RU2090959C1 - Self-phasing antenna array - Google Patents

Self-phasing antenna array Download PDF

Info

Publication number
RU2090959C1
RU2090959C1 RU93052904A RU93052904A RU2090959C1 RU 2090959 C1 RU2090959 C1 RU 2090959C1 RU 93052904 A RU93052904 A RU 93052904A RU 93052904 A RU93052904 A RU 93052904A RU 2090959 C1 RU2090959 C1 RU 2090959C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
outputs
signal
phase
Prior art date
Application number
RU93052904A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93052904A (en
Inventor
В.Д. Чуйков
С.Г. Литвинов
Original Assignee
Сибирский физико-технический институт им.В.Д.Кузнецова при Томском государственном университете им.В.В.Куйбышева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский физико-технический институт им.В.Д.Кузнецова при Томском государственном университете им.В.В.Куйбышева filed Critical Сибирский физико-технический институт им.В.Д.Кузнецова при Томском государственном университете им.В.В.Куйбышева
Priority to RU93052904A priority Critical patent/RU2090959C1/en
Publication of RU93052904A publication Critical patent/RU93052904A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2090959C1 publication Critical patent/RU2090959C1/en

Links

Abstract

FIELD: antenna equipment, communication systems including mobile ones used under complex interference conditions. SUBSTANCE: self-phasing antenna array has reception channel including row of antenna elements, former of summary signal, phase inverters and power dividers placed between outputs of antenna elements and inputs of former. Control channel of antenna array incorporates discrete phase inverter and multiinput commutator connected to separate outputs of power dividers. Outputs of discrete phase inverter and commutator are connected through adder to network composed of amplitude detector, analog-to-digital converter, computation and control unit and former of controlling code connected in series. Outputs of former of controlling code are connected to controlling inputs of discrete phase inverter, commutator and controlled phase inverters. EFFECT: improved operational stability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в системах связи, в том числе для обеспечения устойчивой связи в сложной помеховой обстановке с мобильными корреспондирующими пунктами. The invention relates to antenna technology and can be used in communication systems, including to ensure stable communication in a complex jamming environment with mobile corresponding points.

Самофазирующейся является такая антенная решетка, в которой каждый антенный элемент имеет независимую фазировку, определяемую информацией, содержащейся в сигнале, принятом этим антенным элементом /1/. При этом вся антенная решетка фазируется так, что на ее выходе обеспечивается получение максимальной мощности принимаемого полезного сигнала. Потенциально такая решетка способна за короткий промежуток времени настраиваться на источник сигнала, компенсировать временные задержки сигнала, вызванные изменением условий его распространения или положения элементов. Self-phasing is such an antenna array in which each antenna element has independent phasing, determined by the information contained in the signal received by this antenna element / 1 /. In this case, the entire antenna array is phased so that the maximum power of the received useful signal is obtained at its output. Potentially, such a lattice is capable of tuning to the signal source in a short period of time, compensating for the time delays of the signal caused by changes in the conditions of its propagation or the position of elements.

Известна /1/ самофазирующаяся приемная антенная решетка, содержащая последовательно соединенные n приемных элементов, n управляемых фазовращателей и n фазовых детекторов, к опорным входам которых подключен блок формирования опорного сигнала, а также формирователь суммарного сигнала, выход которого является выходом решетки. У каждого фазового детектора сигнальный выход подключен к соответствующему входу формирователя суммарного сигнала, а управляющий выход к управляющему входу последовательно соединенного с ним управляемого фазовращателя. Known / 1 / is a self-phasing receiving antenna array containing n connected in series elements, n controlled phase shifters and n phase detectors, to the reference inputs of which a reference signal generating unit is connected, as well as a sum driver, the output of which is the output of the array. For each phase detector, the signal output is connected to the corresponding input of the sum shaper, and the control output is connected to the control input of the controlled phase shifter connected in series to it.

Недостатки антенной решетки обусловлены сложностью распределения опорных сигналов с когерентной фазой между разнесенными приемными элементами. Некогерентность фаз опорных сигналов, в зависимости от ее степени, может привести к значительным ошибкам фазирования элементов антенной решетки. Кроме того, входящий в состав решетки блок формирования опорного сигнала требует адаптации к частоте принимаемого излучения, что усложняет процесс самофазирования. The disadvantages of the antenna array are due to the complexity of the distribution of reference signals with a coherent phase between spaced receiving elements. The phase coherence of the reference signals, depending on its degree, can lead to significant phasing errors in the elements of the antenna array. In addition, the block forming the reference signal included in the grating requires adaptation to the frequency of the received radiation, which complicates the process of self-phasing.

Известна также /2/ самофазирующаяся антенная решетка, содержащая последовательно соединенные n приемных элементов, n смесителей, к другим входам которых подключены управляемые фазовращатели, блок формирования суммарного и разностного сигналов и усилители промежуточной частоты суммарного и разностного каналов, а также три перемножителя с полосовыми фильтрами, блок выделения информации, контур автоподстройки по угловому положению приходящего сигнала, контур автоподстройки суммарного сигнала по задержке, контур автоподстройки частоты суммарного сигнала и генератор квадратурных опорных колебаний. При этом блок выделения информации выполнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора, согласованного фильтра и декодера. Контур автоподстройки по угловому положению приходящего сигнала содержит первый фазовый детектор и формирователь управляющего кода, выходы которого соединены с управляющими входами фазовращателей. Контур автоподстройки суммарного сигнала по задержке включает второй фазовый детектор, генератор тактовых импульсов и функциональный генератор. Контур автоподстройки частоты суммарного сигнала содержит демодулятор, третий фазовый детектор и управляемый генератор, подключенный к входам фазовращателей. Выход генератора квадратурных опорных колебаний соединен с управляющими входами третьего фазового детектора и синхронного детектора. Also known / 2 / is a self-phasing antenna array containing n receivers in series, n mixers, to the other inputs of which are connected phase shifters, a sum and difference signal generating unit and intermediate frequency amplifiers of the sum and difference channels, as well as three multipliers with bandpass filters, information extraction unit, auto-loop according to the angular position of the incoming signal, auto-loop of the total signal by delay, auto-loop ummarnogo signal and the reference quadrature oscillator oscillations. In this case, the information extraction unit is made in the form of a series-connected synchronous detector, a matched filter, and a decoder. The auto-loop for the angular position of the incoming signal contains a first phase detector and a driver for the control code, the outputs of which are connected to the control inputs of the phase shifters. The auto-tuning loop of the total delay signal includes a second phase detector, a clock and a functional generator. The auto-frequency loop of the total signal contains a demodulator, a third phase detector and a controlled oscillator connected to the inputs of the phase shifters. The output of the quadrature reference oscillator is connected to the control inputs of the third phase detector and synchronous detector.

Основной недостаток решетки обусловлен сложностью ее функциональной схемы, приводящей к высокой вероятности потери работоспособности при выходе из строя хотя бы одного из контуров управления. Наличие в решетке нескольких генераторов затрудняет синхронизацию работы всего устройства в целом. Наряду с этим необходимо априорное знание (точное или приближенное) частоты приходящего электромагнитного излучения, которой определяется режим работы генератора квадратурных опорных колебаний, что усложняет процесс самофазирования. The main disadvantage of the lattice is due to the complexity of its functional circuit, which leads to a high probability of loss of performance in the event of failure of at least one of the control loops. The presence of several generators in the grid makes it difficult to synchronize the operation of the entire device as a whole. Along with this, a priori knowledge (exact or approximate) of the frequency of the incoming electromagnetic radiation is necessary, which determines the operation mode of the quadrature reference oscillator, which complicates the process of self-phasing.

В качестве прототипа выбрана самофазирующаяся антенная решетка /3/, содержащая приемный канал, включающий ряд антенных элементов, формирователь суммарного сигнала, выход которого является выходом решетки, и включенные между соответствующими выходами антенных элементов и входами формирователя суммарного сигнала последовательно соединенные управляемые фазовращатели и делители мощности, а также канал управления, выполненный в виде последовательно соединенных блока фазового и амплитудного детектирования, аналого-цифрового преобразователя, специализированного процессора, управляющего процессора и контроллера фазового сдвига, выходы которого подключены к управляющим входам фазовращателей, при этом вторые выходы делителей мощности соединены с входами блока амплитудного и фазового детектирования. As a prototype, a self-phasing antenna array / 3 / is selected that contains a receiving channel, including a number of antenna elements, a signal shaper, the output of which is the output of the array, and series-connected controlled phase shifters and power dividers connected between the respective outputs of the antenna elements and the inputs of the signal shaper, as well as a control channel made in the form of series-connected phase and amplitude detection unit, analog-to-digital conversion of Tell, a specialized processor, a control processor and a phase shift controller, the outputs of which are connected to the control inputs of the phase shifters, wherein the second outputs of the power dividers are connected to the inputs of unit amplitude and phase detection.

В данном устройстве канал управления функционирует следующим образом. Сигналы с выходов антенных элементов получают определенные фазовые сдвиги, проходя через фазовращатели, а затем через делители мощности поступают на вход блока амплитудного и фазового детектирования. Затем аналого-цифровой преобразователь преобразует продетектированные сигналы в цифровую форму, после чего они поступают на вход специализированного процессора. Специализированный процессор вырабатывает шумовой цифровой сигнал, добавляя определенный сдвиг к фазе каждого входного сигнала. После этого он осуществляет расчет корректирующих значений установок фазы на основании фаз и амплитуд как входного, так и шумового сигналов таким образом, чтобы отношение сигнала к сумме нужной принимаемой волны и внутренних шумов было максимальным. Рассчитанные значения фазовых установок передаются в управляющий процессор, вырабатывающий управляющие коды для контроллера фазового сдвига, который обеспечивает установку необходимых фазовых сдвигов в фазовращателях. In this device, the control channel operates as follows. The signals from the outputs of the antenna elements receive certain phase shifts, passing through the phase shifters, and then through the power dividers are fed to the input of the amplitude and phase detection unit. Then, the analog-to-digital converter converts the detected signals to digital form, after which they enter the input of a specialized processor. A dedicated processor generates a noise digital signal, adding a certain shift to the phase of each input signal. After that, he calculates the correcting values of the phase settings based on the phases and amplitudes of both the input and noise signals so that the ratio of the signal to the sum of the desired received wave and internal noise is maximum. The calculated values of the phase settings are transmitted to the control processor, which generates control codes for the phase shift controller, which ensures the installation of the necessary phase shifts in the phase shifters.

Основной недостаток прототипа, присущий также и аналогам, обусловлен тем, что в нем фазировка элементов осуществляется на основе проводимых в канале управления измерений фаз принимаемых сигналов. Сложность аппаратурного обеспечения этих измерений с необходимой точностью влечет за собой снижение мощности принимаемого полезного сигнала вследствие несинфазного суммирования сигналов от отдельных элементов и, таким образом, ухудшение помехозащищенности антенной решетки. The main disadvantage of the prototype, which is also inherent in analogues, is due to the fact that in it the phasing of elements is carried out on the basis of phase measurements of the received signals carried out in the control channel. The complexity of the hardware of these measurements with the necessary accuracy entails a decrease in the power of the received useful signal due to the out-of-phase summation of the signals from individual elements and, thus, a decrease in the noise immunity of the antenna array.

Задачей изобретения является создание самофазирующейся антенной решетки с повышенной помехозащищенностью и упрощенной конструкцией. The objective of the invention is to create a self-phasing antenna array with increased noise immunity and a simplified design.

В соответствии с поставленной задачей заявляемая самофазирующаяся антенная решетка, как и решетка-прототип, содержит канал управления и приемный канал, который включает ряд антенных элементов, формирователь суммарного сигнала, выход которого является выходом решетки, и включенные между выходом каждого антенного элемента и каждым отдельным входом формирователя суммарного сигнала последовательно соединенные управляемый фазовращатель и делитель мощности. Канал управления включает последовательно соединенные амплитудный детектор и аналого-цифровой преобразователь. In accordance with the task, the claimed self-phasing antenna array, as well as the prototype array, contains a control channel and a receiving channel, which includes a number of antenna elements, a signal shaper, the output of which is the output of the array, and included between the output of each antenna element and each individual input shaper of the total signal in series connected controlled phase shifter and power divider. The control channel includes a series-connected amplitude detector and an analog-to-digital converter.

В отличие от прототипа решетка содержит дополнительно введенные дискретный фазовращатель, многовходовый коммутатор, сумматор и последовательно соединенные блок вычисления и управления и формирователь управляющего кода. При этом дискретный фазовращатель включен между отдельным выходом одного из делителей мощности и первым входом сумматора, многовходовый коммутатор включен между отдельными выходами остальных делителей мощности и вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом амплитудного детектора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока вычисления и управления и отдельные выходы формирователя управляющего кода подключены к управляющим входам дискретного фазовращателя, многовходового коммутатора и управляемых фазовращателей. Unlike the prototype, the lattice additionally contains a discrete phase shifter, a multi-input switch, an adder, and a series-connected calculation and control unit and a control code generator. In this case, a discrete phase shifter is connected between the individual output of one of the power dividers and the first input of the adder, a multi-input switch is connected between the individual outputs of the remaining power dividers and the second input of the adder, the output of which is connected to the input of the amplitude detector, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the calculation unit and the control and individual outputs of the control code generator are connected to the control inputs of the discrete phase shifter, multi-input switch, and controlled azovraschateley.

Поскольку в канале управления заявляемой самофазирующейся антенной решетки отсутствует многофункциональное средство выработки преднамеренного шумового цифрового сигнала, то это обеспечивает упрощение конструкции решетки. Since in the control channel of the inventive self-phasing antenna array there is no multifunctional means for generating an intentional noise digital signal, this simplifies the design of the array.

Существенно то, что в канале управления заявляемой решетки реализован процесс вычисления требуемых для управляемых фазовращателей фазовых сдвигов, исходя из измеренных амплитуд принимаемых сигналов. Поскольку амплитудные измерения более просты и более точны в сопоставлении с фазовыми измерениями, то это приводит, в конечном итоге, к более точной фазировке антенных элементов и, следовательно, повышает помехозащищенность антенной решетки за счет увеличения мощности принимаемого полезного сигнала. It is significant that in the control channel of the inventive array, the process of calculating the phase shifts required for the controlled phase shifters is implemented based on the measured amplitudes of the received signals. Since amplitude measurements are simpler and more accurate in comparison with phase measurements, this ultimately leads to a more accurate phasing of the antenna elements and, therefore, increases the noise immunity of the antenna array by increasing the power of the received useful signal.

На чертеже приведена структурная электрическая схема самофазирующейся антенной решетки. The drawing shows a structural electrical diagram of a self-phasing antenna array.

Решетка содержит приемный канал, включающий ряд из N антенных элементов 1, к выходу каждого из которых подключены последовательно соединенные управляемый фазовращатель 2 и делитель 3 мощности. Выходы делителей 3 мощности соединены с отдельными входами формирователя 4 суммарного сигнала, выход которого является выходом антенной решетки. The grating contains a receiving channel, including a series of N antenna elements 1, to the output of each of which are connected in series connected controlled phase shifter 2 and power divider 3. The outputs of the power dividers 3 are connected to the individual inputs of the shaper 4 of the total signal, the output of which is the output of the antenna array.

Канал управления решетки включает дискретный фазовращатель (ДФ) 5, коммутатор 6 и последовательно соединенные сумматор 7, амплитудный детектор 8, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 10 вычисления и управления (БВУ) и формирователь 11 управляющего кода. Вход ДФ 5 соединен с отдельным выходом одного из делителей 3 мощности, отдельные выходы остальных делителей 3 мощности подключены к отдельным входам коммутатора 6, выходы ДФ 5 и коммутатора 6 к входам сумматора 7, а отдельные выходы формирователя 11 управляющего кода к управляющим входам управляемых фазовращателей 2, ДФ 5 и коммутатора 6. The lattice control channel includes a discrete phase shifter (DF) 5, a switch 6 and a series-connected adder 7, an amplitude detector 8, an analog-to-digital converter (ADC) 9, a calculation and control unit (BVI) 10, and a control code generator 11. The input of DF 5 is connected to a separate output of one of the power dividers 3, the individual outputs of the remaining power dividers 3 are connected to separate inputs of the switch 6, the outputs of the DF 5 and switch 6 to the inputs of the adder 7, and the individual outputs of the shaper 11 of the control code to the control inputs of the controlled phase shifters 2 , DF 5 and switch 6.

Функции БВУ может выполнять, например, персональный компьютер типа IBM PC. Формирователь 11 управляющего кода может быть выполнен на основе набора токовых ключей. В частности, авторы использовали в качестве токовых ключей аналоговые интегральные микросхемы серии К170АП2 /4/. The functions of a BVI can be performed, for example, by a personal computer such as IBM PC. Shaper 11 of the control code can be performed based on a set of current keys. In particular, the authors used analog integrated circuits of the K170AP2 / 4 / series as current keys.

В качестве АЦП 9 может быть использован любой из отечественных или зарубежных АЦП, аппаратно совместимых с компьютером типа IBM PC. В частности, авторами использовался выпускаемый серийно АЦП типа АЦП 12/2-80. As an ADC 9, any of domestic or foreign ADCs that are hardware compatible with an IBM PC type computer can be used. In particular, the authors used a serial-produced ADC type ADC 12 / 2-80.

Каждый из управляемых фазовращателей 2 может быть выполнен, например, в виде набора из нескольких линий задержки /5/, число которых может быть конкретизировано, исходя из требований точности установки фазовых сдвигов, реализуемых этими фазовращателями. Так, в изготовленном и испытанном авторами макете четырехэлементной решетки это число составляло 9. Each of the controlled phase shifters 2 can be performed, for example, in the form of a set of several delay lines / 5 /, the number of which can be specified based on the requirements for the accuracy of the installation of phase shifts realized by these phase shifters. So, in the model of the four-element grating made and tested by the authors, this number was 9.

Коммутатор 6 может быть выполнен на печатной плате в полосковом исполнении /6/. The switch 6 can be performed on a printed circuit board in strip design / 6 /.

ДФ 5 должен обеспечивать, в зависимости от состояния, в котором он находится, получение проходящим через него сигналом трех значений фазовых сдвигов. Конструктивно наиболее просто выполнить ДФ 5 с фазовым сдвигами 0, π/2, π. Процедура расчета и построения таких дискретных фазовращателей описана, например, в /7/. DF 5 should provide, depending on the state in which it is located, receiving through it a signal of three values of phase shifts. Structurally, it is most simple to perform DF 5 with phase shifts of 0, π / 2, π. The procedure for calculating and constructing such discrete phase shifters is described, for example, in / 7 /.

Формирователь 4 суммарного сигнала был полностью выполнен на основе конструктивного решения, описанного в /7/. Shaper 4 of the total signal was completely made on the basis of the design solution described in / 7 /.

Сумматор 7 был полностью выполнен на основе конструктивного решения, описанного в /7/. The adder 7 was completely made on the basis of the design solution described in / 7 /.

Работа самофазирующейся антенной решетки включает последовательное выполнение трех режимов: прием входной информации, вычисление текущих значений требуемых фазовых сдвигов для управляемых фазовращателей 2, выработка кода управления состоянием этих фазовращателей. The operation of the self-phasing antenna array includes the sequential execution of three modes: receiving input information, calculating the current values of the required phase shifts for the controlled phase shifters 2, and generating a state control code for these phase shifters.

До начала приема входной информации на первом управляемом фазовращателе по команде из БВУ 10 с помощью формирователя 11 устанавливается постоянный фазовый сдвиг Φ1.Prior to the start of receiving input information on the first controlled phase shifter, a constant phase shift Φ 1 is established using a former 11 using a shaper 11.

В режиме приема входной информации по командам, поступающим из БВУ 10, формирователь 11 последовательно вырабатывает три кода e(1), e(2), e(3) управления ДФ 5 и коммутатором 6. Каждый код подается одновременно на управляющие входы ДФ 5 и коммутатора 6. При поступлении кода e(1) происходит подключение коммутатора 6 к выходу n-го делителя 3 мощности. При этом сигнал с комплексной амплитудой

Figure 00000001
(n 2, N) поступает на вход сумматора 7. Здесь Аn амплитуда сигнала, Φn его фаза. Одновременно комплексный сигнал
Figure 00000002
с выхода ДФ 5, находящегося в исходном состоянии, поступает на другой вход сумматора 7. В результате сложения сигналов сумматором 7 на его выходе создается сигнал с амплитудой:
Figure 00000003

Этот сигнал детектируется амплитудным детектором 8 и затем поступает на вход АЦП 9. АЦП 9 преобразует этот сигнал в цифровую форму, после чего значение сигнала считывается БВУ 10 и записывается в его оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ).In the mode of receiving input information on the commands coming from the BVI 10, the shaper 11 sequentially generates three codes e (1) , e (2) , e (3) for controlling the DF 5 and switch 6. Each code is fed simultaneously to the control inputs of the DF 5 and switch 6. Upon receipt of the code e (1) , the switch 6 is connected to the output of the nth power divider 3. In this case, the signal with complex amplitude
Figure 00000001
(n 2, N) is fed to the input of the adder 7. Here, And n is the amplitude of the signal, Φ n its phase. At the same time complex signal
Figure 00000002
from the output of the DF 5, which is in the initial state, it goes to another input of the adder 7. As a result of the addition of signals by the adder 7, a signal with an amplitude is created at its output:
Figure 00000003

This signal is detected by the amplitude detector 8 and then fed to the input of the ADC 9. The ADC 9 converts this signal to digital form, after which the signal value is read by the BWC 10 and recorded in its random access memory (RAM).

При поступлении кода e(2) ДФ 5 переходит в состояние, обеспечивающее получение сигналом E1 дополнительного сдвига по фазе ΔΦ, т.е. на вход сумматора 7 поступает теперь сигнал

Figure 00000004
. В то же время сохраняется подключение коммутатора 6 к выходу n-го делителя 3 мощности. В результате на выходе сумматора 7 формируется сигнал:
Figure 00000005

который детектируется амплитудным детектором 8 и затем преобразуется АЦП 9 в цифровую форму и записывается в ОЗУ БВУ 10.Upon receipt of the code e (2), DF 5 goes into a state that ensures that the signal E 1 receives an additional phase shift ΔΦ, i.e. adder 7 now receives a signal
Figure 00000004
. At the same time, the connection of the switch 6 to the output of the nth power divider 3 is maintained. As a result, at the output of the adder 7, a signal is generated:
Figure 00000005

which is detected by the amplitude detector 8 and then converted by the ADC 9 into digital form and recorded in the RAM of the BVU 10.

При поступлении кода e(3) ДФ 5 переходит в состояние, обеспечивающее получение сигналом E1 дополнительного сдвига по фазе на 2ΔΦ. Подключение коммутатора 6 остается неизменным. В результате цифровое значение сигнала:

Figure 00000006

записывается в ОЗУ БВУ 10.Upon receipt of the code e (3), DF 5 enters a state that ensures that signal E 1 receives an additional phase shift of 2ΔΦ. The connection of switch 6 remains unchanged. As a result, the digital value of the signal:
Figure 00000006

is written in the RAM of the BVU 10.

После осуществления полного цикла приема входной информации со всех антенных элементов в ОЗУ БВУ 10 накопятся три массива чиселU1n}U2n}U3n}
В режиме вычисления текущих значений требуемых фазовых сдвигов для управляемых фазовращателей 2 БВУ 10 осуществляет последовательную выборку из ОЗУ трех чисел U1n, U2n, U3n (n 2, N) и вычисление значений Φn- Φ1 ∈ (-π, π] по формуле:

Figure 00000007

Требуемые значения фазовых сдвигов представляют собой взятую с обратным знаком разность Φn- Φ1.After a complete cycle of receiving input information from all antenna elements in the RAM of the second-tier bank 10, three arrays of numbers will accumulate U 1n } U 2n } U 3n }
In the mode of calculating the current values of the required phase shifts for the controlled phase shifters 2, the BVU 10 sequentially selects from RAM three numbers U 1n , U 2n , U 3n (n 2, N) and calculates the values Φ n - Φ 1 ∈ (-π, π] according to the formula:
Figure 00000007

The required values of the phase shifts are the difference Φ n - Φ 1 taken with the opposite sign.

В режиме выработки управляющего кода по командам с БВУ 10 формирователь 11 вырабатывает управляющий код, при подаче которого на управляющие входы фазовращателей 2 последние переходят в состояние, обеспечивающее внесение фазовращателями фазовых сдвигов ΔΦ = -(Φn1), n 2, N. При этом на входы формирователя 4 суммарного сигнала поступает N синфазных сигналов, что обеспечивает получение на выходе антенной решетки максимальной мощности принимаемого полезного сигнала и, следовательно, максимального отношения сигнал/шум. Изменение условий распространения излучения от источника и/или его пространственного положения вызовет нарушение синфазности сигналов на входах формирователя 4 суммарного сигнала и выработку в канале управления значений требуемых фазовых сдвигов для фазовращателей 2. Тем самым обеспечивается сохранение максимума отношения сигнал/шум на выходе антенной решетки.In the mode of generating the control code by commands from the BVI 10, the shaper 11 generates a control code, when applied to the control inputs of the phase shifters 2, the latter go into a state that ensures phase shifters introduce phase shifts ΔΦ = - (Φ n1 ), n 2, N. At the same time, N common-mode signals are supplied to the inputs of the sum shaper 4 of the total signal, which ensures that the maximum power of the received useful signal and, therefore, the maximum signal-to-noise ratio are obtained at the output of the antenna array. Changing the conditions for the propagation of radiation from the source and / or its spatial position will cause a phase outage of the signals at the inputs of the shaper 4 of the total signal and the generation in the control channel of the values of the required phase shifts for the phase shifters 2. This ensures that the maximum signal / noise ratio at the output of the antenna array is provided.

По сравнению с прототипом заявляемая самофазирующаяся антенная решетка обладает:
1) лучшей помехозащищенностью;
2) более простой конструкцией.
Compared with the prototype of the inventive self-phasing antenna array has:
1) better noise immunity;
2) simpler construction.

Работоспособность самофазирующейся антенной решетки и отмеченные ее преимущества по сравнению с решеткой-прототипом были подтверждены испытаниями изготовленного в Сибирском физико-техническом институте четырехэлементного макета решетки. The operability of the self-phasing antenna array and its advantages compared with the prototype array were confirmed by tests of a four-element array prototype manufactured at the Siberian Institute of Physics and Technology.

Источники информации
1. Хансен Р.С. Сканирующие антенные системы СВЧ. Пер. с англ. /Под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина. Т. 3. М. Сов. радио, 1971, с. 383-452.
Sources of information
1. Hansen R.S. Microwave Scanning Antenna Systems. Per. from English / Ed. G.T. Markov and A.F. Chaplin. T. 3. M. Sov. radio, 1971, p. 383-452.

2. Авторское свидетельство СССР N 780769, кл. H 01 Q 21/06, опубл. в БИ, 1986, N 28. 2. Copyright certificate of the USSR N 780769, cl. H 01 Q 21/06, publ. in BI, 1986, N 28.

3. Заявка Японии N 63-208306, кл. H 01 Q 3/26, опубл. 29.08.1988 (прототип). 3. Japanese application N 63-208306, cl. H 01 Q 3/26, publ. 08/29/1988 (prototype).

4. Горшков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. Справочник. М. Радио и связь, 1988. 4. Gorshkov B.I. Elements of electronic devices. Directory. M. Radio and Communications, 1988.

5. Антонов А. В. Герасимов Ю.М. Гридин А.А. Прохоров С.А. Быстродействующие дискретные управляемые ВЧ аттенюаторы и фазовращатели для адаптивной антенной решетки. В сб. Морская радиосвязь, 1985, с. 88-96. 5. Antonov A. V. Gerasimov Yu.M. Gridin A.A. Prokhorov S.A. High-speed discrete controlled RF attenuators and phase shifters for adaptive antenna array. On Sat Marine Radio Communication, 1985, p. 88-96.

6. Карпов В.М. Малышев В.А. Перевощиков И.В. Широкополосные устройства СВЧ на элементах с сосредоточенными параметрами. М. Радио и связь, 1984. 6. Karpov V.M. Malyshev V.A. Perevoshchikov I.V. Broadband microwave devices on elements with lumped parameters. M. Radio and Communications, 1984.

7. Брук Ю.М. Гордиенко Т.А. Ермаков В.Ю. Михайлов В.С. Содин Л.Г. Широкополосные элементы фазируемых антенн-решеток (препринт N 131). Харьков: ИРЭ АН УССР, 1979. 7. Brook Yu.M. Gordienko T.A. Ermakov V.Yu. Mikhailov V.S. Sodin L.G. Broadband elements of phased array antennas (preprint N 131). Kharkov: IRE AN USSR, 1979.

Claims (1)

Самофазирующаяся антенная решетка, содержащая N антенных элементов, формирователь суммарного сигнала, выход которого является выходом решетки, включенные между выходом i-го антенного элемента и i-ым входом формирователя суммарного сигнала, последовательно соединенные управляемый фазовращатель и делитель мощности, а также последовательно соединенные амплитудный детектор и аналого-цифровой преобразователь, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены дискретный фазовращатель, многовходовый коммутатор, сумматор и последовательно соединенные блок вычисления и управления и формирователь управляющего кода, при этом вход дискретного фазовращателя подключен к второму выходу одного из делителей мощности, вторые выходы остальных делителей мощности подключены к входам многовходового коммутатора, выход дискретного фазовращателя подключен к первому входу сумматора, а выход многовходового коммутатора к второму входу сумматора, выход сумматора подключен к входу амплитудного детектора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока вычисления и управления, и выходы формирователя управляющего кода подключены к управляющим входам дискретного фазовращателя, многовходового коммутатора и управляемых фазовращателей. A self-phasing antenna array containing N antenna elements, a signal shaper, the output of which is the output of the array, connected between the output of the i-th antenna element and the i-th input of the signal shaper, a controllable phase shifter and a power divider, as well as an amplitude detector connected in series and an analog-to-digital converter, characterized in that it additionally includes a discrete phase shifter, a multi-input switch, an adder and sequentially connected to the calculation and control unit and the driver of the control code, while the input of the discrete phase shifter is connected to the second output of one of the power dividers, the second outputs of the remaining power dividers are connected to the inputs of the multi-input switch, the output of the digital phase shifter is connected to the first input of the adder, and the output of the multi-input switch to the second the adder input, the adder output is connected to the input of the amplitude detector, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the calculation and control unit lines, and the outputs of the control code generator are connected to the control inputs of the discrete phase shifter, multi-input switch, and controlled phase shifters.
RU93052904A 1993-11-22 1993-11-22 Self-phasing antenna array RU2090959C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93052904A RU2090959C1 (en) 1993-11-22 1993-11-22 Self-phasing antenna array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93052904A RU2090959C1 (en) 1993-11-22 1993-11-22 Self-phasing antenna array

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93052904A RU93052904A (en) 1996-05-27
RU2090959C1 true RU2090959C1 (en) 1997-09-20

Family

ID=20149517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93052904A RU2090959C1 (en) 1993-11-22 1993-11-22 Self-phasing antenna array

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2090959C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Японии N 63-20836, кл. H 01 Q 3/26, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5572219A (en) Method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication
US5677696A (en) Method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication using a unitary transform encoder
Takahashi et al. Fast measurement technique for phased array calibration
EP0547274B1 (en) Calibration of plural - channel system
GB2262386A (en) Phase measuring circuit of phased array antenna
CA2180051C (en) Method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication
US3471855A (en) System for generating test signals for an array of receiver channels
Honary et al. Invited Article: Digital beam-forming imaging riometer systems
CN110708127A (en) Parallel amplitude and phase calibration method and system for phased array antenna
US5339284A (en) Signal processor for elimination of sidelobe responses and generation of error signals
RU2337373C1 (en) Method for azimuth resolution of moving targets, method for surveillance pulse radar set operation in azimuth resolution mode for moving targets, and radar system for method implementation
RU2596018C1 (en) Method for amplitude direction finding of radio signal sources
RU2090959C1 (en) Self-phasing antenna array
US3631339A (en) Method and apparatus for high-resolution spectral analysis
US5936576A (en) Measurement of amplitudes and phases of signals at a high speed and with high reliability
RU2201599C1 (en) Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization
RU2086994C1 (en) Device which tests operations of phase-lock antenna arrays
TWI646792B (en) Communication device
EP0486132B1 (en) Frequency division network having low phase noise
RU2205417C2 (en) Multichannel receiver-indicator of satellite radio navigation systems
JPH0972954A (en) Tracking radar transmitter-receiver
JPH0727846A (en) Method for compressing antenna pattern beam of radar
GB2356989A (en) A low-noise multi-channel radar receiver
RU2177193C1 (en) Self-phasing antenna array
RU2236732C2 (en) Self-steering antenna array