RU2626058C1

RU2626058C1 - Static antenna system

Info

Publication number: RU2626058C1
Application number: RU2016116688A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Гончаров; Роман Валентинович Емельянов; Андрей Анатольевич Строцев
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2017-07-21

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: static antenna system is proposed, made in the form of two spheres (mirror and primary radiator) from radiotransparent material covered from the inside by the reversible material. Under the control signals influence, the antenna mirror aperture and the primary radiator shape are formed.

EFFECT: creation of the antenna system without mechanical moving elements and the expansion of functionality, in part of the various operation modes.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке и изготовлении перспективных антенных систем спутниковых, радиорелейных линий связи, а также радиолокационных станций по новым технологиям с использованием реверсивных материалов, обеспечивающих создание антенных систем без механически подвижных элементов в их конструкции.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in the development and manufacture of promising antenna systems for satellite, radio relay communication lines, as well as radar stations using new technologies using reversible materials, providing the creation of antenna systems without mechanically movable elements in their design.

В последние годы применяются антенные системы, выполненные на базе фазированных антенных решеток ([1] - Ю.М. Перунов и др. Зарубежные радиоэлектронные средства, радиолокационные системы. – М.: Радиотехника, 2010 г., стр. 10-13).In recent years, antenna systems based on phased antenna arrays have been used ([1] - Yu.M. Perunov et al. Foreign radio-electronic means, radar systems. - M .: Radio engineering, 2010, p. 10-13).

Недостатком таких антенных систем является громоздкость, сложность технологии изготовления и настройки, высокая стоимость из-за использования новых дорогих электрорадио элементов.The disadvantage of such antenna systems is the bulkiness, the complexity of the manufacturing and tuning technology, and the high cost due to the use of new expensive electro-radio elements.

Поэтому в большинстве спутниковых, радиорелейных линий связи, а также в радиолокационных станциях используются проверенные зеркально-линзовые антенны.Therefore, in most satellite, radio-relay communication lines, as well as in radar stations, proven mirror-lens antennas are used.

Как правило, такая антенная система содержит в своем составе металлическое зеркало различного диаметра (в зависимости от мощности принимаемого сигнала) и облучатель с малошумящим усилителем (МШУ) и преобразователем частоты, а также сложный механический привод с устройством управления, обеспечивающим перемещение зеркала антенной системы по азимуту и углу места ([2] - Дж. Спилкер. Цифровая спутниковая связ. - М.: Связь, 1979 г., стр. 182-185).As a rule, such an antenna system contains a metal mirror of various diameters (depending on the power of the received signal) and an irradiator with a low-noise amplifier (LNA) and a frequency converter, as well as a complex mechanical drive with a control device that allows the mirror of the antenna system to be moved in azimuth and the corner of the place ([2] - J. Spilker. Digital satellite communications. - Moscow: Communications, 1979, pp. 182-185).

Основным недостатком таких антенных систем является их сложность, громоздкость и наличие механических элементов, обеспечивающих сканирование антенных систем по азимуту и углу места.The main disadvantage of such antenna systems is their complexity, cumbersomeness and the presence of mechanical elements that provide scanning of antenna systems in azimuth and elevation.

Известна также многолучевая зеркальная сканирующая антенна, взятая за прототип и содержащая зеркало антенны, выполненное в форме радиопрозрачной сферы, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, два облучателя, расположенные в фокальной сфере, а также источник управляющих сигналов и устройство управления на базе персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ). ([3] - Патент №2528136 от 16.07.2014 г. «Многолучевая зеркальная сканирующая антенна»).Also known is a multi-beam mirror scanning antenna, taken as a prototype and containing an antenna mirror made in the form of a radio-transparent sphere, the inner surface of which is covered with a reversible material, two irradiators located in the focal sphere, as well as a source of control signals and a control device based on personal electronic computing cars (PC). ([3] - Patent No. 2528136 dated July 16, 2014, “Multipath Mirror Scanning Antenna”).

Основным недостатком прототипа является наличие механических элементов, обеспечивающих сканирование облучателей.The main disadvantage of the prototype is the presence of mechanical elements for scanning irradiators.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является исключение из состава антенной системы механически подвижных элементов, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и снижение себестоимости при появлении недорогих реверсивных и радиопрозрачных материалов.The task to which the invention is directed is to exclude mechanically movable elements from the antenna system, simplify the design, expand the functionality and reduce costs when inexpensive reversible and radiolucent materials appear.

Для решения указанной задачи предлагается статичная антенная система, содержащая зеркало антенны, выполненное в форме радиопрозрачной сферы, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, облучатель с малошумящим усилителем и преобразователем частоты, расположенный в фокальной сфере зеркала антенны, а также источник управляющих сигналов и устройство управления на базе персональной электронно-вычислительной машины.To solve this problem, we propose a static antenna system containing an antenna mirror made in the form of a translucent sphere, the inner surface of which is covered with a reversible material, an irradiator with a low-noise amplifier and a frequency converter located in the focal sphere of the antenna mirror, as well as a source of control signals and a control device for the basis of a personal electronic computer.

Согласно изобретению, дополнительно введен второй источник управляющих сигналов, при этом источники управляющих сигналов расположены соответственно у основания сфер зеркала антенны и облучателя, облучатель выполнен в виде сферы из радиопрозрачного материала, внутренняя поверхность которой покрыта реверсивным материалом, входы источников управляющих сигналов подключены к выходам персональной электронно-вычислительной машины.According to the invention, a second source of control signals is additionally introduced, wherein the sources of control signals are located respectively at the base of the mirror spheres of the antenna and the irradiator, the irradiator is made in the form of a sphere of radiolucent material, the inner surface of which is covered with reversible material, the inputs of the sources of control signals are connected to the outputs of a personal electronic -computing machine.

Техническим результатом изобретения является отсутствие механических элементов в конструкции статичной антенной системы и вытекающие отсюда высокое быстродействие и многообразие режимов работы.The technical result of the invention is the absence of mechanical elements in the construction of a static antenna system and the resulting high speed and a variety of operating modes.

Предлагаемое построение статичной антенной системы в доступных источниках информации не обнаружено, поэтому оно соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The proposed construction of a static antenna system in accessible sources of information was not found, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.

На фиг. приведено построение предлагаемой статичной антенной системы.In FIG. The construction of the proposed static antenna system is given.

Статичная антенная система (фиг.) содержит зеркало антенны 1, выполненное в виде сферы из радиопрозрачного материала, покрытое внутри реверсивным материалом 2, облучатель 3 с малошумящим усилителем и преобразователем частоты, выполненный в виде сферы, расположенной в фокальной сфере зеркала антенны 1, из радиопрозрачного материала, покрытый внутри реверсивным материалом 2, источник управляющих сигналов 4 для зеркала антенны 1, источник управляющих сигналов 5 для облучателя 3, при этом источники управляющих сигналов расположены соответственно у основания сфер зеркала антенны и облучателя, устройство управления 6, выполненное на базе ПЭВМ, и проводник 7.A static antenna system (Fig.) Contains an antenna mirror 1 made in the form of a sphere of radiolucent material, coated inside with a reversible material 2, an irradiator 3 with a low-noise amplifier and a frequency converter, made in the form of a sphere located in the focal sphere of the mirror of the antenna 1, of radiolucent material coated inside the reversible material 2, the source of control signals 4 for the mirror of the antenna 1, the source of control signals 5 for the irradiator 3, while the sources of control signals are located respectively but at the base of the spheres of the mirror of the antenna and the irradiator, the control device 6, made on the basis of the PC, and the conductor 7.

Статичная антенная система (фиг.) работает следующим образом.A static antenna system (Fig.) Works as follows.

Пусть контролируемый объект излучений находится с левой стороны от статичной антенной системы, тогда устройство управления 6, формирует команды на источник управляющих сигналов 4 для зеркала антенны 1 и источник управляющих сигналов 5 для облучателя 3, входы источников управляющих сигналов 4, 5 подключены к выходам ПЭВМ.Let the controlled radiation object be located on the left side of the static antenna system, then the control device 6 generates commands to the control signal source 4 for the antenna 1 mirror and the control signal source 5 for the irradiator 3, the inputs of the control signal sources 4, 5 are connected to the PC outputs.

Под действием управляющих сигналов (например светового луча соответствующей конфигурации) реверсивный материал 2 становится нерадиопрозрачным и формирует апертуру зеркала антенны 1 и облучателя 3 (с проводником 7, формируемым подсветкой от источника управляющих сигналов 5 для облучателя 3 и используемым для съема энергии принятого сигнала и последующей его обработки) соответствующей конфигурации.Under the influence of control signals (for example, a light beam of the appropriate configuration), the reversible material 2 becomes non-transparent and forms the aperture of the mirror of antenna 1 and irradiator 3 (with a conductor 7 formed by the backlight from the source of control signals 5 for irradiator 3 and used to take the energy of the received signal and its subsequent processing) appropriate configuration.

Устройство управления 6 обеспечивает различные режимы работы статичной антенной системы:The control device 6 provides various modes of operation of a static antenna system:

- режим кругового обзора;- all-round visibility mode;

- режим сканирования по азимуту;- scanning mode in azimuth;

- режим сканирования по углу места;- scanning mode by elevation;

- режим приема сигнала от выбранного источника излучения сигналов.- a mode of receiving a signal from a selected radiation source of signals.

Таким образом, предлагаемая статичная антенная система обеспечивает работу без механических подвижных элементов в конструкции и широкие функциональные возможности системы для работы в различных режимах, а также высокое быстродействие в различных режимах работы в силу отсутствия механических элементов в конструкции.Thus, the proposed static antenna system provides operation without mechanical moving elements in the structure and the wide functionality of the system for operation in various modes, as well as high performance in various modes of operation due to the absence of mechanical elements in the structure.

Статичная антенная система может быть изготовлена по новым технологиям с использованием перспективных радиопрозрачных и реверсивных материалов.A static antenna system can be manufactured using new technologies using advanced radiolucent and reversible materials.

Claims

A static antenna system containing an antenna mirror made in the form of a translucent sphere, the inner surface of which is covered with a reversible material, an irradiator with a low-noise amplifier and a frequency converter located in the focal sphere of the antenna mirror, as well as a source of control signals and a control device based on a personal electronic computer machine, characterized in that it additionally introduced a second source of control signals, while the sources of control signals are located respectively Accordingly, at the base of the spheres of the antenna and irradiator mirrors, the irradiator is made in the form of a sphere of radiolucent material, the inner surface of which is covered with reversible material, the inputs of the control signal sources are connected to the outputs of a personal electronic computer.