг. 4) состоит из 2-х модулей памяти диапазона F1 (МП F1) 28, модуля памяти диапазона F2 (МП F2) 29 и вычислительного устройства (ВУ) 30. Вычислительное устройство 30 в соответствии с командами устройства управления РЛС рассчитывает требуемые значения амплитудных и фазовых соотношений в приемо-передающих каналах 10 и формирует сигналы для управления ППК. Расчет требуемых значений амплитудных и фазовых соотношений для управления ППК в вычислительном устройстве производится с учетом записанных в модули памяти МП F1 28, МП F2 29 коэффициентов передачи ППК, измеренных на этапе калибровки антенной системы активной фазированной антенной решетки (АС АФАР). Вычислительное устройство 30 реализовано с использованием микросхемы класса "Программмируемая логическая интегральная схема" (ПЛИС). В качестве модулей памяти 28, 29 используются микросхемы класса "Электрически стираемое постоянное запоминающее устройство" (EEPROM).Each module receiving and transmitting
Диаграммообразующий сумматор 4 включает направленный ответвитель 13, фазовращатели (ФВ) 14, устройство управления (УУ) 15. Сигнал СВЧ, поступающий на суммарный вход 8, равномерно делится на несколько сигналов, которые поступают на входы модулей приемопередающих усилительных 2. Дополнительно в сумматоре 4 в каждом канале введены фазовращатели 14, осуществляющие высокоскоростной фазовый сдвиг СВЧ-сигналов на 180° в соответствии с алгоритмом управления по команде, поступающей от РЛС по параллельной линии связи 7.Diagram-forming
Каждый приемо-передающий канал 10 (Фиг. 2) включает приемный и передающий каналы, объединенные с двух сторон циркуляторами 16, а также фазовращатель (ФВ) 17. Приемный канал включает последовательно соединенные защитное устройство (ЗУ) 18, малошумящий усилитель (МШУ) 19 и управляемый аттенюатор (Атт.) 20, регулирующий уровень сигнала СВЧ в режиме приема. При этом вход ЗУ 18 соединен с выходом первого циркулятора 16, а выход АТТ 20 соединен с входом второго циркулятора 16. Передающий канал включает предварительный усилитель мощности (Пр. УМ) 21, выполняющий функцию модулятора, и многокаскадный управляемый усилитель мощности (УУМ) 22. При этом вход Пр. УМ 21 соединен с выходом второго циркулятора 16, а выход Пр. УМ 21 соединен с входом УУМ 22, выход которого соединен с входом первого циркулятора 16.Each receiving and transmitting channel 10 (Fig. 2) includes receiving and transmitting channels, combined on both sides by
Каждая линейка излучателей 1 (Фиг. 3) включает два излучателя 23 диапазона F1, два излучателя 24 диапазона F2, два частотных дуплексера (ЧД) 25, предназначенных для разделения сигналов различных частотных диапазонов F1 и F2, два направленных ответвителя сигнала (НОС) 26 и делитель сигнала (ДС) 27. При этом каждая пара излучателей 23, 24 соединена с соответствующим частотным дуплексером 25, каждый из которых соединен с соответствующим направленным ответвителем сигнала 26, которые, в свою очередь, соединены с делителем сигнала 27. В отличие от прототипа предложенная конструкция линейки излучателей обеспечивает поочередно работу антенной системы активной фазированной антенной решетки в двух различных диапазонах частот F1 и F2.Each line of emitters 1 (Fig. 3) includes two
Двухдиапазонная приемо-передающая активная фазированная антенная решетка работает в режиме передачи, в режиме приема и в режиме калибровки следующим образом.The dual-band transceiver active phased antenna array operates in the transmission mode, in the reception mode and in the calibration mode as follows.
В режиме передачи сигнал СВЧ от передающего устройства РЛС подается на суммарный вход диаграммообразующего сумматора 4. В сумматоре 4 осуществляется равномерное распределение сигнала на все каналы. Сформированный по амплитуде сигнал с каждого выхода сумматора 4 подается на входы соответствующей подрешетки 5, образованной МППУ 2 и двумя линейками излучателей 1. В приемо-передающих каналах 10 фазовращателями 17, в соответствии с командами сформированными в вычислительном устройстве 30 УУК 12, осуществляется требуемое фазовое распределение, модуляция СВЧ сигнала в предварительном усилителе мощности 21 и окончательное усиление в многокаскадном управляемом усилителе мощности 22. Сформированные таким образом СВЧ сигналы поступают на линейки излучателей 1. Поступивший на вход линеек излучателей 1 СВЧ сигнал, в зависимости от диапазона (F1 или F2), выделяется частотными дуплексерами 25 и подается на входы излучателей соответствующего диапазона F1 23 или F2 24, и далее излучается в пространство, формируя суммарную диаграмму направленности.In the transmission mode, the microwave signal from the transmitting device of the radar is fed to the total input of the chart-forming
В режиме приема принимаемые излучателями 23, 24 СВЧ сигналы, через частотные дуплексеры 25 и направленные ответвители сигнала 26 поступают на выходы линеек излучателей 1, и далее на входы приемопередающих каналов 10, через защитное устройство 18 подаются на малошумящий усилитель 19, усиливаются, регулируются по уровню управляемым аттенюатором 20 и через циркулятор 16 поступают на фазовращатель 17. Управляемые аттенюаторы 20 и фазовращатель 17 обеспечивают установку требуемых значений амплитудных и фазовых соотношений в соответствии с командами, сформированными в вычислительном устройстве 30 УУК 12. Сверхвысокочастотные сигналы с входов подрешеток 5 поступают на выходы сумматора 4, в котором происходит одновременное формирование суммарной и разностной диаграмм направленности.In the reception mode, the microwave signals received by the
В режиме калибровки сверхвысокочастотный сигнал от передающего устройства РЛС подается на вход делителя тестового сигнала 3, где осуществляется равномерное распределение сигнала на все каналы. Сформированный по амплитуде сигнал с каждого выхода делителя тестового сигнала 3 подается на соответствующие входы линеек излучателей 1, где делится на два при помощи делителя сигнала 27, и, через направленные ответвители сигнала 26 поступает на выходы линеек излучателей 1 и далее на входы приемо-передающих каналов 10. Пройдя весь высокочастотный тракт двухдиапазонной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, сигнал с суммарного выхода 8 диаграммообразующего сумматора 4 поступает в РЛС для обработки. Результатом обработки является выработка управляющей команды, поступающей по последовательной линии связи 6 в УУК 12, где формируются сигналы управления в соответствии с управляющей программой РЛС и коэффициетами, записанными в модуле памяти МП F1 28 с коэффициентами передачи приемо-передающего канала для диапазона и модуле памяти МП F2 29 с коэффициентами передачи приемо-передающего канала для диапазона F2, обеспечивающие установление требуемых значений амплитудных и фазовых соотношений в приемо-передающих каналах 10 для диапазонов частот F1 и F2.In the calibration mode, the microwave signal from the transmitting device of the radar is input to the divider of the
При работе двухдиапазонной приемо-передающей активной фазированной антенной решетки, как в режимах приема и передачи, так и в режиме калибровки, управление элементами приемо-передающего канала 10 осуществляется через устройство управления и контроля 12, обеспечивающее обмен информацией с радиолокационной станцией по последовательной линии связи 6. Каждая подрешетка 5, образованная модулем приемо-передающим усилительным 2 и двумя линейками излучателей 1, представляет собой оконечное устройство с автономным управлением приемо-передающим каналом 10, подключенное через устройство управления и контроля 12 к магистральной последовательной линии связи 6. При этом информация на все подрешетки 5 передается одна и та же, а устройство управления и контроля 12, в зависимости от адреса местоположения конкретной подрешетки 5 в двухдиапазонной приемопередающей активной фазированной антенной решетке, формирует требуемые сигналы управления во всех четырех приемо-передающих каналах 10 МППУ 2. Причем, адрес местоположения подрешетки 5 автоматически определяется устройством управления и контроля 12 при подаче питания на двухдиапазонную приемо-передаюшую активную фазированную антенную решетку.When a dual-band transceiver active phased antenna array operates, both in the receive and transmit modes and in the calibration mode, the elements of the transmit and receive
Кроме того, при подаче управляющего сигнала от РЛС по параллельной линии связи 7, через устройство управления 15 быстродействующие фазовращатели 14 обеспечивают мгновенное изменение фазы СВЧ сигнала на 180° на соответствующих излучателях. При этом происходит инверсия формируемых диаграмм направленности по входам диаграммообразующего сумматора 4, то есть на суммарном входе 8 формируется разностная диаграмма направленности (ДН), а на разностном входе 9 - суммарная диаграмма направленности.In addition, when a control signal is sent from the radar via a parallel communication line 7, through the
Предлагаемая двухдиапазонная активная фазированная антенная решетка позволяет осуществлять одновременное формирование суммарной и разностной диаграмм направленности и автономную калибровку приемо-передающих каналов в расширенном диапазоне частот, достижение полной автономии управления приемо-передающими каналами вследствие применения последовательного интерфейса управления приемо-передающими каналами, возможность построения АФАР с любым количеством подрешеток без корректировки алгоритмов управления РЛС.The proposed dual-band active phased antenna array allows simultaneous formation of total and differential radiation patterns and autonomous calibration of receiving and transmitting channels in an extended frequency range, achieving complete control autonomy of receiving and transmitting channels due to the use of a serial control interface of receiving and transmitting channels, the ability to build AFAR with any the number of sublattices without adjusting the radar control algorithms.
Расширение частотного диапазона достигается вводом в состав линеек излучателей делителя сигнала, двух направленных ответвителей сигнала, двух частотных дуплексеров, двух излучателей диапазона F1 и двух излучателей диапазона F2. Также в составе устройства управления и контроля МППУ используют два модуля памяти, с записанными различными коэффициентами передачи приемо-передающих каналов для диапазонов частот F1 и F2.Expansion of the frequency range is achieved by introducing a divider of the signal divider, two directional signal couplers, two frequency duplexers, two emitters of the F1 range and two emitters of the F2 range into the line of emitters. Also as part of the MISP control and monitoring device, two memory modules are used, with recorded different transmission coefficients of the transmitting and receiving channels for the frequency ranges F1 and F2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112937A RU2688836C1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112937A RU2688836C1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688836C1 true RU2688836C1 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=66637039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112937A RU2688836C1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688836C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730042C1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-08-14 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Transmit-receive module of active phased array of microwave range |
RU2733918C1 (en) * | 2019-07-02 | 2020-10-08 | Акционерное общество "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" | Dual-band active radar homing head |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998010309A1 (en) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Northrop Grumman Corporation | Transmit/receive module for planar active apertures |
RU2338307C1 (en) * | 2007-11-06 | 2008-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Active phased antenna array |
RU2410804C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Multibeam active antenna array |
RU125397U1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | ACTIVE PHASED ANTENNA GRID WITH WIDE-ANGLE SCANNING |
RU2583336C1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Active phased array transceiver |
-
2018
- 2018-04-09 RU RU2018112937A patent/RU2688836C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998010309A1 (en) * | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Northrop Grumman Corporation | Transmit/receive module for planar active apertures |
RU2338307C1 (en) * | 2007-11-06 | 2008-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Active phased antenna array |
RU2410804C1 (en) * | 2010-01-25 | 2011-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Multibeam active antenna array |
RU125397U1 (en) * | 2012-05-29 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) | ACTIVE PHASED ANTENNA GRID WITH WIDE-ANGLE SCANNING |
RU2583336C1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-05-10 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Active phased array transceiver |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733918C1 (en) * | 2019-07-02 | 2020-10-08 | Акционерное общество "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" | Dual-band active radar homing head |
RU2730042C1 (en) * | 2019-10-30 | 2020-08-14 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") | Transmit-receive module of active phased array of microwave range |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11715890B2 (en) | Wireless transceiver having receive antennas and transmit antennas with orthogonal polarizations in a phased array antenna panel | |
RU2338307C1 (en) | Active phased antenna array | |
US7697958B2 (en) | Wireless repeater | |
US11916631B2 (en) | Multi-beam phased array antenna with disjoint sets of subarrays | |
RU2583336C1 (en) | Active phased array transceiver | |
WO2018098634A1 (en) | Transceiver, base station, and signal processing method | |
KR20080096202A (en) | Apparatus and method for performing low power amplification in wireless communication system | |
JP2017158086A (en) | Active phased array transmitter, active phased array receiver and active phased-array transmitter-receiver | |
CN114430119B (en) | Multi-beam phased array antennas and communication equipment | |
CN109067439B (en) | A test method adopted by a digital multi-beam array transmitting device | |
RU2688836C1 (en) | Two-banding receiving and transmitting active phased antenna array | |
CN111106858B (en) | Device and method for wireless power transmission based on antenna array design | |
RU2697194C1 (en) | Method of constructing an active phased antenna array | |
RU2730120C1 (en) | Method of constructing an active phased antenna array | |
CN119199760B (en) | A phased array radar jammer system with multi-beam reception and narrow beam transmission | |
CN107645349B (en) | Phase-adjustable multi-carrier passive intermodulation test system | |
RU2649664C1 (en) | Active distributed antenna system for a multiple random radio access of the diametric high-frequency band | |
JP6729059B2 (en) | Relay device, relay system, and relay method | |
RU2647514C2 (en) | Method and device for calibrating transceiving active phased antenna array | |
US20240162932A1 (en) | Transceiver and wireless communication apparatus including the same | |
CN113630148B (en) | Uplink and downlink common-frequency spaceflight ground measurement and control station | |
TWI866769B (en) | Radio frequency (rf) phased-array detector | |
CN115548702B (en) | A millimeter wave terahertz one-dimensional phased array antenna | |
Park et al. | Sub-THz Transmitter Radio Integrated Circuits for Super high-speed 6G Mobile Communications | |
RU138546U1 (en) | ANTENNA LATTICE |