RU2024886C1 - Device for tuning phased arrays - Google Patents
Device for tuning phased arrays Download PDFInfo
- Publication number
- RU2024886C1 RU2024886C1 SU4295810A RU2024886C1 RU 2024886 C1 RU2024886 C1 RU 2024886C1 SU 4295810 A SU4295810 A SU 4295810A RU 2024886 C1 RU2024886 C1 RU 2024886C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- phase shifter
- address
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области антенных измерений и может быть использовано для настройки фазированной антенной решетки (ФАР). The invention relates to the field of antenna measurements and can be used to adjust the phased array antenna (PAR).
Цель изобретения - повышение точности и обеспечение выполнения настройки ФАР в автоматическом режиме. The purpose of the invention is to increase accuracy and ensure that the HEADLIGHT tuning is performed in automatic mode.
На фиг. 1 приведена схема электрическая структурная устройства для настройки ФАР; на фиг. 2 - графики измерения фазы управляемого фазовращателя. In FIG. 1 shows a diagram of an electrical structural device for tuning the HEADLIGHT; in FIG. 2 - phase measurement graphs of a controlled phase shifter.
Устройство для настройки ФАР включает последовательно соединенные генератор СВЧ 1, направленный ответвитель 2 и первый управляемый дискретный фазовращатель 3, последовательно соединенные делитель 4 частоты на С, первый 5 и второй 6 делители частоты на два, выход которых подключен к второму и третьему управляющим входам первого управляемого дискретного фазовращателя 3, первый управляющий вход которого подключен к выходу делителя 4 частоты на С, последовательно соединенные генератор 7 прямоугольных импульсов, делитель 8 частоты на m, коммутатор 9 управляющего сигнала, управляющий вход которого подсоединен к выходу генератора 7 прямоугольных импульсов через делитель 10 частоты на е, а первый выход коммутатора 9 подключен к входу первого адресного коммутатора 11 и к входу третьего делителя 12 частоты на два, выход которого подключен к входу второго адресного коммутатора 13 и к входу четвертого делителя 14 частоты на 2, выход которого подсоединен к входу третьего адресного коммутатора 15, i-й вход первого 11, второго 13 и третьего 15 адресных коммутаторов последовательно через сумматор по модулю два первой 16, второй 17 и третьей 18 групп соответственно подключен к первому, второму, третьему управляющим входам фазовращателя 19 и настраиваемой ФАР 20. The device for tuning the PAR includes a
Устройство также содержит последовательно соединенные зонд 21, второй управляемый дискретный фазовращатель 22, балансный смеситель 23, коммутатор 24, первый усилитель 25 промежуточной частоты (УПЧ), и фазометр 26, второй вход которого подключен к выходу второго УПЧ 27, вход которого подключен к второму выходу коммутатора 24. Выход фазометра 26 подсоединен к входу дешифратора 28, первый, второй и третий выходы которого подключены к входу первого 29, второго 30 и третьего 31 адресных коммутаторов настройки, выход каждого из которых через блок 4 памяти 32, 33 и 34 подключен к второму входу i-го сумматора по модулю два первой 16, второй 17 и третьей 18 групп соответственно. Шестой 35 и седьмой 36 делители частоты на два соединены последовательно, а их выходы подключены к второму и третьему входам второго управляемого фазовращателя 22, первый управляющий вход которого и вход шестого делителя 35 частоты на два подсоединены к второму выходу коммутатора 9 управляющего сигнала. Выход адресного блока 37 подключен к управляющему входу фазометра 26, первого 11 , второго 13, третьего 15 адресных коммутаторов, первого 29, второго 30 и третьего 31 адресных коммутаторов настройки. Управляющий вход коммутатора 24 подключен к выходу делителя 10 частоты на е. The device also contains a serially connected probe 21, a second controlled
Устройство для настройки ФАР работает следующим образом. The device for tuning the HEADLIGHT operates as follows.
Сигнал генератора СВЧ 1, пройдя направленный ответвитель 2 и первый управляемый дискретный фазовращатель 3, оказывается подвергнут тройной фазовой манипуляции соответственно с индексами 45, 90 и 180 градусов. При этом сигналы управления состояниями дискретного фазовращателя 3 поступают соответственно с генератора 7 прямоугольных импульсов через делитель 4 частоты на С, на делители частоты на два 5 и 6. Законы изменения состояний фазовращателя 3, а также общий закон изменения фазы СВЧ сигнала на выходе фазовращателя 3 показан на фиг. 2, где за Ω1принято значение частоты сигнала с выхода делителя 6 частоты на два. Для упрощения анализа аппроксимируем ступенчатый закон изменения фазы сигнала на выходе фазовращателя 3 в пилообразный, как показано на фиг. 2.The signal of the
Закон изменения фазы сигнала θ(t) в пределах одного периода модуляции T1 = можно представить в виде
θ(t) = t = Ω1t, а изменение частоты колебания при этом запишется в виде
Δ ω (t)=d θ (t) / d t=Ω .The law of the phase change of the signal θ (t) within one modulation period T 1 = can be represented as
θ (t) = t = Ω 1 t, and the change in the oscillation frequency is written in the form
Δ ω (t) = d θ (t) / dt = Ω.
Таким образом, сигнал на выходе фазовращателя 3 вследствие модуляции получает приращение частоты
Uc(t) = V0 e , (1) где V0 - амплитуда сигнала;
ωo / 2 π - частота генератора СВЧ1;
t - время.Thus, the signal at the output of the
U c (t) = V 0 e , (1) where V 0 is the signal amplitude;
ω o / 2 π is the frequency of the
t is time.
Сигнал вида (1) является сигналом опорного канала, поступающий на вход балансного смесителя 23. Рассмотрим формирование сигнала измерительного канала, приходящего на другой вход балансного смесителя 23. Сюда поступает через управляемый дискретный фазовращатель 22 сигнал с измерительного зонда 21, который, в свою очередь, принимает сигнал настраиваемой ФАР 20, представляющий собой суперпозицию векторов поля отдельных излучателей, различающихся по фазовым сдвигам. Управление состоянием фазовращателей 19 ФАР 20 организовано так, чтобы половина периода частоты Ω3/2π = сигнала, поступающего с выхода делителя 10 частоты на e, модулирующие сигналы поступают на управляющие входы подстраиваемого фазовращателя решетки, а в течение другой половины периода частоты Ω3 / 2 π управляющие сигналы поступают на управляющие входы фазовращателя 22 измерительного канала. Переключение управляющего канала, поступающего с выхода делителя 8 частоты на m, осуществляется с помощью коммутатора 9. На фазовращатели 19 ФАР 20 управляющие сигналы проходят через адресный коммутатор 11, сумматоры 16 по модулю два для 45-градусных дискретов, адресный коммутатор 13 и сумматоры 17 по модулю 2 для 90-градусных дискретов, и адресный коммутатор 15, сумматоры 18 по модулю два для 180-градусных дискретов. При этом управляющие сигналы аналогичны изображенным на фиг. 2 с тем отличием, что сигнал модулирующей частоты для 180-градусного дискрета, поступающий с выхода делителя 14 частоты на 2, имеет частоту Ω2 / 2 π.A signal of the form (1) is the signal of the reference channel input to the input of the
Таким образом, в начале настройки адресный блок 37 устанавливает все адресные коммутаторы 11, 13 и 15 в положение, при котором управляющие сигналы подаются на входы фазовращателя 19 ФАР 20. При этом коммутатор 9 переключает модуляцию либо на фазовращатель 19, либо на фазовращатель 22 с частотой Ω2 / 2 π. Сигнал на входе балансного смесителя 23 при этом принимает вид:
U1(t) = (2) где T3 = - период коммутации сигнала,
i - номер подстраиваемого фазовращателя ФАР 20,
φ1 - фазовый сдвиг суммарного сигнала ФАР 20,
φi - фазовый сдвиг сигнала i-го излучателя,
U1, U1 i - амплитуды сигналов суммарного и i-го излучателей.Thus, at the beginning of the configuration, the
U 1 (t) = (2) where T 3 = - period of signal switching,
i is the number of adjustable
φ 1 - phase shift of the
φ i - phase shift of the signal of the i-th emitter,
U 1 , U 1 i are the amplitudes of the signals of the total and ith emitters.
≈ U
так какU1 i << U1*
На выходе смесителя 23 без учета суммарной компоненты от перемножения сигналов (1) и (2) имеем сигнал вида
U2(t) = (3)
Коммутатор 24, управляющий тем же сигналом, что и коммутатор 9 управляющего сигнала, разделяет измерительный сигнал одного элемента в смеси с фоном, соответствующий верхней строчке выражения (3), и опорный сигнал всей ФАР (нижняя строка выражения (3) на два канала
(4)
УПЧ 25 и 27 настроены на промежуточную частоту Ω1-Ω2) / 2 π и имеют полосу пропускания, намного меньшую, чем скорость переключения коммутаторов 9 и 24, поэтому сигналы (4) УПЧ 25 и 27 из амплитудно-манипулированных превращаются в непрерывные с постоянной амплитудой
U5 (t)=U 5 i e ;
U6 (t)=U6 e . (5)
Иными словами, УПЧ 25 и 27 вырезают только центральные несущие частоты амплитудно-манипулированных сигналов (4), превращая их в опорный и измерительный сигналы для фазометра 26. На выходе фазометра 26 формируется цифровой сигнал разности фаз двух когерентных сигналов φ1-φi. ≈ U
since U 1 i << U 1 *
At the output of the
U 2 (t) = (3)
The
(4)
The
U 5 (t) = U 5 i e ;
U 6 (t) = U 6 e . (5)
In other words, the IFA 25 and 27 cut out only the central carrier frequencies of the amplitude-manipulated signals (4), turning them into the reference and measuring signals for the
Одновременно с подачей сигналов установки адреса коммутаторов 11, 13, 15, 29, 30 и 31 адресный блок 37 выдает сигнал разрешения считывания результатов измерений на фазометр 26, но с некоторой задержкой, необходимой для установления сигналов опорного и измерительного каналов для фазометра 26, т. е. установления колебания в УПЧ 25 и 27. Затем считываются показания фазометра 26 и в цифровом виде поступают на вход дешифратора. Дешифратор 28 имеет три выхода, соответствующие 45, 90 и 180 градусам. Работа дешифратора 28 основана на сравнении показаний фазометра 26 с фазовыми дискретами от 0 до 360 градусов с шагом в 45 градусов. Если, например, значение фазового сдвига между сигналом элемента ФАР 20 и сигналом всей ФАР 20 соответствует 40о, то дешифратор 28 выдает логический уровень ("1") на первом выходе, соответствующем 45-градусному дискрету (подстраиваемого) фазовращателя 19 ФАР 20. Если значение фазового сдвига составляет 285о, то дешифратор 28 выдает сигналы подстройки ("1") на втором и третьем выходах одновременно, соответствующих 90 и 180-градусным дискретам подстраиваемого фазовращателя 19 ФАР 20. Эти логические уровни на выходах дешифратора 28 через коммутаторы сигналов подстройки 29, 30, 31 подаются на соответствующие блоки 32, 33 и 34 памяти, которые продолжают держать логические уровни сигналов подстройки, если они были поданы и после установки адресных коммутаторов 29, 30 и 31 в другой положение.Simultaneously with the supply of signals to set the address of the
После окончания времени считывания и записи подстроечного кода в запоминающие устройства первого фазовращателя ФАР 20, адресный блок 37 переключает адресные коммутаторы 29, 30 и 31 на входы второго фазовращателя решетки. Аналогично первому сравнивается фазовый сдвиг сигнала второго элемента ФАР 20 с несколько измененным фазовым сдвигом общего сигнала ФАР 20 за счет подстройки первого элемента. Записываются подстроечные коды для второго элемента решетки, и далее процесс подстройки осуществляется по всем N элементам ФАР 20, при этом сумматоры 16, 17 и 18 по модулю два применены в устройстве для согласования выходов цифровых устройств, т.е. выходов адресных коммутаторов 11, 13 и 15, блоков 32, 33 и 34 памяти, которые включены к входам фазовращателей 19 ФАР 20. After the reading and writing time of the tuning code into the storage devices of the first
Таким образом, изобретение позволяет осуществлять автоматическую фазировку элементов решетки в точку, в которой находится неподвижный (измерительный) зонд 21, что дает возможность получения на выходах блоков 32, 33 и 34 памяти настроечных кодов, при которых достигается максимальное усиление ФАР 20 в направлении, на котором находится (измерительный) зонд 21. При этом поэлементная настройка ФАР 20 осуществляется с учетом изменений в фазовом распределении поля, которые происходят вследствие перефазировки элементов и влияний этих перефазировок на соседние излучатели. Поэлементное сравнение фаз сигналов отдельных элементов с фазой сигнала от всей решетки повышает точность настройки ФАР 20. Thus, the invention allows automatic phasing of the lattice elements to the point where the stationary (measuring) probe 21 is located, which makes it possible to obtain tuning codes at the outputs of
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4295810 RU2024886C1 (en) | 1987-08-24 | 1987-08-24 | Device for tuning phased arrays |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4295810 RU2024886C1 (en) | 1987-08-24 | 1987-08-24 | Device for tuning phased arrays |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024886C1 true RU2024886C1 (en) | 1994-12-15 |
Family
ID=21323811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4295810 RU2024886C1 (en) | 1987-08-24 | 1987-08-24 | Device for tuning phased arrays |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024886C1 (en) |
-
1987
- 1987-08-24 RU SU4295810 patent/RU2024886C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1318941, кл. G 01R 29/10, 1985. * |
Авторское свидетельство СССР N 634217, кл. G 01R 29/10, 1975. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4013966A (en) | Fm rf signal generator using step recovery diode | |
US4028702A (en) | Fiber optic phased array antenna system for RF transmission | |
RU2037161C1 (en) | Method and device for time-dependent output complex signal of integral display waveguide in phased aerial arrays | |
RU2024886C1 (en) | Device for tuning phased arrays | |
US6041083A (en) | Method and system for tuning resonance modules | |
US3166748A (en) | Methods and apparatus for measuring antenna radiation patterns | |
US4733240A (en) | Phased array transmitter | |
US4978962A (en) | Electrically scanning microwave radiometer | |
US3054104A (en) | Frequency modulated radar systems | |
SU1486942A1 (en) | Device for measuring amplitude and phase difference | |
SU748227A1 (en) | Electronic paramagnetic resonance spectrometer | |
SU459741A1 (en) | Quasio-optimal phase meter | |
SU633104A1 (en) | Aerial array tuning device | |
RU1794251C (en) | Device for measuring radiation amplitudes and phases of phased antenna array elements | |
SU1045097A1 (en) | Electron paramagnetic resonance spectrometer having multifrequency registering capability | |
SU571768A1 (en) | Device for checking phase-angle meters and voltmeters | |
SU705370A1 (en) | Phase setter | |
SU1218348A1 (en) | Apparatus for measuring aerial parameters | |
SU659995A1 (en) | Arrangement for measuring amplitude-frequency characteristics of microwave time-delay lines | |
SU444199A1 (en) | Device for measuring the probability density | |
SU907468A1 (en) | Device for measuring phased array radiator amplitude and phase | |
SU1573435A1 (en) | Apparatus for determining amplitude-phase distribution of phased array | |
SU785788A1 (en) | Device for automatic measuring of microwave element phase-frequency characteristics | |
SU1552132A1 (en) | Apparatus for measuring amplitude-phase distribution of field of phased array | |
SU918890A1 (en) | Device for measuring four-terminal network amplitude-frequency and phase-frequency characteristics |