RU2124807C1 - Receiving-transmitting unit of phased antenna array - Google Patents

Receiving-transmitting unit of phased antenna array Download PDF

Info

Publication number
RU2124807C1
RU2124807C1 RU96118382A RU96118382A RU2124807C1 RU 2124807 C1 RU2124807 C1 RU 2124807C1 RU 96118382 A RU96118382 A RU 96118382A RU 96118382 A RU96118382 A RU 96118382A RU 2124807 C1 RU2124807 C1 RU 2124807C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bit
phase
phase shifter
inputs
multiplexer
Prior art date
Application number
RU96118382A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96118382A (en
Inventor
Александр Иосифович Иванов
Original Assignee
Александр Иосифович Иванов
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 Александр Иосифович Иванов filed Critical Александр Иосифович Иванов
Priority to RU96118382A priority Critical patent/RU2124807C1/en
Publication of RU96118382A publication Critical patent/RU96118382A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2124807C1 publication Critical patent/RU2124807C1/en

Links

Abstract

FIELD: antenna equipment. SUBSTANCE: goal of invention is achieved by introduced multiplexer for n-bit codes, n-bit memory unit, m-bit binary adder (m>n), rectangular pulse generator, which provides of grater jitter frequency of phase state of unit within range of rounding constant. Antenna array consisting of such units provide chaotic phase jitter (dynamic phase rounding). EFFECT: increased efficiency of time method for interruption of phase sampling error period in phased antenna array aperture in order to increase precision of beam pattern setting and to decrease side lobe level. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к системе управления лучом фазированной антенной решетки (ФАР) и может быть использовано в приемных, в передающих или приемопередающих модулях активных фазированных антенных решеток (АФАР). The invention relates to the field of antenna technology, in particular to a beam control system for a phased array antenna (PAR) and can be used in receiving, transmitting or transmitting modules of active phased array antennas (AFAR).

Известна антенная решетка с повышенной разрешающей способностью [1,2], где предложено изменять фазу возбуждения всех элементов антенной решетки одновременно в каждом периоде зондирования на одну и ту же величину dp, при этом суммирование кода величины dp с кодами команд на установку дискретных фазовращателей осуществляется до округления последних.Known antenna array with high resolution [1,2], where it is proposed to change the phase of the excitation of all elements of the antenna array at the same time in each sensing period by the same value d p , while summing the code of the quantity d p with the codes for the installation of discrete phase shifters carried out before rounding off the latter.

Недостатком устройства [1] является низкая частота смены фазовой подставки dp, обусловленная ограниченной производительностью вычислительных операций единой централизованной системы управления лучом. Это приводит к тому, что количество образуемых при этом фазовых наборов для усреднения угловых погрешностей за единицу времени ограничено, вследствие этого снижается эффективность использования метода декорреляции фазовых ошибок.The disadvantage of the device [1] is the low frequency of the phase shift d p due to the limited performance of the computing operations of a single centralized beam control system. This leads to the fact that the number of phase sets formed in this case for averaging the angular errors per unit time is limited; as a result, the efficiency of the method of decorrelation of phase errors decreases.

Известен также приемопередающий модуль АФАР, содержащий дискретный фазовращатель, включенный в высокочастотный тракт модуля, схему управления фазовращателем и запоминающее устройство, корректирующее фазовую характеристику антенной решетки [3]. An AFAR transceiver module is also known, comprising a discrete phase shifter included in the high-frequency path of the module, a phase shifter control circuit and a memory device that corrects the phase characteristic of the antenna array [3].

Недостатком данного устройства является отсутствие автономных средств декоррелирующих (разрушающих) периодичность распределения ошибок квантования фазы в раскрыве АФАР для повышения точности установки луча в пространстве и уменьшения уровня боковых лепестков антенной решетки. The disadvantage of this device is the lack of autonomous means of decorrelating (destroying) the frequency distribution of phase quantization errors in the AFAR aperture to increase the accuracy of beam alignment in space and reduce the level of the side lobes of the antenna array.

Целью данного изобретения является повышение точности установки диаграммы направленности (ДН) и уменьшение уровня боковых лепестков АФАР. The aim of this invention is to increase the accuracy of the installation of the radiation pattern (NAM) and reducing the level of the side lobes AFAR.

Указанная цель достигается тем, что в приемопередающий модуль АФАР дополнительно введены мультиплексор n-разрядных кодов, n-разрядная ячейка памяти, m-разрядный двоичный сумматор (m>n), генератор прямоугольных импульсов, в результате применения которых обеспечивается случайное с большой частотой "дрожание" фазы отдельных модулей АФАР для декорреляции периодичности распределения фазовых ошибок. This goal is achieved by the fact that an n-bit code multiplexer, an n-bit memory cell, an m-bit binary adder (m> n), and a square-wave generator, as a result of which provides random jitter with a high frequency, are additionally introduced into the AFAR transceiver module "phases of individual AFAR modules for decorrelation of the frequency distribution of phase errors.

На чертеже представлена схема предлагаемого приемопередающего модуля АФАР. The drawing shows a diagram of the proposed transceiver module AFAR.

Предлагаемый приемопередающий модуль 1 содержит n-разрядный дискретный фазовращатель 2, включенный в высокочастотный тракт 3, мультиплексор n-разрядных кодов 4, генератор прямоугольных импульсов 5, n-разрядная ячейка памяти 6, m-разрядный двоичный сумматор 7, блок управления 8 дискретным фазовращателем. The proposed transceiver module 1 contains an n-bit discrete phase shifter 2 included in the high-frequency path 3, an n-bit code multiplexer 4, a square-wave pulse generator 5, an n-bit memory cell 6, an m-bit binary adder 7, and a control unit 8 of a discrete phase shifter.

Алгоритм функционирования предлагаемого устройства определяется следующим выражением:

Figure 00000002

где
Φ n x,y - результирующий n-разрядный выходной код управления дискретным фазовращателем модуля с координатами X, Y в апертуре АФАР;
φ n x,y - n-разрядный выходной код управления дискретным фазовращателем модуля с координатами X, Y в апертуре АФАР;
{v}τ - оператор динамического "ИЛИ" со скоростью переключения t;
φ m x,y - m-разрядный выходной код управления дискретным фазовращателем модуля с координатами X, Y в апертуре АФАР, при этом m>n;
φ m 0 - m-разрядная фазовая константа округления;
Figure 00000003
оператор n-разрядного выходного кода.The functioning algorithm of the proposed device is determined by the following expression:
Figure 00000002

Where
Φ n x, y - the resulting n-bit output control code of the discrete module phase shifter with coordinates X, Y in the AFAR aperture;
φ n x, y - n-bit output control code for a discrete module phase shifter with coordinates X, Y in the AFAR aperture;
{v} τ - dynamic "OR" operator with switching speed t;
φ m x, y - m-bit output control code of the discrete phase shifter of the module with coordinates X, Y in the aperture of the AFAR, with m>n;
φ m 0 - m-bit phase constant of rounding;
Figure 00000003
n-bit output code operator.

В результате работы оператора {v}τ в различные моменты времени справедливо выражение
Φ n x,y = φ n x,y при τ = t;

Figure 00000004

Рассмотрим два примера:
1. Пусть φ m x,y = 0011; φ n x,y = 001; φ m 0 = 0001,
тогда
Figure 00000005

Φx,y= 001{v}τ010.
2. Пусть φ m x,y = 0010; φ n x,y = 001; φ m 0 = 0001,
тогда
Figure 00000006

Φx,y= 001{v}τ001.
Таким образом, код управления дискретным фазовращателем, в первом примере, будет переключаться мультиплексором из одного значения 001 в другое 010.As a result of the operation of the operator {v} τ at various times, the expression
Φ n x, y = φ n x, y at τ = t;
Figure 00000004

Let's look at two examples:
1. Let φ m x, y = 0011; φ n x, y = 001; φ m 0 = 0001,
then
Figure 00000005

Φ x, y = 001 {v} τ 010.
2. Let φ m x, y = 0010; φ n x, y = 001; φ m 0 = 0001,
then
Figure 00000006

Φ x, y = 001 {v} τ 001.
Thus, the control code of the discrete phase shifter, in the first example, will be switched by the multiplexer from one value 001 to another 010.

В другом примере код управления останется неизменным 001. In another example, the control code will remain unchanged 001.

Частота переключения может быть достаточно высокой, и в основном, ограничивается быстродействием дискретного фазовращателя 2. The switching frequency can be quite high, and mainly limited by the speed of the discrete phase shifter 2.

Таким образом, фазовое состояние некоторых модулей АФАР будет с большой частотой переключаться из одного состояния в другое. Thus, the phase state of some AFAR modules will switch from one state to another with a high frequency.

Такое автономное "дрожание" фазы отдельных приемопередающих модулей АФАР, в пределах константы округления при неизменном направлении ДН, позволяет осуществить с высокой эффективностью временной метод декорреляции периодичности распределения ошибок квантования фазы в раскрыве АФАР. Such an autonomous “jitter” of the phase of individual transceiver modules of the AFAR, within the rounding constant with a constant direction of the beam, allows the high-efficiency time method of decorrelation of the frequency distribution of the errors of quantization of the phase in the AFAR aperture to be implemented.

Высокая эффективность использования временного способа декорреляции в предлагаемом устройство обусловлена тремя факторами:
- высокой частотой переключения фазовых состояний (мегагерцы);
- независимой, автономной работой генераторов импульсов 5 в отдельных модулях АФАР, что создает дополнительный элемент случайности декорреляции;
- отличное друг от друга значение частоты генераторов 5, еще больше усиливает элемент случайности.
The high efficiency of using the temporary decorrelation method in the proposed device is due to three factors:
- high frequency switching phase states (megahertz);
- independent, autonomous operation of pulse generators 5 in separate AFAR modules, which creates an additional element of random decorrelation;
- different from each other, the frequency value of the generators 5, further enhances the element of randomness.

Предлагаемое устройство может быть реализовано на дискретных элементах, на больших интегральных схемах или посредством контролеров. The proposed device can be implemented on discrete elements, on large integrated circuits or through controllers.

Источники информации
1. Патент США N 3387301, НКИ 343-100.
Sources of information
1. US patent N 3387301, NKI 343-100.

2. В. И. Самойленко, Ю.А. Шишов Управление фазированными антенными решетками. - М.: Радио и связь, 1983, с. 142. 2. V.I. Samoilenko, Yu.A. Shishov Management of phased array antennas. - M.: Radio and Communications, 1983, p. 142.

3. Патент Японии N 61-117902, кл. H 01 Q 3/34. 3. Japan Patent N 61-117902, cl. H 01 Q 3/34.

Claims (1)

Приемопередающий модуль АФАР, содержащий n-разрядный дискретный фазовращатель, включенный в высокочастотный тракт модуля, блок управления дискретным фазовращателем, вход которого является входом модуля для подачи команд управления, отличающийся тем, что модуль дополнительно содержит мультиплексор n-разрядных кодов, n-разрядную ячейку памяти, m-разрядный двоичный сумматор (m > n), генератор прямоугольных импульсов, соединенный своим выходом с управляющим входом мультиплексора n-разрядных кодов, при этом n выходов мультиплексора n-разрядных кодов соответственно соединены с управляющими входами n-разрядного дискретного фазовращателя, одни n входов мультиплексора n-разрядных кодов соединены с n выходами n-разрядной ячейки памяти, n информационных входов которой соединены с n старшими разрядами m-разрядного двоичного сумматора, одни m входов которого соединены с первыми выходами блока управления дискретным фазовращателем, снабженным кодом фазовой константы, другие m входов m-разрядного двоичного сумматора соединены с вторыми m выходами блока управления дискретным фазовращателем, из которых n выходов, соответствующих старшим разрядам кода, соответственно соединены с вторыми n входами мультиплексора n-разрядных кодов. AFAR transceiver module containing an n-bit discrete phase shifter included in the high-frequency path of the module, a discrete phase shifter control unit, the input of which is an input of the module for issuing control commands, characterized in that the module further comprises an n-bit code multiplexer, an n-bit memory cell , m-bit binary adder (m> n), a square-wave generator connected by its output to the control input of the n-bit code multiplexer, with n outputs of the n-bit multiplexer codes are respectively connected to the control inputs of an n-bit discrete phase shifter, one n inputs of the n-bit code multiplexer are connected to n outputs of an n-bit memory cell, n information inputs of which are connected to n high-order bits of an m-bit binary adder, one m of which inputs are connected with the first outputs of the discrete phase shifter control unit equipped with a phase constant code, the other m inputs of the m-bit binary adder are connected to the second m outputs of the discrete phase shifter control unit m, of which n outputs corresponding to the higher bits of the code are respectively connected to the second n inputs of the multiplexer of n-bit codes.
RU96118382A 1996-09-17 1996-09-17 Receiving-transmitting unit of phased antenna array RU2124807C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96118382A RU2124807C1 (en) 1996-09-17 1996-09-17 Receiving-transmitting unit of phased antenna array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96118382A RU2124807C1 (en) 1996-09-17 1996-09-17 Receiving-transmitting unit of phased antenna array

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96118382A RU96118382A (en) 1998-11-20
RU2124807C1 true RU2124807C1 (en) 1999-01-10

Family

ID=20185456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96118382A RU2124807C1 (en) 1996-09-17 1996-09-17 Receiving-transmitting unit of phased antenna array

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2124807C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Самойленко В.И., Шишов Ю.А. Управление фазированными антенными решетками. - М.: Радио и связь, 1983, с.142. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4823295A (en) High speed signal processor
Garrod Digital modules for phased array radar
US6614813B1 (en) Multiplexed chirp waveform synthesizer
US6897806B2 (en) Method and device for scanning a phased array antenna
EP0752736B1 (en) A method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication
EP1266427B1 (en) Digital phased array architecture and associated method
CN113782971A (en) Phased array antenna beam control method, system and storage medium
US11677538B2 (en) Chip to chip time synchronization
US6795487B1 (en) Receiver
RU2124807C1 (en) Receiving-transmitting unit of phased antenna array
Rader et al. MUSE-a systolic array for adaptive nulling with 64 degrees of freedom, using Givens transformations and wafer scale integration.
EP0137562A2 (en) Phase-shift control for a phased array antenna
JP2004201005A (en) General-purpose prn code generation circuit and general-purpose receiver for positioning
KR20010041186A (en) Digital correlator
CN112596030B (en) Wave control method and system based on X-band unmanned aerial vehicle SAR
KR100517954B1 (en) Method for Precision Phase Control of Phased Array Antenna
US5761100A (en) Period generator for semiconductor testing apparatus
US3478358A (en) Electronic scanning antennas
US3482245A (en) Electronic scanning antennae
GB2398428A (en) Partitioning process for antenna or sensor arrays
RU2134430C1 (en) Two-plane direction finder
US6839572B2 (en) Control device for a subsystem in a base station for mobile telephony
US4857937A (en) Data element position indication
Torres et al. The envisat ASAR instrument verification and characterisation
US20230324763A1 (en) Optical phased array electronic beamforming control