14.06.2019
219.017.832c

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002691378
Дата охранного документа
13.06.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к контролю электрических характеристик антенн, в частности активных фазированных антенных решеток (АФАР), содержащих электрически управляемые фазовращатели для формирования заданной диаграммы направленности (ДН). Технический результат заключается в упрощении контроля диаграммы направленности. Предлагаемый способ контроля диаграммы направленности применим как для приемной, так и излучающей части АФАР. При реализации способа измерительный или излучающий зонд располагается неподвижно в ближней зоне АФАР в направлении нулевого пеленга антенной решетки. Диаграмма направленности АФАР с помощью фазовращателей каждого из каналов антенной решетки фокусируется в точку на поверхности сферы радиусом, равным расстоянию от геометрического центра АФАР до зонда. Точка фокусировки определяется углами, соответствующими исследуемым лепесткам. Таким образом, при фокусировке АФАР в ближней зоне на расстоянии примерно 60-70% от границы ближней зоны и использовании неподвижного зонда можно получить ДН в относительных величинах, повторяющую форму ДН в дальней зоне с погрешностью не более 3 дБ. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиолокации, в частности к работе активных фазированных антенных решеток, содержащих электрически управляемые фазовращатели для обеспечения сканирования луча и формирования заданной диаграммы направленности (ДН).

Контроль характеристик диаграммы направленности осуществляется методами измерений в дальней зоне (облетный, полигонный и т.п.) и методами измерений в ближней зоне (голографический и коллиматорный).

Измерения в дальней зоне требуют сложного оборудования для транспортирования средств измерений по заданной траектории или перемещения (поворота) контролируемой активной фазированной антенной решетки (АФАР) на заданные углы.

Методы измерений в ближней зоне позволяют в восемь раз сократить расстояние, необходимое для проведения измерений, и соответственно уменьшить мощность излучения.

Голографический метод основан на фиксировании откликов неподвижной контролируемой антенны, работающей в режиме приема, на сферические волны, посылаемые зондом при его перемещении относительно антенны в ее ближней зоне, и восстановлении диаграммы направленности путем преобразования полученных откликов (Методы измерений параметров излучающих систем в ближней зоне. Л.Д. Бахрах и др. - Л.: Наука, 1985). Полученные данные требуют длительной обработки после проведения измерений.

Наиболее близким к предлагаемому способу измерения является коллиматорный метод (Методы измерений параметров излучающих систем в ближней зоне. Л.Д. Бахрах и др. - Л.: Наука, 1985), при котором с помощью вспомогательной отражающей антенны формируется квазиплоский фронт волны излучения зонда. Возможно, также отказаться от вспомогательной антенны и использовать вместо зонда линейный коллиматор, формирующий квазиплоскую волну, но он будет превышать размеры контролируемой АФАР. В обоих случаях для проведения измерений необходимо изменение направления фронта волны излучателя, которое осуществляется механическим поворотом устройств.

Таким образом, существующие способы контроля диаграммы направленности в ближней зоне применимы только для проверки диаграммы направленности приемной части АФАР, требуют физического перемещения антенной решетки или излучающего зонда, точной настройки устройств и их взаимного расположения, и весьма трудоемки в реализации.

Предлагаемый способ применим в отношении АФАР с электрическим сканированием для проверки, как приемной части, так и излучающей. Измерительный или излучающий зонд располагается неподвижно в ближней зоне АФАР в направлении нулевого пеленга антенной решетки. Диаграмма направленности АФАР с помощью фазовращателей каждого из каналов антенной решетки фокусируется в точку на поверхности сферы радиусом, равным расстоянию от геометрического центра АФАР до зонда. Точка фокусировки определяется углами, соответствующими исследуемым лепесткам. В случае линейной антенной решетки сфера вырождается в окружность.

Для проведения измерений необходимо иметь реальную диаграмму направленности АФАР, нормированную относительно главного направления. Тогда, при фокусировке АФАР в ближней зоне на расстоянии 60-70% от границы ближней зоны, можно получить диаграмму направленности (также в относительных величинах), повторяющую форму диаграммы направленности в дальней зоне с погрешностью не более 3 дБ.

Измерения в ближней зоне проводятся по следующему алгоритму: Неподвижный зонд располагается в ближней зоне АФАР в направлении нулевого пеленга. Диаграмма направленности АФАР фокусируется в точке расположения неподвижного зонда. Измеряется уровень мощности (излучаемый или принимаемый АФАР). Производится перефокусировка ДН АФАР на угол, соответствующий контролируемой точке диаграммы направленности, измеряется уровень мощности в направлении нулевого пеленга относительно уровня мощности, измеренного при фокусировке в точке расположения неподвижного зонда. Относительный уровень мощности бокового лепестка ДН, сфокусированной в ближней зоне, совпадает с относительным уровнем мощности лепестка ДН, измеренной в дальней зоне.

Расчет фазовых сдвигов, которые необходимо задать на каждом элементе линейной антенной решетки для ее фокусировки в необходимой точке, ведется следующим образом:

Определяются координаты фокуса антенной решетки (х0, у0).

где R - расстояние от центра антенны до неподвижного зонда,

α - угол расположения бокового лепестка, он же - угол поворота диаграммы направленности.

На рис. 1 показано пояснение расположения системы координат относительно линейной АФАР. Ось X здесь расположена вдоль антенной решетки, ось Y перпендикулярна антенной решетке и совпадает с нулевым направлением ДН АФАР в дальней зоне. Точка (0,0) находится в геометрическом центре антенной решетки. Угол α измеряется от оси Y.

Определяется расстояние от точки фокусировки до i-го элемента АФАР (Ri)

где хi - координата центра i-го элемента АФАР (измеряется как расстояние от центра АФАР (точки (0,0))).

Определяется значение фазового сдвига (ϕi) i-го элемента АФАР для поворота ДН и фокусировки в ближней зоне по формуле

где ƒ0 - рабочая частота антенной решетки,

с - скорость света,

max{R1,2,…,N} - максимальное значение из набора расстояний от точки фокусировки до элементов АФАР (Ri).

Для плоской (двумерной) антенной решетки формулы (1-2) видоизменяются следующим образом:

где α и β - углы расположения бокового лепестка, они же - углы поворота диаграммы направленности.

На рис. 2 показано пояснение расположения системы координат относительно плоской АФАР. Ось Z перпендикулярна антенной решетке и совпадает с нулевым направлением ДН АФАР в дальней зоне, оси X и Y расположены в плоскости самой антенной решетки. Точка (0,0,0) находится в геометрическом центре антенной решетки. Угол α измеряется от оси X, угол β - от оси Z.

где xi и yi - координаты центра i-го элемента АФАР (измеряется как расстояние от осей симметрии АФАР - осей Y и X соответственно).

Значение фазового сдвига (ϕi) i-го элемента АФАР определяется по формуле (3).

Контроль характеристик диаграммы направленности по данному способу можно осуществить при помощи стандартного неподвижного измерительного излучающего зонда и разработанного для расчетов и установки требуемых фазовых сдвигов программного обеспечения.

Таким образом, при фокусировке АФАР в ближней зоне на расстоянии примерно 60-70% от границы ближней зоны и использовании неподвижного зонда можно получить ДН в относительных величинах, повторяющую форму ДН в дальней зоне с погрешностью не более 3 дБ.

Способ контроля диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки, заключающийся в измерении диаграммы направленности антенной решетки с помощью зонда, расположенного в ближней зоне, отличающийся тем, что уровень как принимаемого, так и излучаемого АФАР сигнала измеряется с помощью неподвижного зонда, расположенного в направлении нулевого пеленга, при фокусировке диаграммы направленности на заданный угол и расстояние, равное расстоянию от центра АФАР до измерительного зонда, путем задания фазовых сдвигов на фазовращателях каждого элемента решетки.
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
25.08.2017
№217.015.ce95

Спиральная антенна

Изобретение относиться к антенной технике. Спиральная антенна содержит полусферическую спираль, плоскую спираль, поглотитель, основание и симметрирующее устройство, корректор, выполненный в виде дополнительного диэлектрического кольца, соосного с антенной и установленного в нижней части витков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620766
Дата охранного документа: 29.05.2017
26.08.2017
№217.015.e076

Всенаправленная кольцевая антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к всенаправленным вертикально поляризованным антеннам. Всенаправленная кольцевая антенна содержит основание, изолятор, коаксиальную линию питания, разомкнутый кольцевой проводник, одним концом соединенный с основанием, и переменный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625251
Дата охранного документа: 12.07.2017
26.08.2017
№217.015.e2e6

Сверхширокополосное радиопоглощающее покрытие

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к радиопоглощающим покрытиям (РПП) электромагнитных волн (ЭМВ), и может быть использовано в сверхширокополосных антенных системах. Сверхширокополосное радиопоглощающее покрытие выполнено в виде семислойного покрытия на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626073
Дата охранного документа: 21.07.2017
14.07.2018
№218.016.7159

Совмещенная пассивно-активная антенная система

Изобретение относится к антенной технике. Пассивная антенная система состоит из сверхширокополосных спиральных антенн, конструктивно представляющих собой комбинацию плоской и полусферической двузаходных спиралей на диэлектрическом корпусе. Антенны размещены на металлическом неподвижном конусном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661302
Дата охранного документа: 13.07.2018
09.08.2018
№218.016.798f

Сверхширокополосная логопериодическая антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к сверхширокополосным антеннам, работающим в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ), сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот и предназначенным для использования в радиотехнических системах различного назначения. Антенна состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663264
Дата охранного документа: 03.08.2018
30.08.2018
№218.016.817c

Способ измерения частоты сигналов

Изобретение может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой и для измерения несущей частоты сигналов. В способе измерения частоты радиосигнал усиливают и ограничивают по амплитуде, далее разделяют сигнал на два синфазных сигнала, при этом один из этих сигналов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665363
Дата охранного документа: 29.08.2018
28.11.2018
№218.016.a11c

Спиральная антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к широкополосным спиральным антеннам, работающим в диапазонах сверхвысоких (СВЧ) и крайневысоких (КВЧ) частот. Спиральная антенна содержит двухзаходную плоскую печатную спиральную плату, цилиндрический резонатор и возбуждающее устройство в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673319
Дата охранного документа: 23.11.2018
17.03.2019
№219.016.e2c7

Фазовый пеленгатор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах наблюдения за радиотехнической обстановкой в составе комплекса или как самостоятельное устройство. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации в частотном диапазоне и в заданных пространственных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682165
Дата охранного документа: 15.03.2019
19.04.2019
№219.017.1ce2

Рупорная антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к рупорным антеннам, работающим в непрерывном диапазоне сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких частот (КВЧ). Для увеличения рабочей полосы частот в СВЧ и КВЧ диапазонах, с одновременным упрощением конструкции и повышением технологичности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685080
Дата охранного документа: 16.04.2019
20.05.2019
№219.017.5c61

Сверхширокополосная спиральная антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к спиральным антеннам, работающим в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот в составе антенных систем различного назначения, в частности в системах пеленгации и сопровождения. Антенна содержит комбинированную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687895
Дата охранного документа: 16.05.2019

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД