RU224912U1 - Common mode tracking antenna array - Google Patents
Common mode tracking antenna array Download PDFInfo
- Publication number
- RU224912U1 RU224912U1 RU2023135698U RU2023135698U RU224912U1 RU 224912 U1 RU224912 U1 RU 224912U1 RU 2023135698 U RU2023135698 U RU 2023135698U RU 2023135698 U RU2023135698 U RU 2023135698U RU 224912 U1 RU224912 U1 RU 224912U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- output
- antenna
- radiation pattern
- input
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229920003295 Radel® Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000012407 engineering method Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель (фиг.1) содержит восемь одинаковых антенных элементов – резонаторов (1…8), которые расположены равномерно по кругу диаметром, равным половине длины волны принимаемого сигнала λ/2, и выходы которых соединены со входами соответствующих электронно-регулируемых элементов задержки (9…16), соответственно. Входы элементов задержки соединены с соответствующими антенными элементами так, что сигналы с первого до восьмого антенного элемента задерживаются на время τi = (T/4)(1+sin([π/2 – πi/4]+φ)), где i = 1,2…8 – номер антенного элемента системы, Т – период волны принимаемого сигнала, φ – направление максимума регулируемой диаграммы направленности синфазной антенны. Выходы регулируемых элементов задержки (9…16) соединены со входами синфазного сумматора (17), выходной сигнал которого является выходным сигналом синфазной антенны. Выход синфазного сумматора (17) соединен с входом амплитудного детектора (18), выход которого подключен к входу дифференциатора (19). Выход дифференциатора (19) соединен с входом формирователя импульса (20), а выход формирователя импульса – с входом триггера переключения направления регулировки угла φ (21), выходной сигнал которого подается на электронно-регулируемые элементы задержки (9…16). The utility model (Fig. 1) contains eight identical antenna elements - resonators (1...8), which are located evenly in a circle with a diameter equal to half the wavelength of the received signal λ/2, and the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding electronically adjustable delay elements ( 9…16), respectively. The inputs of the delay elements are connected to the corresponding antenna elements so that the signals from the first to the eighth antenna elements are delayed for a time τ i = (T/4)(1+sin([π/2 – πi/4]+φ)), where i = 1.2...8 – number of the antenna element of the system, T – wave period of the received signal, φ – direction of the maximum of the adjustable radiation pattern of the common-mode antenna. The outputs of the adjustable delay elements (9...16) are connected to the inputs of the common-mode adder (17), the output signal of which is the output signal of the common-mode antenna. The output of the common-mode adder (17) is connected to the input of the amplitude detector (18), the output of which is connected to the input of the differentiator (19). The output of the differentiator (19) is connected to the input of the pulse shaper (20), and the output of the pulse shaper is connected to the input of the trigger for switching the direction of angle adjustment φ (21), the output signal of which is supplied to electronically adjustable delay elements (9...16).
Работа устройства полезной модели основана на использовании принципа синфазного сложения в синфазном сумматоре (17) приходящих сигналов с направления главного лепестка диаграммы направленности. Эта синфазность достигается временной задержкой сигналов, принимаемых одинаковыми антенными элементами – резонаторами (1…8), как за счет пространственного распространения фазового фронта волны сигнала из-за конструктивных параметров антенны – расположения антенных элементов – резонаторов равномерно по кругу диаметром, равным половине длины волны принимаемого сигнала λ/2, так и за счет дополнительной задержки в электронно-регулируемых элементах задержки (9…16). Для слежения за поворотом максимума диаграммы направленности в направлении прихода максимального сигнала амплитудный детектор (18) вырабатывает сигнал, пропорциональный амплитуде выходного сигнала антенной решетки. Сигнал с амплитудного детектора (18) поступает на дифференциатор (19), который формирует на выходе сигнал «+» или «–», который соответствует знаку производной уровня сигнала антенной системы. Если сигнал дифференциатора имеет знак «+», то это значит, что главный лепесток диаграммы направленности поворачивается в направлении максимума принимаемого сигнала, если «–», то в направлении его уменьшения. В момент времени после достижения максимума принимаемого сигнала происходит переход знака с «+» на «–», и формирователь импульса (20) формирует сигнал, означающий необходимость переключения направления поворота диаграммы направленности. Этот сигнал поступает на вход триггера переключения направления регулировки угла ϕ (21), который изменяет свой выходной логический уровень на противоположный, разрешая переключение направления. Сигнал триггера поступает на электронно-регулируемые элементы задержки (9…16), тем самым изменяя направление регулировки угла φ и, соответственно, диаграмма направленности антенной системы в непрерывном следящем режиме поворачивается в сторону максимума принимаемого сигнала. На фиг. 2 показаны временные диаграммы работы блоков 18…21 устройства. The operation of the utility model device is based on the use of the principle of in-phase addition in the in-phase adder (17) of incoming signals from the direction of the main lobe of the radiation pattern. This in-phase behavior is achieved by a time delay of signals received by identical antenna elements - resonators (1...8), both due to the spatial propagation of the phase front of the signal wave due to the design parameters of the antenna - the location of the antenna elements - resonators evenly in a circle with a diameter equal to half the wavelength of the received signal λ/2, and due to additional delay in electronically controlled delay elements (9…16). To monitor the rotation of the maximum of the radiation pattern in the direction of arrival of the maximum signal, the amplitude detector (18) produces a signal proportional to the amplitude of the output signal of the antenna array. The signal from the amplitude detector (18) is fed to the differentiator (19), which generates a “+” or “–” signal at the output, which corresponds to the sign of the derivative of the signal level of the antenna system. If the differentiator signal has a “+” sign, then this means that the main lobe of the radiation pattern is rotated in the direction of the maximum of the received signal, if “–”, then in the direction of its decrease. At the moment after reaching the maximum of the received signal, the sign changes from “+” to “–”, and the pulse shaper (20) generates a signal indicating the need to switch the direction of rotation of the radiation pattern. This signal is supplied to the input of the angle adjustment direction switching trigger ϕ (21), which changes its output logic level to the opposite, allowing direction switching. The trigger signal is supplied to electronically adjustable delay elements (9...16), thereby changing the direction of adjustment of the angle φ and, accordingly, the antenna system radiation pattern in continuous tracking mode turns towards the maximum of the received signal. In fig. Figure 2 shows the timing diagrams of the operation of blocks 18…21 of the device.
Description
Полезная модель относится к антенной технике, в частности к антенным решеткам и системам с радиальной структурой размещения излучающих элементов, и может быть использована в устройствах приема сигналов в каналах связи с многолучевостью.The utility model relates to antenna technology, in particular to antenna arrays and systems with a radial structure for the placement of radiating elements, and can be used in devices for receiving signals in multipath communication channels.
Принимаемый сигнал при распространении в открытой линии связи может быть искажен (зашумлен) помехами – внешними электромагнитными воздействиями, накладывающимися на полезный сигнал и затрудняющими его прием. [Костин М.С., Ярлыков А.Д. Архитектурно-конфигурируемые SDR-технологии радиомониторинга и телеметрии / М.С. Костин, А.Д. Ярлыков. – М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021, стр. 26 ].The received signal, when propagating in an open communication line, can be distorted (noisy) by interference - external electromagnetic influences that superimpose on the useful signal and make it difficult to receive. [ Kostin M.S., Yarlykov A.D. Architecturally configurable SDR technologies for radio monitoring and telemetry / M.S. Kostin, A.D. Yarlykov. – M.; Vologda: Infra-Engineering, 2021, p. 26 ].
Как известно, в многолучевом канале связи на входе приемника наряду с флуктуационными присутствуют ретранслированные помехи – копии полезного сигнала, углометрически рассеянные неоднородностями среды распространения радиоволн относительно основного направления формирования канала, и имеющие случайную временную задержку, амплитуду и фазу. При их наличии помехоустойчивость приема полезного сигнала существенно снижается. [Электронный ресурс: https://sciencejournals.ru/cgi/getPDF.pl?jid=radel&year=2020&vol=65&iss=8&file=RadEl2007007Kulikov.pdf]. As is known, in a multi-beam communication channel at the receiver input, along with fluctuations, there is relayed interference - copies of the useful signal, angularly scattered by inhomogeneities in the radio wave propagation medium relative to the main direction of channel formation, and having a random time delay, amplitude and phase. If they are present, the noise immunity of receiving a useful signal is significantly reduced. [ Electronic resource: https://sciencejournals.ru/cgi/getPDF.pl?jid=radel&year=2020&vol=65&iss=8&file=RadEl2007007Kulikov.pdf].
Эффективным способом борьбы с многолучевостью в каналах связи является использование узконаправленных апертурных антенн или антенных систем, позволяющих осуществлять пространственную фильтрацию (когерентность) принимаемых сигналов. При этом диаграмма направленности таких антенн формируется конструктивно, либо радиотехническими методами обработки принимаемых сигналов.An effective way to combat multipath in communication channels is to use narrowly directed aperture antennas or antenna systems that allow spatial filtering (coherence) of received signals. In this case, the radiation pattern of such antennas is formed constructively or by radio engineering methods of processing received signals.
Так, направленные синфазные антенные решетки представляют собой многоэлементную направленную антенную систему, состоящую из эквидистантной комбинации независимых антенн, разнесенных в пространстве и подключенных таким образом, чтобы фазы подводимых к ним сигналов были одинаковыми. При этом схема многоэлементного антенно-фидерного питания системы должна быть составлена так, чтобы не нарушалась синфазность сигналов, поступающих от каждой антенны в приемник. Thus, directional common-mode antenna arrays are a multi-element directional antenna system consisting of an equidistant combination of independent antennas, spaced apart in space and connected in such a way that the phases of the signals supplied to them are the same. In this case, the multi-element antenna-feeder power supply circuit of the system must be designed so that the in-phase of the signals arriving from each antenna to the receiver is not disrupted.
Объединение в синфазную решетку независимых антенн позволяет достигнуть увеличения мощности сигнала на выходе антенной системы, сужению диаграммы направленности и, как результат, – увеличению коэффициента усиления по сравнению с коэффициентом усиления каждой одиночной антенны. [М.С. Костин, А.Д. Ярлыков. Электродинамика, радиоволновые процессы и технологии / М.С. Костин, А.Д. Ярлыков. – М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2021, стр. 223].Combining independent antennas into an in-phase array makes it possible to achieve an increase in the signal power at the output of the antenna system, a narrowing of the radiation pattern and, as a result, an increase in the gain compared to the gain of each single antenna. [ M.S. Kostin, A.D. Yarlykov . Electrodynamics, radio wave processes and technologies / M.S. Kostin, A.D. Yarlykov. – M.; Vologda: Infra-Engineering, 2021, p. 223 ].
При этом следует учитывать, что характер распространения электромагнитных волн в точках приема может оказаться неустойчивым, например, при движении объектов бортовых средств связи. В таком случае необходимо осуществлять автоматическую регулировку положения главного лепестка диаграммы направленности антенной решетки, обеспечивая прием максимального уровня сигнала.It should be taken into account that the nature of the propagation of electromagnetic waves at reception points may turn out to be unstable, for example, when objects on board communication equipment move. In this case, it is necessary to automatically adjust the position of the main lobe of the antenna array's radiation pattern, ensuring reception of the maximum signal level.
Из области техники известны направленные синфазные антенны [Чернышов В.П. Антенно-фидерные устройства радиосвязи и радиовещания. – М.: Связь, 1978, стр. 194-195, рис. 8.7]. В них синфазные решетки составлены из симметричных диполей (резонаторов) – элементов синфазной системы, расположенных в линейные массивы с расстоянием между ними равным половине длины волны принимаемого сигнала. Также из СВЧ-техники известны антенные решетки настроенного типа [Марков Г.Т., Сазонов Д.М. Антенны. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1975, стр. 498-500 рис. 15-8, 15-10, 15-11]. Основные схемы известных настроенных антенн состоят из рядов полуволновых диполей с расстоянием между ними, равным половине длины волны принимаемого сигнала. Кроме того, известна многоэлементная антенна для приема цифровых данных в многолучевом гидроакустическом канале связи [патент RU 2597687 C1, опубл. 20.09.2016] – антенна выполнена из отдельных приемных элементов в виде тонкостенных пьезокерамических колец, разделенных по вертикали рупорами конической формы. Объединяющим недостатком приведенных решений синфазного построения антенн является невозможность автоматической электронной регулировки диаграммы направленности.Directional common-mode antennas are known from the technical field [ Chernyshov V.P. Antenna-feeder devices for radio communication and radio broadcasting. – M.: Communication, 1978, pp. 194-195, fig. 8.7 ]. In them, in-phase arrays are composed of symmetrical dipoles (resonators) - elements of the in-phase system, arranged in linear arrays with a distance between them equal to half the wavelength of the received signal. Tuned antenna arrays are also known from microwave technology [ Markov G.T., Sazonov D.M. Antennas. 2nd ed., revised. and additional – M.: Energy, 1975, pp. 498-500 fig. 15-8, 15-10, 15-11 ]. The basic circuits of known tuned antennas consist of rows of half-wave dipoles with a distance between them equal to half the wavelength of the received signal. In addition, a multi-element antenna is known for receiving digital data in a multi-beam hydroacoustic communication channel [ patent RU 2597687 C1, publ. 09.20.2016 ] – the antenna is made of individual receiving elements in the form of thin-walled piezoceramic rings, separated vertically by conical horns. The common disadvantage of the above solutions for in-phase antenna construction is the impossibility of automatic electronic adjustment of the radiation pattern.
Наиболее близким аналогом (прототипом предлагаемой полезной модели) является синфазная антенная решетка с электронно-регулируемой диаграммой направленности, содержащая восемь антенных элементов – резонаторов, равномерно расположенных по кругу диаметром, равным половине длины волны принимаемого сигнала λ/2, каждый из которых соединен с регулируемым элементом задержки, а выходы элементов задержки соединены с входами синфазного сумматора, выход которого является выходным сигналом синфазной антенны. Особенностью прототипа является то, что элементы задержки являются электронно-регулируемыми и позволяют в статическом режиме управлять диаграммой направленности антенной решетки по заданным настройкам [патент RU 217728 U1, опубл. 14.04.2023]. Недостатком прототипа данной антенной системы является невозможность автоматической следящей электронной регулировки диаграммы направленности, обеспечивающей прием максимального по уровню сигнала. The closest analogue (prototype of the proposed utility model) is an in-phase antenna array with an electronically adjustable radiation pattern, containing eight antenna elements - resonators, evenly spaced in a circle with a diameter equal to half the wavelength of the received signal λ/2, each of which is connected to an adjustable element delay, and the outputs of the delay elements are connected to the inputs of the common-mode adder, the output of which is the output signal of the common-mode antenna. A feature of the prototype is that the delay elements are electronically adjustable and allow static control of the antenna array radiation pattern according to specified settings [ patent RU 217728 U1, publ. 04/14/2023 ]. The disadvantage of the prototype of this antenna system is the impossibility of automatic tracking electronic adjustment of the radiation pattern, ensuring reception of the maximum signal level.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение возможности автоматического следящего электронного управления диаграммой направленности при сохранении синфазности антенной системы.The technical problem to be solved by the proposed utility model is to provide the possibility of automatic tracking electronic control of the radiation pattern while maintaining the in-phase behavior of the antenna system.
Технический результат, который достигается в предлагаемой полезной модели, заключается в автоматической следящей электронной регулировке диаграммы направленности синфазной антенной системы, в результате чего обеспечивается прием максимального по уровню сигнала и становится возможной пространственная (когерентная) фильтрация ретранслированных помех и снижение влияния эффекта многолучевости канала связи. The technical result that is achieved in the proposed utility model is the automatic tracking electronic adjustment of the radiation pattern of a common-mode antenna system, which ensures reception of the maximum signal level and makes spatial (coherent) filtering of relayed interference and reducing the influence of the multipath effect of the communication channel possible.
Технический результат реализации заявляемой полезной модели достигается тем, что следящая синфазная антенная решетка включает восемь одинаковых антенных элементов – резонаторов, равномерно расположенных (с угловым шагом π/4) по кругу диаметром, равным половине длины волны принимаемого сигнала λ/2; с первого по восьмой электронно-регулируемые элементы задержки, входы которых соединены с соответствующим антенным элементом так, что сигналы с первого до восьмого антенного элемента задерживаются на время τ i = (T/4)(1+sin([π/2 – πi/4]+ϕ)), где i = 1,2,…8 – номер антенного элемента системы, Т – период волны принимаемого сигнала, ϕ – угол направления максимума регулируемой диаграммы направленности синфазной антенны, а выходы соединены с входами синфазного сумматора, выход которого является выходом синфазной антенны и соединен с входом амплитудного детектора, служащего для определения максимума сигнала на выходе антенной решетки; выход амплитудного детектора соединен с входом дифференциатора для формирования следящего сигнала «+» или «–», который показывает, растет уровень сигнала, принимаемого антенной решеткой или уменьшается, соответственно; выход дифференциатора соединен с входом формирователя импульса, формируемого в момент перехода сигнала дифференциатора с «+» на «–»; выход формирователя импульса соединен с входом триггера переключения направления регулировки угла ϕ, выходной сигнал которого управляет электронно-регулируемыми элементами задержки, изменяя значения τ i и автоматически поворачивая диаграмму направленности антенной решетки в сторону максимума принимаемого сигнала.The technical result of the implementation of the claimed utility model is achieved by the fact that the in-phase tracking antenna array includes eight identical antenna elements - resonators, evenly spaced (with an angular step of π/4) in a circle with a diameter equal to half the wavelength of the received signal λ/2; from the first to the eighth electronically adjustable delay elements, the inputs of which are connected to the corresponding antenna element so that the signals from the first to the eighth antenna element are delayed for a time τ i = ( T /4)(1+sin([π/2 – π i /4]+ϕ)), where i = 1,2,...8 is the number of the antenna element of the system, T is the wave period of the received signal, ϕ is the direction angle of the maximum of the adjustable radiation pattern of the common-mode antenna, and the outputs are connected to the inputs of the common-mode adder, output which is the output of the common-mode antenna and is connected to the input of the amplitude detector, which serves to determine the maximum signal at the output of the antenna array; the output of the amplitude detector is connected to the input of the differentiator to generate a tracking signal “+” or “–”, which indicates whether the signal level received by the antenna array is increasing or decreasing, respectively; the differentiator output is connected to the input of the pulse shaper, which is generated at the moment the differentiator signal transitions from “+” to “–”; The output of the pulse shaper is connected to the input of a trigger for switching the direction of angle adjustment ϕ, the output signal of which controls the electronically adjustable delay elements, changing the values of τ i and automatically rotating the antenna array radiation pattern towards the maximum of the received signal.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами:The essence of the utility model is illustrated by the following drawings:
на фиг. 1 представлена структурная схема заявляемой следящей синфазной антенной решетки;in fig. 1 shows a block diagram of the proposed common-mode tracking antenna array;
Чертеж на фиг. 1 содержит следующие позиции:Drawing in FIG. 1 contains the following items:
(1…8) – с первого по восьмой одинаковые антенные элементы – резонаторы, равномерно расположенные по кругу; (9…16) – с первого по восьмой электронно-регулируемые элементы задержки соответствующих антенных элементов на время τ i = (T/4)(1+sin([π/2 – πi/4]+ϕ)), где i = 1,2,…8; (17) – синфазный сумматор, (18) – амплитудный детектор, (19) – дифференциатор, (20) – формирователь импульса, (21) – триггер переключения направления регулировки угла ϕ.( 1...8 ) - from the first to the eighth identical antenna elements - resonators, evenly spaced in a circle; ( 9…16 ) – from the first to the eighth electronically adjustable delay elements of the corresponding antenna elements for a time τ i = ( T /4)(1+sin([π/2 – π i /4]+ϕ)), where i = 1.2,…8; ( 17 ) – common-mode adder, ( 18 ) – amplitude detector, ( 19 ) – differentiator, ( 20 ) – pulse shaper, ( 21 ) – trigger for switching the direction of angle adjustment ϕ.
Следящая синфазная антенная решетка (фиг.1) содержит восемь одинаковых антенных элементов – резонаторов (1…8), которые расположены равномерно по кругу диаметром, равным половине длины волны принимаемого сигнала λ/2, и выходы которых соединены со входами соответствующих электронно-регулируемых элементов задержки (9…16), соответственно. Входы элементов задержки соединены с соответствующими антенными элементами так, что сигналы с первого до восьмого антенного элемента задерживаются на время τ i = (T/4)(1+sin([π/2 – πi/4]+φ)), где i = 1,2…8 – номер антенного элемента системы, Т – период волны принимаемого сигнала, ϕ – направление максимума регулируемой диаграммы направленности синфазной антенны. Выходы регулируемых элементов задержки (9…16) соединены со входами синфазного сумматора (17), выходной сигнал которого является выходным сигналом синфазной антенны. Выход синфазного сумматора (17) соединен с входом амплитудного детектора (18), выход которого подключен к входу дифференциатора (19). Выход дифференциатора (19) соединен с входом формирователя импульса (20), а выход формирователя импульса – с входом триггера переключения направления регулировки угла ϕ (21), выходной сигнал которого подается на электронно-регулируемые элементы задержки (9…16). The common-mode tracking antenna array (Fig. 1) contains eight identical antenna elements - resonators (1…8), which are located evenly in a circle with a diameter equal to half the wavelength of the received signal λ/2, and the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding electronically controlled delay elements (9…16), respectively. The inputs of the delay elements are connected to the corresponding antenna elements so that the signals from the first to the eighth antenna elements are delayed by a time τ i = (T/4)(1+sin([π/2 – πi/4]+φ)), wherei = 1.2…8 – number of the system antenna element,T is the wave period of the received signal, ϕ is the direction of the maximum of the adjustable radiation pattern of the common-mode antenna. Outputs of adjustable delay elements (9…16) connected to the inputs of the common mode adder (17), the output signal of which is the output signal of a common mode antenna. Common mode combiner output (17) connected to the input of the amplitude detector (18), the output of which is connected to the differentiator input (19). Differentiator output (19) connected to the input of the pulse shaper (20), and the output of the pulse shaper is with the input of the trigger for switching the direction of angle adjustment ϕ (21), the output signal of which is fed to electronically adjustable delay elements (9…16).
Работа устройства полезной модели основана на использовании принципа синфазного сложения в синфазном сумматоре (17) приходящих сигналов с направления главного лепестка диаграммы направленности. Эта синфазность достигается временной задержкой сигналов, принимаемых одинаковыми антенными элементами – резонаторами (1…8), как за счет пространственного распространения фазового фронта волны сигнала из-за конструктивных параметров антенны – расположения антенных элементов – резонаторов равномерно по кругу диаметром, равным половине длины волны принимаемого сигнала λ/2, так и за счет дополнительной задержки в электронно-регулируемых элементах задержки (9…16). Для слежения за поворотом максимума диаграммы направленности в направлении прихода максимального сигнала амплитудный детектор (18) вырабатывает сигнал, пропорциональный амплитуде выходного сигнала антенной решетки. Сигнал с амплитудного детектора (18) поступает на дифференциатор (19), который формирует на выходе сигнал «+» или «–», который соответствует знаку производной уровня сигнала антенной системы. Если сигнал дифференциатора имеет знак «+», то это значит, что главный лепесток диаграммы направленности поворачивается в направлении максимума принимаемого сигнала, если «–», то в направлении его уменьшения. В момент времени после достижения максимума принимаемого сигнала происходит переход знака с «+» на «–», и формирователь импульса (20) формирует сигнал, означающий необходимость переключения направления поворота диаграммы направленности. Этот сигнал поступает на вход триггера переключения направления регулировки угла ϕ (21), который изменяет свой выходной логический уровень на противоположный, разрешая переключение направления. Сигнал триггера поступает на электронно-регулируемые элементы задержки (9…16), тем самым изменяя направление регулировки угла φ и, соответственно, диаграмма направленности антенной системы в непрерывном следящем режиме поворачивается в сторону максимума принимаемого сигнала. На фиг. 2 показаны временные диаграммы работы блоков 18…21 устройства.The operation of the utility model device is based on the use of the principle of in-phase addition in the in-phase adder ( 17 ) of incoming signals from the direction of the main lobe of the radiation pattern. This in-phase is achieved by a time delay of signals received by identical antenna elements - resonators ( 1...8 ), both due to the spatial propagation of the phase front of the signal wave due to the design parameters of the antenna - the location of the antenna elements - resonators evenly in a circle with a diameter equal to half the wavelength of the received signal λ/2, and due to additional delay in electronically controlled delay elements ( 9…16 ). To monitor the rotation of the maximum of the radiation pattern in the direction of arrival of the maximum signal, the amplitude detector ( 18 ) produces a signal proportional to the amplitude of the output signal of the antenna array. The signal from the amplitude detector ( 18 ) is fed to the differentiator ( 19 ), which generates a “+” or “–” signal at the output, which corresponds to the sign of the derivative of the signal level of the antenna system. If the differentiator signal has a “+” sign, then this means that the main lobe of the radiation pattern is rotated in the direction of the maximum of the received signal, if “–”, then in the direction of its decrease. At the moment of time after reaching the maximum of the received signal, the sign changes from “+” to “–”, and the pulse shaper ( 20 ) generates a signal indicating the need to switch the direction of rotation of the radiation pattern. This signal is fed to the input of the angle adjustment direction switching trigger ϕ ( 21 ), which changes its output logic level to the opposite, allowing direction switching. The trigger signal is supplied to electronically adjustable delay elements ( 9...16 ), thereby changing the direction of adjustment of the angle φ and, accordingly, the antenna system radiation pattern in continuous tracking mode rotates towards the maximum of the received signal. In fig. Figure 2 shows the timing diagrams of the operation of blocks 18…21 of the device.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU224912U1 true RU224912U1 (en) | 2024-04-08 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3025522A (en) * | 1958-04-29 | 1962-03-13 | Int Standard Electric Corp | Doppler-type direction-finder |
| KR101027238B1 (en) * | 2007-01-02 | 2011-04-06 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | Phase shifting and combining architecture for phased arrays |
| US8203483B2 (en) * | 2008-03-13 | 2012-06-19 | Cubic Corporation | Digital beamforming antenna and datalink array |
| RU2597687C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт" (ФГБУ "ААНИИ") | Multielement hydroacoustic antenna |
| RU217728U1 (en) * | 2023-02-07 | 2023-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА Российский технологический университет" | In-phase antenna array with electronically adjustable radiation pattern |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3025522A (en) * | 1958-04-29 | 1962-03-13 | Int Standard Electric Corp | Doppler-type direction-finder |
| KR101027238B1 (en) * | 2007-01-02 | 2011-04-06 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | Phase shifting and combining architecture for phased arrays |
| US8203483B2 (en) * | 2008-03-13 | 2012-06-19 | Cubic Corporation | Digital beamforming antenna and datalink array |
| RU2597687C1 (en) * | 2015-07-21 | 2016-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт" (ФГБУ "ААНИИ") | Multielement hydroacoustic antenna |
| RU217728U1 (en) * | 2023-02-07 | 2023-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА Российский технологический университет" | In-phase antenna array with electronically adjustable radiation pattern |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2020505808A5 (en) | ||
| Kulas | RSS-based DoA estimation using ESPAR antennas and interpolated radiation patterns | |
| US8520784B1 (en) | Coherent beam combining of independently faded signals | |
| EP3721562B1 (en) | Transmitter, receiver and method for transmitting analog signal | |
| EP3381133A1 (en) | Antenna system configuration | |
| CN107994355B (en) | Array antenna for inhibiting vortex electromagnetic wave energy divergence angle and using method thereof | |
| US5325101A (en) | Cylindrical phased array antenna system to prodce wide open coverage of a wide angular sector with high directive gain and wide frequency bandwidth | |
| RU224912U1 (en) | Common mode tracking antenna array | |
| EP3522300B1 (en) | Axisymmetric thinned digital beamforming array for reduced power consumption | |
| RU217728U1 (en) | In-phase antenna array with electronically adjustable radiation pattern | |
| CN112134604A (en) | Method for searching for signal using phased array antenna and phased array antenna system | |
| KR101498615B1 (en) | Apparatus and method for estimating direction of relaying radio signal | |
| Apostolov et al. | Efficient three-element binomial array antenna | |
| Ali et al. | Variable diagonal loading based robust concentric hexagonal antenna array with low side lobe level using tapering windows | |
| Nechaev et al. | The Research of the Digital Beamforming Algorithm for Optimal Noise Reduction in a Cylindrical Antenna Array with Directive Radiators | |
| Oluwole et al. | Analysis of smart antenna with improved signal quality and spatial processing | |
| Rahaman et al. | Linearly-arranged Concentric Circular Antenna Array Beamformer Using Tapering Technique | |
| de Vaate et al. | Regular sparse arrays: The impact of grating lobes on radio astronomical observations | |
| Buchanan et al. | Near-field receive beamforming analysis using circularly distributed random arrays | |
| Anwar et al. | Direction of arrival in smart antenna using different types of uniform array configuration | |
| Widrow | A review of adaptive antennas | |
| RU2764000C1 (en) | Method for forming a directional diagram | |
| Ren et al. | Investigation on grating lobe suppression of uniform antenna array | |
| WO2003003514A1 (en) | Hyper-scanning digital beam former | |
| CN107210524A (en) | The reduction gain of antenna beam pattern |