RU2517363C2 - Airborne antenna feeder system - Google Patents

Airborne antenna feeder system Download PDF

Info

Publication number
RU2517363C2
RU2517363C2 RU2012118931/08A RU2012118931A RU2517363C2 RU 2517363 C2 RU2517363 C2 RU 2517363C2 RU 2012118931/08 A RU2012118931/08 A RU 2012118931/08A RU 2012118931 A RU2012118931 A RU 2012118931A RU 2517363 C2 RU2517363 C2 RU 2517363C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radio
antennas
antennae
antenna
aircraft
Prior art date
Application number
RU2012118931/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012118931A (en
Inventor
Виктор Михайлович Король
Марк Ильич Ривкин
Юрий Григорьевич Шатраков
Виктор Иванович Комаров
Александр Николаевич Морозов
Николай Борисович Налобин
Михаил Евгеньевич Чупров
Сергей Александрович Плоткин
Евгений Семенович Кузьминых
Сергей Викторович Кузьмин
Андрей Александрович Анисимов
Маргарита Владимировна Мишенькина
Артём Юрьевич Шатраков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (ОАО "ВНИИРА")
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 Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (ОАО "ВНИИРА") filed Critical Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (ОАО "ВНИИРА")
Priority to RU2012118931/08A priority Critical patent/RU2517363C2/en
Publication of RU2012118931A publication Critical patent/RU2012118931A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2517363C2 publication Critical patent/RU2517363C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and specifically to antenna equipment, designed to service on-board radio equipment for short-range navigation and landing aircraft in the ultra-high frequency range. The airborne antenna feeder system comprises transceiving antennae with corresponding beam patterns, connected to each other by a feeder system which includes amplifiers, radiofrequency feeders connected to the on-board radio equipment, wherein the transceiving antennae are mounted on the front and rear edges of the left-side and right-side wings of the aircraft and have weakly directional beam patterns that are mirror symmetric relative to the longitudinal plane of symmetry of the aircraft, wherein the antennae are designed to be mounted on an object such that the beam patterns of adjacent antennae in the horizontal plane overlap at a level which provides a stable radio link, wherein the output of each antenna is connected to the radio signal carrier frequency-independent input of the served radio equipment, in which there is a device for selecting and turning on a combination of operating antennae, which facilitates processing of radio signals received by the operating antennae and generation of a resultant received information signal, frequency division of transmission and reception signals, alternate turning on of one or two operating antennae during signal transmission.
EFFECT: providing stable operation of on-board equipment for short-range navigation and landing aircraft with circular scanning of space with horizontal polarisation of operating signal.
3 dwg

Description

Предлагаемая самолетная антенно-фидерная система (АФС) относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и предназначена для обслуживания бортовой радиоаппаратуры ближний навигации и посадки в дециметровом диапазоне волн.The proposed aircraft antenna-feeder system (AFS) relates to the field of radio engineering, in particular to antenna technology, and is intended for servicing on-board radio equipment for near navigation and landing in the decimeter wavelength range.

Необходимость создания предлагаемой АФС обусловлена требованиями: обеспечения кругового обзора пространства при размещении на самолете антенн, работающих с горизонтальной поляризацией поля, обеспечения устойчивой работы на участках перекрытия диаграмм направленности, используемых антенн, то есть в интерференционных зонах, обеспечения устойчивой работы в режиме "Посадка" в условиях отсутствия возможности размещения антенн в носовой части фюзеляжа самолета, необходимости обеспечения работы на широко разнесенные антенны, размещаемые на передних кромках крыльев самолетаThe need to create the proposed AFS is due to the requirements: to provide a circular view of the space when placing antennas working with horizontal polarization of the field on an airplane, to ensure stable operation in areas of overlapping radiation patterns, used antennas, that is, in interference zones, to ensure stable operation in the "Landing" mode in in the absence of the ability to place antennas in the nose of the fuselage of the aircraft, the need to ensure work on widely spaced antennas, on the leading edge of the aircraft wing

Известными аналогами предлагаемого технического решения являются:Well-known analogues of the proposed technical solutions are:

Антенна с круговой диаграммой направленности в азимутальной плоскости RU 2177661 C1, заявл. 08.08.2000 г., содержащая два полоска, выполненных в параллельных плоскостях, ширина первого и второго полоска соответственно изменяется вдоль антенны по квазипериодическому закону. Полоски сдвинуты относительно друг друга вдоль антенны на полпериода. Недостатком данного аналога является то, что при размещении антенны на самолете диаграмма направленности за счет переотражающих частей самолета не обеспечивает круговой обзор пространства.Antenna with a circular pattern in the azimuthal plane of RU 2177661 C1, decl. 08/08/2000, containing two strips made in parallel planes, the width of the first and second strips, respectively, varies along the antenna according to a quasiperiodic law. The strips are shifted relative to each other along the antenna for half a period. The disadvantage of this analogue is that when placing the antenna on an airplane, the radiation pattern due to the re-reflecting parts of the airplane does not provide a circular view of the space.

Многофункциональная структурно-интегрированная ОВЧ/СВЧ антенная система самолета RU 2134002 C1, заявл. 12.08.1997 г., содержащая антенный элемент, электропроводную часть конструкции самолета, выполненную с возможностью функционирования в качестве излучающего и принимающего компонента антенной системы и согласования по полному сопротивлению с приемо-передающим оборудованием, согласующие электронные устройства для подключения антенной системы к приемопередатчику, а также схему возбуждения антенны при передаче сигналов от антенного элемента и электропроводной части конструкции самолета.Multifunctional structurally integrated VHF / UHF antenna system of an aircraft RU 2134002 C1, declared 08/12/1997, containing the antenna element, the conductive part of the aircraft structure, configured to function as a radiating and receiving component of the antenna system and matching the impedance with the transceiver equipment, matching electronic devices for connecting the antenna system to the transceiver, and the antenna excitation circuit when transmitting signals from the antenna element and the conductive part of the aircraft structure.

Особенностью данного аналога является возможность обеспечивать работу радиооборудования в диапазонах высоких и очень высоких частот, недостатком такого технического решения является невозможность обеспечения кругового обзора пространства при использовании электропроводной части конструкции самолета в качестве излучающего элемента в дециметровом диапазоне частот.A feature of this analogue is the ability to ensure the operation of radio equipment in the high and very high frequency ranges, the disadvantage of this technical solution is the inability to provide a circular view of the space when using the electrically conductive part of the aircraft structure as a radiating element in the decimeter frequency range.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому техническому решению является антенно-фидерное устройство космического летательного аппарата (КЛА), RU 2276434 C1, заявл. 20.08.2004, выбранное в качестве прототипа, содержащее размещаемые диаметрально противоположно по внешнему периметру корпуса КЛА антенны, объединенные между собой фидерной системой питания, включающей в себя радиочастотные фидеры и делители мощности, подключаемые к бортовой радиосистеме, при этом каждая из антенн имеет осесимметричную варонкообразную диаграмму направленности, угол раствора которой регламентирован траекторией полета КЛА, направления осевой минимальный величины диаграммы направленности антенн совмещены с центральным направлением сектора углов связи с задействованным наземным измерительным пунктом, а в непосредственной близости от антенн установлены и включены в фидерную систему питания усилители.The closest in technical essence to the proposed technical solution is the antenna-feeder device of a spacecraft (KLA), RU 2276434 C1, stated 08/20/2004, selected as a prototype, containing antennas placed diametrically opposed to the outer perimeter of the KLA enclosure, interconnected by a feeder power system including radio-frequency feeders and power dividers connected to the on-board radio system, each of the antennas having an axisymmetric varono diagram directivity, the opening angle of which is regulated by the flight path of the spacecraft, the axial minimum directions of the antenna radiation pattern are aligned with the central the board of the sector of communication angles with the involved ground measuring station, and in the immediate vicinity of the antennas, amplifiers are installed and included in the feeder power system.

Недостатком прототипа является то, что устойчивая связь с задействованным наземным пунктом регламентирована траекторией полета КЛА, а на участках взаимного перекрытия диаграмм направленности используемых антенн неизбежно существование интерференционной зоны -зоны нулевого приема.The disadvantage of the prototype is that the stable connection with the involved ground station is regulated by the flight path of the spacecraft, and in the areas of mutual overlap of the radiation patterns of the antennas used, the existence of an interference zone — a zone of zero reception — is inevitable.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение устойчивой работы самолетного радиооборудования: при круговом обзоре пространства с горизонтальной поляризацией рабочего сигнала, в том числе на участках взаимного перекрытия диаграмм направленности используемых антенн, и то же в режиме "Посадки" при работе на широкоразнесенные антенны.The objective of the invention is to ensure the stable operation of aircraft radio equipment: with a circular view of the space with horizontal polarization of the working signal, including in areas of mutual overlap of the radiation patterns of the antennas used, and the same in the "Landing" mode when working on wide-spaced antennas.

Указанная задача достигается тем, что приемо-передающие антенны размещаются на передней, задней кромках левого и правого крыла самолета фиг.1. Антенны выполнены, с зеркально симметричными относительно продольной плоскости симметрии самолета, слабонаправленными диаграммами направленности фиг.3. Антенны выполнены с учетом размещения на объекте так, чтобы диаграммы направленности смежных антенн в горизонтальной плоскости фиг.3 имели взаимные перекрытия на уровне, обеспечивающем устойчивую линию радиосвязи. Выход(вход) каждой антенны фиг.2 подключен к независимому по несущей частоте радиосигнала входу(выходу) обслуживаемой радиоаппаратуры, в которой предусмотрено устройство 6, фиг.2. С помощью этого устройства обеспечивается частотное разделение сигналов передачи и приема, выбор и включение комбинации рабочих антенн: «левая передняя, правая задняя», «правая передняя, левая задняя», «левая передняя», «правая передняя» для передачи радиосигнала, благодаря чему обеспечивается безинтерференционное излучение радиосигнала. Принятые рабочими антеннами радиосигналы по независимым от несущей частоты радиосигнала входам поступают для обработки и формирования результирующего информационного приемного радиосигнала в устройстве 6, благодаря чему исключаются зоны интерференции в режиме приема.This problem is achieved by the fact that the transceiver antennas are located on the front, rear edges of the left and right wings of the aircraft of figure 1. Antennas are made, with mirror symmetric relative to the longitudinal plane of symmetry of the aircraft, weakly directional radiation patterns of figure 3. Antennas are made taking into account the placement on the object so that the radiation patterns of adjacent antennas in the horizontal plane of FIG. 3 have mutual overlaps at a level that provides a stable radio link. The output (input) of each antenna of FIG. 2 is connected to the input (output) of the serviced radio equipment, independent of the carrier frequency of the radio signal, in which the device 6 is provided, FIG. 2. This device provides frequency separation of transmission and reception signals, selection and inclusion of a combination of working antennas: “left front, right rear”, “right front, left rear”, “left front”, “right front” for transmitting a radio signal, due to which interference-free radiation of a radio signal is provided. The radio signals received by the working antennas at the inputs independent of the carrier frequency of the radio signal are received for processing and generating the resulting informational receiving radio signal in the device 6, thereby eliminating interference zones in the receiving mode.

Техническим результатом, который получается при использовании предлагаемого технического решения, является создание АФС для большого самолета, на котором отсутствует возможность размещения антенн в носовой части, но обеспечивается устойчивая работа бортовой радиоаппаратуры ближней навигации и посадки на широкоразнесенные антенны.The technical result that is obtained by using the proposed technical solution is the creation of AFS for a large aircraft, on which there is no possibility of placing antennas in the bow, but the stable operation of on-board short-range navigation equipment and landing on wide-spread antennas is ensured.

Для иллюстрации изложенного выше и пояснения работы предлагаемого технического решения приведены следующие фигуры:To illustrate the above and explain the operation of the proposed technical solution, the following figures are given:

Фиг.1 Размещение антенн на самолете.Figure 1 Placement of antennas on an airplane.

1. Передняя левая антенна.1. Front left antenna.

2. Передняя правая антенна.2. Front right antenna.

3. Задняя левая антенна.3. The rear left antenna.

4. Задняя правая антенна.4. The rear right antenna.

5. Продольная ось симметрии самолета.5. The longitudinal axis of symmetry of the aircraft.

Фиг.2 Структурная схема самолетной антенно-фидерной системы.Figure 2 Structural diagram of an aircraft antenna-feeder system.

1. Передняя левая приемо-передающая антенна.1. Front left transceiver antenna.

2. Модуль усилителя мощности и усилителя высокой частоты.2. Power amplifier and high frequency amplifier module.

3. Передняя правая приемо-передающая антенна.3. Front right transceiver antenna.

4. Задняя левая приемо-передающая антенна.4. Rear left transceiver antenna.

5. Задняя правая приемо-передающая антенна.5. Rear right transceiver antenna.

6. Устройство выбора и включения рабочих антенн, обработки принятых радиосигналов, частотного разделения сигналов приема и передачи.6. Device for selecting and turning on working antennas, processing received radio signals, frequency separation of reception and transmission signals.

7. Бортовая радиоаппаратура ближней навигации и посадки.7. On-board radio equipment for short range navigation and landing.

8. Радиочастотные фидеры.8. Radio frequency feeders.

Фиг.3 Вид диаграмм направленности антенн, входящих в АФС.Figure 3 View of the radiation patterns of the antennas included in the APS.

1. Передней левой антенны.1. Front left antenna.

2. Передней правой антенны.2. Front right antenna.

3. Задней левой антенны.3. The rear left antenna.

4. 3адней правой антенны.4. The bottom right antenna.

5. Направление полета - НП.5. Flight direction - NP.

Предлагаемая самолетная антенно-фидерная система работает следующим образом. Передаваемые и принимаемые бортовой радиоаппаратурой 7, фиг.2 радиосигналы транслируются через радиочастотные фидеры 8, фиг.2, модули усилителей мощности и усилителей высокой частоты 2, фиг.2 к антеннам 1, 3, 4, 5, фиг.2 для передачи на излучение или передачи принятых радиосигналов - от них к приемнику радиоаппаратуры ближней навигации и посадки. Модули усилителей мощности и усилителей высокой частоты (для приемного сигнала) введены для обеспечения уровней излучаемого, принимаемого радиосигналов, при которых обеспечивается устойчивая линия радиосвязи. В обслуживаемой АФС бортовой радиоаппаратуре предусмотрено четыре независимых по несущей (СВЧ) частоте входа, к которым подключены соответствующие антенны. Попарное включение антенн или их поодиночное включение осуществляет устройство 6, фиг.2 обработки результирующего сигнала и последующего подключения требуемой комбинации антенн. В результате обработки выделяются сигналы приемной информации от каждой антенны, по которым формируется результирующий информационной сигнал. Такое подключение АФС к радиоаппаратуре позволяет исключить потерю приемной информации в интерференционных зонах, под углами взаимного перекрытия диаграмм направленности и обеспечить круговой обзор пространства в горизонтальной плоскости. Безинтерференционная передача сигналов на излучение обеспечивается за счет поочередного включения одной или двух рабочих антенн в режиме «передача».The proposed aircraft antenna feeder system operates as follows. Radio signals transmitted and received by onboard radio equipment 7, FIG. 2 are transmitted through radio frequency feeders 8, FIG. 2, modules of power amplifiers and high frequency amplifiers 2, FIG. 2 to antennas 1, 3, 4, 5, FIG. 2 for transmission to radiation or transmitting received radio signals — from them to the receiver of the short-range navigation and landing radio equipment. Modules of power amplifiers and high-frequency amplifiers (for a receiving signal) are introduced to provide levels of emitted, received radio signals at which a stable radio link is provided. The onboard radio equipment serviced by the AFS provides four carrier independent (microwave) frequencies of the input to which the corresponding antennas are connected. Pairwise inclusion of antennas or their single inclusion is carried out by the device 6, Fig.2 processing of the resulting signal and the subsequent connection of the desired combination of antennas. As a result of the processing, the reception information signals from each antenna are extracted, through which the resulting information signal is generated. Such a connection of the AFS to the radio equipment eliminates the loss of receiving information in the interference zones, at angles of mutual overlap of the radiation patterns and provides a circular view of the space in the horizontal plane. The interference-free transmission of signals to radiation is ensured by alternately turning on one or two working antennas in the "transmission" mode.

Проведенные экспериментальные исследования позволяют сделать заключение о правильности предлагаемого технического решения и о возможности его промышленной реализации.The conducted experimental studies allow us to draw a conclusion about the correctness of the proposed technical solution and the possibility of its industrial implementation.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2177661 C1, заявл. 08.08.2000 г.1. RU 2177661 C1, claimed 08/08/2000

2. RU 2134002 C1, заявл. 12.08.1997 г.2. RU 2134002 C1, declared 08/12/1997

3. RU 2276434 C1, заявл. 20.08.2004 г.3. RU 2276434 C1, claimed 08/20/2004

Claims (1)

Самолетная антенно-фидерная система, содержащая приемо-передающие антенны с соответствующими диаграммами направленности, объединенные между собой фидерной системой питания, включающей в себя усилители, радиочастотные фидеры, подключаемые к бортовой радиоаппаратуре, отличающаяся тем, что приемо-передающие антенны размещаются на передней, задней кромках левого и правого крыла самолета и выполнены с зеркально симметричными относительно продольной плоскости симметрии самолета слабонаправленными диаграммами направленности, при этом антенны выполнены с учетом их размещения на объекте так, чтобы диаграммы направленности смежных антенн в горизонтальной плоскости имели взаимные перекрытия на уровне, обеспечивающем устойчивую линию радиосвязи, причем выход каждой антенны подключен к независимому по несущей частоте радиосигнала входу обслуживаемой радиоаппаратуры, в которой предусмотрено устройство выбора и включения комбинации рабочих антенн, обеспечивающее обработку принятых рабочими антеннами радиосигналов и формирование результирующего принятого информационного сигнала, частотное разделение сигналов передачи и приема, поочередное включение одной или двух рабочих антенн при передаче сигнала. Aircraft antenna-feeder system containing transceiver antennas with corresponding radiation patterns, interconnected by a feeder power system including amplifiers, radio-frequency feeders connected to the on-board radio equipment, characterized in that the transceiver antennas are located on the front, rear edges left and right wing of the aircraft and are made with mirror-symmetric relative to the longitudinal plane of symmetry of the plane with directional radiation patterns, while a The antennas are made taking into account their placement on the object so that the radiation patterns of adjacent antennas in the horizontal plane have mutual overlaps at a level that provides a stable radio link, and the output of each antenna is connected to the input of the served radio equipment, which is independent of the carrier frequency of the radio signal, in which a selection device and inclusion of a combination of working antennas, providing processing of the received radio signals received by the working antennas and the formation of the resulting received information th signal frequency division transmission and reception of signals, alternately switch one or two working antennas for transmission purposes.
RU2012118931/08A 2012-05-05 2012-05-05 Airborne antenna feeder system RU2517363C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118931/08A RU2517363C2 (en) 2012-05-05 2012-05-05 Airborne antenna feeder system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118931/08A RU2517363C2 (en) 2012-05-05 2012-05-05 Airborne antenna feeder system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012118931A RU2012118931A (en) 2013-11-10
RU2517363C2 true RU2517363C2 (en) 2014-05-27

Family

ID=49516809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012118931/08A RU2517363C2 (en) 2012-05-05 2012-05-05 Airborne antenna feeder system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2517363C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086473C1 (en) * 1994-06-27 1997-08-10 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Method of wing boundary layer laminarization and device for realization the same (versions)
RU39871U1 (en) * 2004-04-02 2004-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М.Громова" ORBITAL AIRPLANE AIR LANDING SYSTEM
RU2276434C1 (en) * 2004-08-20 2006-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" Spacecraft antenna-feeder assembly (alternatives)
RU54681U1 (en) * 2005-02-02 2006-07-10 Владимир Степанович Верба RADAR SYSTEM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086473C1 (en) * 1994-06-27 1997-08-10 Институт теоретической и прикладной механики СО РАН Method of wing boundary layer laminarization and device for realization the same (versions)
RU39871U1 (en) * 2004-04-02 2004-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт им. М.М.Громова" ORBITAL AIRPLANE AIR LANDING SYSTEM
RU2276434C1 (en) * 2004-08-20 2006-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" Spacecraft antenna-feeder assembly (alternatives)
RU54681U1 (en) * 2005-02-02 2006-07-10 Владимир Степанович Верба RADAR SYSTEM

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012118931A (en) 2013-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101920748B1 (en) Wireless communication module
US10389041B2 (en) Phased array antenna panel with enhanced isolation and reduced loss
US9213097B2 (en) Aircraft comprising an onboard weather radar antenna provided with inclined panels
US9692489B1 (en) Transceiver using novel phased array antenna panel for concurrently transmitting and receiving wireless signals
TWI481205B (en) Microstrip antenna transceiver
US8773318B2 (en) System of multi-beam antennas
US20150214613A1 (en) Antenna assembly with shielding structure
CN105990681B (en) Antenna and airborne communication equipment
RU2670980C9 (en) Multifunctional on-board radar complex
CN105680183B (en) Battle array is stitched in waveguide and micro-strip fluting array two-band is total to aperture combined antenna array
RU2015152359A (en) Resonance Radar
EP3157095B1 (en) Surface card antenna apparatus
RU2517363C2 (en) Airborne antenna feeder system
US8604985B1 (en) Dual polarization antenna with high port isolation
RU119171U1 (en) SIDE ANTENNA
CN109116310B (en) Secondary radar radio frequency transceiver of airplane anti-collision system
CN104270165B (en) The integrated system of air traffic CAS and S mode answering machine radio-frequency receiving-transmitting
RU2620195C1 (en) Resonant antenna
US10297899B2 (en) Compact antenna structure
JP6216268B2 (en) Antenna device
US20170005402A1 (en) Multiband communications and repeater system
RU2276434C1 (en) Spacecraft antenna-feeder assembly (alternatives)
KR101421141B1 (en) Printed circuit board for log-periodic dipole array antenna and integrated system for the same
RU2488924C1 (en) Conformal active phased antenna array
US20160233577A1 (en) HF Antenna for Rotor Wing Aerial Vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180506

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201211