×
20.01.2018
218.016.1448

Результат интеллектуальной деятельности: СКАНИРУЮЩАЯ МНОГОЧАСТОТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в радиолокации, а также в системах радиоэлектронного подавления. Устройство содержит систему формирования когерентной сетки частот (1), излучающие элементы (2), управляемые фазовращатели (3), систему управления фазовращателями (4), импульсные модуляторы (5), импульсный генератор (6), управляемые линии задержки (7), систему управления задержкой импульса (8), опорный генератор (9) и синхронизатор систем управления линиями задержки и управляемыми фазовращателями (10). Технический результат изобретения заключается в устранении зависимости периода формируемых импульсов от количества спектральных компонент сигнала для заданной ширины спектра. 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в радиолокации, а также в системах радиоэлектронного подавления и других устройствах, в которых используются последовательности широкополосных (ШП) и сверхширокополосных (СШП) импульсных сигналов с управляемой частотой повторения импульсов.

Известные устройства - «Антенная решетка со схемами связи» [1] и «Антенна с электронным сканированием луча» [2].

Наиболее близким устройством по технической сущности (прототипом) является многочастотная антенная решетка (МЧАР) для формирования последовательности импульсных сигналов в пространстве [3, 4], которая выбрана в качестве прототипа изобретения, схема приведена на фиг. 1, где:

1 - система формирования когерентной сетки частот;

2 - излучающие элементы;

3 - управляемые фазовращатели;

4 - система управления фазовращателями.

МЧАР формируют в пространстве ШП и СШП импульсные последовательности из отдельных спектральных компонент. Это, во-первых, снимает проблему согласования антенно-фидерных трактов для ШП и СШП сигналов (каждый тракт узкополосный), во-вторых, позволяет генерировать ШП и СШП импульсы с заданной длительностью, вплоть до видеоимпульсов, в любой части радиочастотного диапазона [5, 7]. В этом же источнике приведен пример технической реализации МЧАР.

На фиг. 2 показаны пространственно-временное распределение сигнала (а) и форма огибающей по мощности (б) для МЧАР, состоящей из излучающих элементов, с коэффициентом усиления 4 каждый, и имеющей следующие параметры: количество элементов 10×10, размер 1,5×1,5 м, полоса частот 400…3400 МГц, для дальности 50 км мощность сигнала, подводимого к каждому элементу 100 Вт. Расчеты выполнены с помощью алгоритма, используемого в программе [7].

Недостатком рассматриваемого устройства является зависимость периода Т (частоты ) формируемых импульсов от количества спектральных компонент N для заданной ширины спектра ΔF, а значит, для заданной длительности импульса τИ. Покажем это.

Частоты спектра излучаемого многочастотного сигнала определяются как:

где i=1…N; fmin - минимальная частота сигнала; - расстояние между соседними частотами спектра, и, следовательно, частота повторения формируемых импульсов.

Длительность импульса τи обратно пропорциональна полосе частот сигнала ΔF и частоте повторения импульсов :

Такая зависимость недопустима в ряде случаев, например, при применении МЧАР в РЛС. Так для РЛС с длительностью импульса τи=1 нс при дальности R=150 км для однозначного определения дальности цели период импульсов должен быть больше чем 2R/c (с - скорость света), и, следовательно, количество частот в спектре сигнала (количество каналов ФАР) должно быть не менее 106, что физически нереализуемо.

Техническим результатом изобретения является получение возможности изменения частоты повторения СПЯТ импульсов, формируемых в пространстве сканирующей многочастотной антенной решеткой с заданной шириной частотного спектра, без изменения их длительности.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство, состоящее из системы формирования когерентной сетки частот (1), излучающих элементов (2), управляемых фазовращателей (3) и системы управления фазовращателями (4), дополнительно введены импульсные модуляторы (5), импульсный генератор (6), управляемые линии задержки (7), система управления задержкой импульса (8), опорный генератор (9), синхронизатор систем управления линиями задержки и управляемыми фазовращателями (10) (фиг. 3).

Импульсные модуляторы формируют на каждой рабочей частоте i прямоугольные импульсы, длительность которых τм. За время τм МЧАР должна формировать в пространстве только один импульс с длительностью. Период следования модулирующих импульсов ТМ кратен Т (ТМ=mT, где m - целое положительное число), что позволяет дискретно менять частоту импульсов, формируемых МЧАР от первоначальной до моноимпульса.

Такая схема построения устройства целесообразна в первую очередь при формировании СШП импульсов, когда получение импульсов с заданной длительностью (полосой) напрямую с помощью импульсных модуляторов невозможно, в частности, из-за ограниченных временных параметров эти модуляторов. При этом в предлагаемой схеме требования к модулятору значительно мягче, поскольку максимальная длительность формируемого им импульса может достигать периода МЧ сигнала

Для реализации электронного сканирования диаграммой направленности (ДН) в схему введены управляемые линии задержки (7) и система управления задержкой (8), синхронизированная с системой управления фазовращателями (4). При этом максимальная величина задержки определяется размером апертуры D и углом максимального отклонением ДН от нормали к решетке ΘСК следующим соотношением:

На фиг. 1 приведена структурная схема прототипа изобретения - многочастотная антенная решетки для формирования последовательности импульсных сигналов в пространстве. На фиг. 2 (а) показано рассчитанное пространственно-временное распределение сигнала (зависимость плотности потока мощности (НИМ) от времени на заданной дальности), формируемого многочастотной антенной решеткой, параметры которой приведены в таблице.

На фиг. 3 показана структурная схема изобретения. На фиг. 4 (а) приведена нормированная огибающая сигнала по мощности для известного устройства (нормировка выполнена по максимуму огибающей). На фиг. 4 (б) показаны импульсы, поступающие на импульсный модулятор и огибающая сигнала, формируемая предлагаемым устройством при ТМ=2Т. На фиг. 4 (в) показаны импульсы, поступающие на импульсный модулятор и огибающая сигнала, формируемая предлагаемым устройством при ТМ=3Т.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывные сигналы с частотами i с устройства формирования когерентной сетки частот (1) поступают на импульсные модуляторы (5), на управляющие входы которых через управляемые линии задержки (7) с импульсного генератора (6) поступает последовательность прямоугольных видеоимпульсов. Для обеспечения взаимной когерентности СШП импульсов, формируемых МЧАР в пространстве, используются сигналы опорного генератора (6). Длительность видеоимпульса τм снизу ограничена длительностью импульса τи, формируемого МЧАР, а сверху в соответствии с выражением (1) – периодом повторения импульсов формируемых МЧАР. На фиг. 4 (а) показана нормированная по максимальному значению огибающая сигнала по мощности, формируемого устройством в отсутствии импульсной модуляции. На фиг. 4 (б, в) приведены последовательности импульсов, поступающих на импульсные модуляторы, и формируемые МЧАР сигналы при модуляции этими последовательностями для различных периодов повторения видеоимпульсов для ТМ=2Т и ТМ=3Т, соответственно.

Фазовращатели (3) с системой управления фазовращателями (4) и линии задержки (7) с системой управления линиями задержки (8) позволяют осуществлять электронное сканирование ДН устройства. Согласованная работа фазовращателей и линий задержки обеспечивается синхронизатором (10).

ЛИТЕРАТУРА

1. Антенна с электронным сканированием луча, заявка №1558794, Великобритания, публикация 1980 г., 9 января.

2. Сканирующая антенна, заявка №2153076, Франция, публикация 1973 г., 1 июня.

3. Воробьев Н.В., Грязнов В.А. Многочастотная антенная решетка для формирования последовательности импульсных сигналов в пространстве: патент №2267838. Приоритет от 01.27.2004.

4. Воробьев Н.В., Грязнов В.А. Многочастотные антенные решетки для формирования импульсных сигналов // Радиотехника (Журнал в журнале). - 1997. - Выпуск 26, №11. С. 107-108 (5).

5. Воробьев Н.В., Воробьев И.Н., Грязнов В.А., Ягольников C.B. Формирование сверхширокополосных импульсных сигналов многочастотными антенными решетками со случайным распределением частот сигналов по элементам апертуры // IV Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» - ИРЭ РАН, 29 ноября - 3 декабря 2010.

6. Воробьев Н.В., Воробьев И.Н., Грязнов В.А., Неплюев О.Н. Пространственное формирование импульсных сигналов многочастотными антенными решетками со случайным распределением частот сигналов по элементам апертуры // Конфликтно-устойчивые радиоэлектронные системы. - 2011. Выпуск 159, №18. С. 21-26.

7. Аджемов С.С., Воробьев Н.В., Грязнов В.А. Моделирование многочастотных антенных решеток: Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. №2006613973, зарегистрировано 21 ноября 2006 г.

Сканирующая многочастотная антенная решетка для формирования в пространстве последовательности сверхширокополосных импульсных сигналов с управляемой частотой повторения импульсов, состоящая из системы формирования когерентной сетки частот, излучающих элементов, управляемых фазовращателей, системы управления фазовращателями, отличающаяся тем, что, во-первых, дополнительно введены импульсные модуляторы, управляемые импульсным генератором, создающим видеоимпульсы с длительностью, не превышающей период следования сверхширокополосных импульсов, формируемых многочастотной антенной решеткой в пространстве без импульсной модуляции, и периодом повторения, кратным этому периоду, во-вторых, введены линии задержки с системой управления линиями задержки, совместная работа системы управления фазовращателями и системы управления линиями задержки осуществляется с помощью синхронизатора, в-третьих, дополнительно введен опорный генератор, причем высокочастотные входы импульсных модуляторов соединены с высокочастотными выходами системы формирования когерентной сетки частот, высокочастотные выходы импульсных модуляторов соединены с высокочастотными входами фазовращателей, высокочастотные выходы фазовращателей соединены со входами излучающих элементов, выход импульсного генератора соединен с видеоимпульсными входами линий задержки, видеоимпульсные выходы линий задержки соединены с видеоимпульсными входами фазовращателей, выход системы управления фазовращателями соединен с управляющими входами фазовращателей, выход системы управления линиями задержки соединен с управляющими входами линий задержки, первый выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом системы управления фазовращателями, второй выход синхронизатора соединен с синхронизирующим входом системы управления линиями задержки, выход опорного генератора соединен с опорными входами системы формирования когерентной сетки частот и импульсного генератора.
СКАНИРУЮЩАЯ МНОГОЧАСТОТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ
СКАНИРУЮЩАЯ МНОГОЧАСТОТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ
СКАНИРУЮЩАЯ МНОГОЧАСТОТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ
СКАНИРУЮЩАЯ МНОГОЧАСТОТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ
СКАНИРУЮЩАЯ МНОГОЧАСТОТНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 664 items.
27.02.2015
№216.013.2d4c

Способ формирования сигналов ошибки при управлении движением объекта с целью вывода его на заданную точку

Изобретение относится к радионавигационным системам и может быть использовано в системах обеспечения посадки летательных аппаратов, в том числе беспилотных, а также в системах обеспечения судовождения. Достигаемый технический результат - улучшение массогабаритных характеристик системы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543064
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d88

Устройство закрывания и фиксации крышки люкового устройства

Изобретение относится к устройствам закрывания и фиксации крышек люковых устройств и касается устройств закрывания и герметизации люков на сборочно-защитных блоках и блоках ракет-носителей. Устройство содержит узлы вращения, уплотнитель, седло, защелку закрытия крышки. Узлы вращения содержат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543124
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ebd

Космический аппарат

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА). КА содержит модуль целевой аппаратуры, модуль служебных систем с системой электропитания с солнечными батареями, комплексом автоматики, аккумуляторными батареями, систему терморегулирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543433
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ec5

Способ обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения и устройства для его реализации (варианты)

Группа изобретений относится к методам и средствам управления параметрами среды в изделиях ракетно-космической техники, в частнОСТИ, при предстартовой подготовке современных ракет-носителей (РН) полезной нагрузки (ПН). Данные РН оснащены наземными системами подготовки и подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543441
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.03.2015
№216.013.2ef3

Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543487
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.36b2

Комплексная аппаратура счисления координат

Изобретение относится к области техники навигации наземных транспортных средств и представляет собой объединение аппаратуры счисления координат (АСК) и спутниковой навигационной аппаратуры (СНА). Технический результат - повышение точности комплексной аппаратуры счисления координат (КАСК) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545490
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b86

Противолодочная крылатая ракета и способ ее применения

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в крылатых противолодочных ракетах. Противолодочная крылатая ракета (ПЛР) содержит корпус с крылом и органами управления, двигательную установку, бортовую систему управления (БСУ), устройство взаимного обмена информацией (ВЗОИ),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546726
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3bc8

Блок рулевого привода ракеты

Изобретение относится к устройствам управления аэродинамическими поверхностями сверхзвуковой ракеты. Блок рулевого привода состоит из вала, установленного в корпус с возможностью поворота, аэродинамической поверхности, жестко закрепленной на валу, рулевого агрегата, колец, жестко скрепляемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546792
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3d73

Способ управления и система управления для его осуществления (варианты)

Группа изобретений относится к управлению техническими средствами (ТС). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа и системы управления за счет выполнения на пункте управления (ПУ) второго уровня таких функций управления, как сбор, обработка, анализ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547219
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.404f

Транспортное средство для перевозки разрядных грузов

Изобретение относится к средствам транспорта, применяемым для перевозки разрядных грузов, и может быть использовано при создании грузовых автомобилей, полуприцепов и грузовых платформ, используемых для перевозки экологически опасных грузов. Транспортное средство содержит грузовую платформу с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547951
Дата охранного документа: 10.04.2015
Showing 61-70 of 415 items.
27.02.2015
№216.013.2c93

Ключевой усилитель мощности

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к ключевым усилителям высокой частоты, и может быть использовано в радиопередатчиках. Технический результат изобретения заключается в улучшении линейности усиления ключевых усилителей мощности за счет существенного снижения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542879
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d4c

Способ формирования сигналов ошибки при управлении движением объекта с целью вывода его на заданную точку

Изобретение относится к радионавигационным системам и может быть использовано в системах обеспечения посадки летательных аппаратов, в том числе беспилотных, а также в системах обеспечения судовождения. Достигаемый технический результат - улучшение массогабаритных характеристик системы....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543064
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d88

Устройство закрывания и фиксации крышки люкового устройства

Изобретение относится к устройствам закрывания и фиксации крышек люковых устройств и касается устройств закрывания и герметизации люков на сборочно-защитных блоках и блоках ракет-носителей. Устройство содержит узлы вращения, уплотнитель, седло, защелку закрытия крышки. Узлы вращения содержат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543124
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ebd

Космический аппарат

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА). КА содержит модуль целевой аппаратуры, модуль служебных систем с системой электропитания с солнечными батареями, комплексом автоматики, аккумуляторными батареями, систему терморегулирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543433
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2ec5

Способ обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения и устройства для его реализации (варианты)

Группа изобретений относится к методам и средствам управления параметрами среды в изделиях ракетно-космической техники, в частнОСТИ, при предстартовой подготовке современных ракет-носителей (РН) полезной нагрузки (ПН). Данные РН оснащены наземными системами подготовки и подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543441
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.03.2015
№216.013.2ef3

Способ эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей системы электропитания космического аппарата

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ) в автономных системах электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), функционирующих на низкой околоземной орбите. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543487
Дата охранного документа: 10.03.2015
10.04.2015
№216.013.36b2

Комплексная аппаратура счисления координат

Изобретение относится к области техники навигации наземных транспортных средств и представляет собой объединение аппаратуры счисления координат (АСК) и спутниковой навигационной аппаратуры (СНА). Технический результат - повышение точности комплексной аппаратуры счисления координат (КАСК) в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545490
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3b86

Противолодочная крылатая ракета и способ ее применения

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в крылатых противолодочных ракетах. Противолодочная крылатая ракета (ПЛР) содержит корпус с крылом и органами управления, двигательную установку, бортовую систему управления (БСУ), устройство взаимного обмена информацией (ВЗОИ),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546726
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3bc8

Блок рулевого привода ракеты

Изобретение относится к устройствам управления аэродинамическими поверхностями сверхзвуковой ракеты. Блок рулевого привода состоит из вала, установленного в корпус с возможностью поворота, аэродинамической поверхности, жестко закрепленной на валу, рулевого агрегата, колец, жестко скрепляемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546792
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3d73

Способ управления и система управления для его осуществления (варианты)

Группа изобретений относится к управлению техническими средствами (ТС). Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа и системы управления за счет выполнения на пункте управления (ПУ) второго уровня таких функций управления, как сбор, обработка, анализ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547219
Дата охранного документа: 10.04.2015
+ добавить свой РИД