RU2568413C2 - Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal - Google Patents

Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal Download PDF

Info

Publication number
RU2568413C2
RU2568413C2 RU2013138763/28A RU2013138763A RU2568413C2 RU 2568413 C2 RU2568413 C2 RU 2568413C2 RU 2013138763/28 A RU2013138763/28 A RU 2013138763/28A RU 2013138763 A RU2013138763 A RU 2013138763A RU 2568413 C2 RU2568413 C2 RU 2568413C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplitude
afar
phase forming
reception
signal
Prior art date
Application number
RU2013138763/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013138763A (en
Inventor
Юрий Григорьевич Шатраков
Марк Ильич Ривкин
Виктор Михайлович Король
Николай Борисович Налобин
Виктор Иванович Комаров
Сергей Викторович Кузьмин
Евгений Семенович Кузьминых
Валерий Святославович Вощенко
Андрей Александрович Анисимов
Александр Николаевич Морозов
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 RU2013138763/28A priority Critical patent/RU2568413C2/en
Publication of RU2013138763A publication Critical patent/RU2013138763A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568413C2 publication Critical patent/RU2568413C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to directed radiation and reception antenna systems. The essence of the invention consists in that AESA (active electronically scanned array) is divided into four identical modules placed on front, trailing edges of the right and left wings of the aircraft, while the active electronically scanned array modules are added by the amplitude and phase forming parts separately for the transmitted and received signals which are interconnected with the common radiator through the transceiving modules having separate transmission and reception inputs, and inputs of transmitters of the served radio equipment are connected through the power dividers, the number of outputs of which is equal to the number of radiators and inputs of the reception amplitude-phase forming part, and the same quantity of outputs of communication channels (beams), formed by the amplitude-phase forming part of reception signals, are connected to their receiver, and the output of information signal of each of receivers is connected to the input of the multiplexer added to the AESA module, the multiplex communication channel output of which is connected to the served radio equipment, which is connected through the control and monitoring unit with the AESA phase shifters operated by elements.
EFFECT: technical result is creation of AESA with the structure of construction providing at mounting in aircraft, the simultaneous circular multibeam reception of request signals and radiation of response signal towards the request a narrow beam for the purpose of stealthiness of radio emission.
14 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к антенным системам направленного излучения и приема, активным фазированным антенным решеткам (АФАР).The proposed solution relates to antenna systems of directional radiation and reception, active phased antenna arrays (AFAR).

Наиболее эффективно предлагаемое техническое решение может быть использовано для многолучевого приема в пределах кругового пространства в азимутальной плоскости активного запросного сигнала и скрытой (узким лучом) передачи данных в направлении запроса в условиях размещения АФАР на самолете.The most efficiently proposed technical solution can be used for multipath reception within the circular space in the azimuthal plane of the active interrogation signal and covert (narrow beam) data transmission in the direction of the interrogation when AFAR is placed on an airplane.

Известны аналоги предлагаемого технического решения, обеспечивающие частичное достижение поставленной цели: многолучевая ФАР [1] и ФАР [2]. ФАР [2] позволяет формировать сканирующий в одной плоскости луч.Known analogues of the proposed technical solution, providing partial achievement of the goal: multi-beam phased array [1] and phased array [2]. HEADLIGHT [2] allows to form a beam scanning in one plane.

Многолучевая ФАР [1], содержащая излучатели и амплитудно-фазовую формирующую систему (типа матрицы Батлера) позволяет формировать многолучевую диаграмму направленности, обеспечивающую круговой многолучевой прием запросных сигналов.A multi-beam headlamp [1], containing emitters and an amplitude-phase forming system (such as a Butler matrix) allows you to create a multi-beam radiation pattern that provides circular multi-beam reception of interrogation signals.

Однако недостатком такой ФАР является то, что для обеспечения режима передачи управляемым лучом в направлении запросного сигнала необходимо вводить сложную схему коммутации для сигналов передатчиков, что приводит к значительному ухудшению энергетических характеристик АФАР (уменьшение коэффициента усиления, увеличение энергопотребления).However, the disadvantage of such a phased array is that in order to ensure the controlled beam transmission in the direction of the interrogation signal, it is necessary to introduce a complex switching scheme for transmitter signals, which leads to a significant deterioration in the energy characteristics of the AFAR (decrease in gain, increase in power consumption).

Другим аналогом предлагаемого технического решения является ФАР [2], позволяющая формировать луч, сканирующий в одной плоскости. ФАР содержит: излучатели, параллельную амплитудно-фазовую распределительную систему, управляемые фазовращатели. При использовании такой ФАР возможно реализовать режим излучения узким управляемым лучом в направлении запросного сигнала. Однако такая ФАР не позволяет обеспечить круговой многолучевой прием запросных сигналов.Another analogue of the proposed technical solution is the PAR (2), which allows the formation of a beam scanning in one plane. The headlamp contains: emitters, a parallel amplitude-phase distribution system, controlled phase shifters. When using such a phased array, it is possible to implement a radiation mode with a narrow controlled beam in the direction of the interrogation signal. However, such a headlamp does not allow circular multipath reception of interrogation signals.

Наиболее близким аналогом предлагаемому техническому решению (прототипом) является [3]. Многолучевая АФАР [3] (фиг.1) содержит: приемопередающие модули (ППМ) 1 (фиг.1) с излучателями, управляемыми фазовращателями, малошумящими усилителями, усилителями мощности, переключателями прием-передача, образующими подрешетку, сумматоры-делители первой группы 2 (фиг.1), управляемые внемодульные фазовращатели 3 (фиг.1), сумматоры-делители второй группы 4 (фиг.1), частотные фильтры 5 (фиг.1), переключатели "прием-передача" 6 (фиг.1). При этом количество подрешеток и связанных с ними сумматоров-делителей первой группы, внемодульных фазовращателей, сумматоров-делителей второй группы, частотных фильтров, переключателей "прием-передача" равно количеству лучей.The closest analogue to the proposed technical solution (prototype) is [3]. Multipath AFAR [3] (Fig. 1) contains: transceiver modules (PPM) 1 (Fig. 1) with emitters controlled by phase shifters, low noise amplifiers, power amplifiers, transmit-receive switches forming a sublattice, adders-dividers of the first group 2 ( figure 1), controlled extra-modular phase shifters 3 (figure 1), adders-dividers of the second group 4 (figure 1), frequency filters 5 (figure 1), transmit-receive switches 6 (figure 1). Moreover, the number of sublattices and related adders-dividers of the first group, extra-modular phase shifters, adders-dividers of the second group, frequency filters, and transmit-receive switches is equal to the number of rays.

Данная многолучевая АФАР обеспечивает многолучевой прием запросных сигналов, однако особенностью АФАР-прототипа является то, что в ней предусмотрена работа на излучение одновременно несколькими лучами. Существенным недостатком прототипа является невозможность обеспечения одновременной работы в режимах кругового многолучевого приема запросных сигналов и излучения ответных сигналов управляемым лучом.This multi-beam AFAR provides multi-beam reception of interrogation signals, however, a feature of the AFAR prototype is that it provides for the work on radiation simultaneously by several beams. A significant disadvantage of the prototype is the inability to provide simultaneous operation in the modes of circular multipath reception of interrogation signals and radiation of response signals by a controlled beam.

Кроме того, общим недостатком приведенных аналогов и прототипа является невозможность обеспечения зон обзора, при их прямом использовании в условиях размещения на самолете.In addition, a common drawback of the above analogues and prototype is the inability to provide viewing areas when they are used directly in an airplane.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение одновременно кругового многолучевого приема запросных сигналов и излучение ответного сигнала в направлении запроса узким лучом с целью скрытости радиоизлучения.The objective of the proposed technical solution is to provide simultaneously circular multipath reception of interrogation signals and radiation of the response signal in the direction of the request by a narrow beam in order to conceal radio emission.

Для пояснения решения поставленной задачи и существа предлагаемого технического решения приведены следующие иллюстрации:To explain the solution of the problem and the essence of the proposed technical solution, the following illustrations are given:

Фиг.1 Структурная схема прототипа.Figure 1 Structural diagram of the prototype.

1 - ППМ-приемопередающий модуль АФАР.1 - PPM transceiver module AFAR.

2 - Сумматоры-делители первой группы.2 - Adders divisors of the first group.

3 - Управляемые внемодульные фазовращатели.3 - Controlled off-module phase shifters.

4 - Сумматоры-делители второй группы.4 - Adders divisors of the second group.

5 - Частотные фильтры.5 - Frequency filters.

6 - Переключатели "прием-передача".6 - Transmit / Receive Switches.

Фиг.2 Самолетная многодиапазонная АФАР. Функциональная схема.Figure 2 Aircraft multi-range AFAR. Functional diagram.

Фиг.3 Размещение на самолете модулей АФАР.Figure 3 Placing on a plane AFAR modules.

Фиг.4 Структурная схема модуля АФАР.Figure 4 is a block diagram of the module AFAR.

1 - Подрешетка АФАР S частотного диапазона (12 лучей).1 - AFAR S sublattice of the frequency range (12 rays).

2 - Подрешетка АФАР L1 частотного поддиапазона (12 лучей).2 - Sublattice AFAR L1 frequency sub-band (12 beams).

3 - Подрешетка АФАР L2 частотного поддиапазона (6 лучей).3 - Sublattice AFAR L2 frequency sub-band (6 beams).

4 - Подрешетка АФАР UHF частотного диапазона (4 луча).4 - Sublattice AFAR UHF frequency range (4 beams).

1В - Вход передатчика S частотного диапазона.1B - Transmitter S input of the frequency range.

2В - Вход передатчика L1 частотного поддиапазона.2B — Input of a frequency subband transmitter L1.

3В - Вход передатчика L2 частотного поддиапазона.3B — Input of a frequency subband transmitter L2.

4В - Вход передатчика UHF частотного диапазона.4B - Transmitter UHF frequency input.

5 - Мультиплексор приемных информационных сигналов, обслуживаемых частотных диапазонов.5 - Multiplexer of receiving information signals served by frequency ranges.

5В - Выход мультиплексного канала связи с обслуживаемым радиооборудованием.5B - Output of the multiplex communication channel with the served radio equipment.

6 - Блок управления и контроля.6 - Control and monitoring unit.

7 - Модуль питания.7 - Power Module.

Фиг.5 Структурная схема подрешетки АФАР S-частотного диапазона или L1 поддиапазона частот.5 is a block diagram of the AFAR sublattice of the S-frequency band or L1 sub-band of frequencies.

1 - Делитель мощности на 12 направлений.1 - Power divider into 12 directions.

2 - Управляемые дискретные фазовращатели.2 - Controlled discrete phase shifters.

3 - Амплитудно-фазовые формирующие части излучаемого сигнала.3 - Amplitude-phase forming part of the emitted signal.

4 - Модуль приемопередающий.4 - Transceiver module.

5 - Амплитудно-фазовые формирующие части приемных лучей (матрица формирования приемных лучей).5 - Amplitude-phase forming parts of the receiving rays (matrix of the formation of the receiving rays).

6 - Приемник радиосигнала луча и формирования информационного сигнала.6 - Receiver of the radio signal of the beam and the formation of the information signal.

1В - Вход радиопередатчика S частотного диапазона.1B - Input of the radio transmitter S of the frequency range.

(2В)- Вход радиопередатчика L1 частотного поддиапазона.(2B) - The input of the radio transmitter L1 frequency subband.

61…612 - Выходы информационных сигналов приемников с 12 каналов связи (лучей).6 1 ... 6 12 - The outputs of the information signals of the receivers from 12 communication channels (rays).

7 - Блок управления и контроля.7 - Control and monitoring unit.

8 - Модуль питания.8 - Power Module.

Фиг.6 Структурная схема модуля приемопередающего S-частотного диапазона или L1-частотного поддиапазона.6 is a block diagram of a module of the transceiver S-frequency band or L1-frequency subband.

1 - Усилитель мощности излучаемого сигнала.1 - Power amplifier of the emitted signal.

2 - Циркулятор прием-передача.2 - Circulator reception-transmission.

3 - Излучатель.3 - Emitter.

4 - Малошумящий усилитель приемного радиосигнала.4 - Low noise receiving radio amplifier.

1В - Вход от амплитудно-фазовой формирующей части излучаемого радиосигнала.1B - Input from the amplitude-phase forming part of the emitted radio signal.

4В - Выход на амплитудно-фазовую формирующую часть принимаемого радиосигнала.4B - Output to the amplitude-phase forming part of the received radio signal.

Фиг.7 Структурная схема подрешетки АФАР. L2-частотного поддиапазона (6 лучей).Fig. 7 Structural diagram of the AFAR sublattice. L2-frequency sub-band (6 beams).

1 - Делитель мощности на 6 направлений.1 - Power divider into 6 directions.

2 - Управляемые дискретные фазовращатели.2 - Controlled discrete phase shifters.

3 - Амплитудно-фазовая формирующая часть излучаемого сигнала.3 - Amplitude-phase forming part of the emitted signal.

4 - Модуль приемопередающий.4 - Transceiver module.

5 - Амплитудно-фазовая формирующая часть приемных лучей (матрица формирования приемных лучей).5 - Amplitude-phase forming part of the receiving rays (matrix of the formation of the receiving rays).

6 - Приемник радиосигнала луча и формирования информационного сигнала.6 - Receiver of the radio signal of the beam and the formation of the information signal.

3В - Вход передатчика L2 частотного поддиапазона.3B — Input of a frequency subband transmitter L2.

61…66 - Выходы информационных сигналов приемников 6 каналов связи (лучей).6 1 ... 6 6 - The outputs of the information signals of the receivers of 6 communication channels (rays).

7 - Блок управления и контроля.7 - Control and monitoring unit.

8 - Модуль питания.8 - Power Module.

Фиг.8 Структурная схема модуля приемопередающего L2 частотного поддиапазона.8 is a block diagram of a transceiver module L2 frequency subband.

1 - Усилитель мощности излучаемого сигнала.1 - Power amplifier of the emitted signal.

2 - Циркулятор прием-передача.2 - Circulator reception-transmission.

3 - Излучатель.3 - Emitter.

4 - Малошумящий усилитель приемного сигнала.4 - Low noise receiving signal amplifier.

1В - Вход от амплитудно-фазовой формирующей части излучаемого сигнала.1B - Input from the amplitude-phase forming part of the emitted signal.

4В - Выход на амплитудно-фазовую формирующую часть принимаемого сигнала.4B - Output to the amplitude-phase forming part of the received signal.

Фиг.9 Структурная схема подрешетки АФАР UHF частотного диапазона (4 луча)Fig. 9 Block diagram of the AFH UHF sublattice of the frequency range (4 beams)

1 - Делитель мощности на 4 направления.1 - Power divider into 4 directions.

2 - Управляемый дискретный фазовращатель.2 - Controlled discrete phase shifter.

3 - Амплитудно-фазовая формирующая часть изучаемого сигнала.3 - Amplitude-phase forming part of the studied signal.

4 - Модуль приемопередающий.4 - Transceiver module.

5 - Амплитудно-фазовая формирующая часть принимаемого сигнала (матрица формирования приемных лучей).5 - Amplitude-phase forming part of the received signal (receiving beam formation matrix).

6 - Приемник радиосигнала луча и формирования информационного сигнала.6 - Receiver of the radio signal of the beam and the formation of the information signal.

4В - Вход радиопередатчика UHF частотного диапазона.4B - Input UHF radio frequency range.

61…64 - Выходы информационных сигналов приемников 4 канала связи (луча).6 1 ... 6 4 - the outputs of the information signals of the receivers 4 communication channels (beam).

7 - Блок управления и контроля.7 - Control and monitoring unit.

8 - Модуль питания.8 - Power Module.

Фиг.10 Структурная схема модуля приемопередающего UHF частотного диапазонаFigure 10 Block diagram of the module transceiver UHF frequency range

1 - Усилитель мощности излучаемого сигнала.1 - Power amplifier of the emitted signal.

2 - Циркулятор прием-передача.2 - Circulator reception-transmission.

3 - Излучатель.3 - Emitter.

4 - Малошумящий усилитель принимаемого сигнала.4 - Low noise amplifier of the received signal.

1B - Вход от амплитудно-фазовой формирующей части излучаемого сигнала.1B - Input from the amplitude-phase forming part of the emitted signal.

4В - Вход от амплитудно-фазовой формирующей части принимаемого сигнала.4B - Input from the amplitude-phase forming part of the received signal.

Фиг.11 Диаграммы направленности, формируемые модулем АФАР, в азимутальной плоскости в S частотном диапазоне. Жирной линией выделена диаграмма направленности в режиме передачи.11 The radiation patterns generated by the module AFAR, in the azimuthal plane in the S frequency range. The bold line is the radiation pattern in transmission mode.

Фиг.12 Диаграммы направленности, формируемые модулем АФАР в азимутальной плоскости в L1 частотном поддиапазоне. Жирной линией выделена диаграмма направленности в режиме передачи.Fig. 12 radiation patterns generated by the AFAR module in the azimuthal plane in the L1 frequency subband. The bold line is the radiation pattern in transmission mode.

Фиг.13 Диаграммы направленности, формируемые модулем АФАР в азимутальной плоскости в L2 частотном поддиапазоне. Жирной линией выделена диаграмма направленности в режиме передачи.Fig. 13 radiation patterns generated by the AFAR module in the azimuthal plane in the L2 frequency subband. The bold line is the radiation pattern in transmission mode.

Фиг.14 Диаграммы направленности, формируемые модулем АФАР в азимутальной плоскости в UHF частотном диапазоне. Жирной линией выделена диаграмма направленности в режиме передачи.Fig. 14 radiation patterns generated by the AFAR module in the azimuthal plane in the UHF frequency range. The bold line is the radiation pattern in transmission mode.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом техническом решении АФАР разделена на четыре одинаковых модуля (фиг.2), размещаемых соответственно на передних и задних кромках левого и правого крыла самолета, (фиг.3). В модули АФАР (фиг.4) введены амплитудно-фазовые формирующие части отдельно для принимаемых 5 (фиг.5, 7, 9) и передаваемых сигналов 3 (фиг.5, 7, 9), которые связаны с общим излучателем 3 (фиг.6, 8, 10) через приемопередающие модули (фиг.6, 8, 10), имеющие раздельные 1B, 4В передающий и приемный входы. При этом в каждом модуле АФАР (фиг.4) введены входы 1B, 2В, 3В, 4В для подключения передатчиков каждого вида обслуживаемого радиооборудования через делитель мощности 1 (фиг.5, 7, 9), число выходов которого равно числу излучателей 3 (фиг.6, 8, 10) и входов 4В (фиг.6, 8, 10) приемной амплитудно-фазовой формирующей части 5 (фиг.5, 7, 9), а такое же количество выходов 5 (фиг.5, 7, 9) от каждого сформированного матрицей формирования канала связи (луча) принятого сигнала подключается к своему приемнику 6 (фиг.5, 7, 9), выход информационного сигнала каждого из которых подключен ко входам введенного мультиплексора 5 (фиг.4), а выход мультиплексора 5В, (фиг.4) через мультиплексный канал связи соединен с обслуживаемым радиооборудованием (фиг.2), которое подключено к управляемым элементам АФАР, фазовращателям, через центральный блок управления и контроля (фиг.2).To solve the problem in the proposed technical solution, the AFAR is divided into four identical modules (figure 2), placed respectively on the front and rear edges of the left and right wing of the aircraft (figure 3). In the AFAR modules (Fig. 4), the amplitude-phase forming parts are introduced separately for received 5 (Fig. 5, 7, 9) and transmitted signals 3 (Fig. 5, 7, 9), which are connected with a common emitter 3 (Fig. 6, 8, 10) through the transceiver modules (6, 8, 10) having separate 1B, 4B transmitting and receiving inputs. At the same time, inputs 1B, 2B, 3B, 4V are introduced in each AFAR module (Fig. 4) for connecting transmitters of each type of serviced radio equipment through a power divider 1 (Figs. 5, 7, 9), the number of outputs of which is equal to the number of emitters 3 (Fig. .6, 8, 10) and inputs 4B (Fig. 6, 8, 10) of the receiving amplitude-phase forming part 5 (Fig. 5, 7, 9), and the same number of outputs 5 (Fig. 5, 7, 9 ) from each received signal generated by the matrix of the formation of the communication channel (beam) is connected to its receiver 6 (Figs. 5, 7, 9), the output of the information signal of each of which is connected to the inputs of the entered multiplexer 5 (Fig. 4), and the output of the multiplexer 5B, (Fig. 4) is connected via a multiplex communication channel to the served radio equipment (Fig. 2), which is connected to controlled elements of the AFAR, phase shifters, through a central control and monitoring unit ( figure 2).

Получаемым техническим результатом является создание самолетной многодиапазонной активной фазированной антенной решетки с предлагаемой структурой построения, обеспечивающей решение поставленных задач в условиях размещения ее на самолете.The resulting technical result is the creation of an aircraft multi-band active phased array antenna with the proposed structure, providing a solution to the problems in the conditions of its placement on the plane.

Предлагаемое техническое решение представляет собой структуру из четырех одинаковых модулей АФАР (фиг.2), связанных функционально с обслуживаемым радиооборудованием S, LI, L2 UHF частотных диапазонов через высокочастотную линию связи (радиочастотный кабель) по передаче и мультиплексную линию связи по информационному принятому сигналу.The proposed technical solution is a structure of four identical AFAR modules (Fig. 2), connected functionally with the served radio equipment S, LI, L2 UHF frequency bands through a high-frequency communication line (radio frequency cable) for transmission and a multiplexed communication line for the received information signal.

Необходимость разделения АФАР на четыре модуля обусловлена требованием обеспечения кругового, в азимутальной плоскости, многолучевого или управляемым лучом обзора пространства в условиях размещения на самолетеThe necessity of dividing the AFAR into four modules is determined by the requirement to provide a circular, azimuthal, multi-beam or controllable beam of view of the space in conditions of placement on an airplane

Каждый модуль АФАР обеспечивает многолучевой обзор или передачу сигнала управляемым лучом в пределах соответствующего квадранта пространства: в S частотном диапазоне или в L1 частотном поддиапазоне 12 лучами (фиг.11, 12), в L2 частотном поддиапазоне 6 лучами, (фиг.13), в UHF частотном диапазоне 4 лучами, (фиг.14).Each AFAR module provides multi-beam viewing or transmission of a signal by a controlled beam within the corresponding quadrant of space: in the S frequency range or in the L1 frequency sub-band of 12 beams (Fig. 11, 12), in the L2 frequency sub-band of 6 beams (Fig. 13), in UHF frequency range of 4 beams, (Fig.14).

Таким образом, АФАР обеспечивает многолучевой круговой обзор пространства в S и L1 диапазонах 48 лучами, 48 положений управляемого луча для передачи сигнала, в L2 частотном поддиапазона многолучевой круговой обзор пространства 24 лучами и 24 положения управляемого луча для передачи сигнала, в UHF частотном диапазоне многолучевой круговой обзор пространства 16 лучами и 16 положений управляемого луча для передачи сигнала.Thus, the AFAR provides a multi-beam circular view of the space in the S and L1 bands with 48 beams, 48 positions of the controlled beam for signal transmission, in the L2 frequency subband a multi-beam circular view of space with 24 beams and 24 positions of the controlled beam for signal transmission, in the UHF frequency range of the multi-beam circular an overview of the space with 16 beams and 16 positions of the controlled beam for signal transmission.

Каждый модуль АФАР содержит четыре подрешетки 1, 2, 3, 4 (фиг.4), обслуживающих радиооборудование соответствующего частотного диапазона и введенный мультиплексор 5 (фиг.4), позволяющий обобщить информационные сигналы от приемников 6 (фиг.5, 7, 9) каждой из подрешеток и обеспечить последующую передачу этих сигналов по мультиплексному каналу связи в обслуживаемое радиооборудование для дальнейшей обработки и вырабатывания исполнительного сигнала для включения режима излучения в направлении запросного сигнала.Each AFAR module contains four sublattices 1, 2, 3, 4 (Fig. 4) serving the radio equipment of the corresponding frequency range and an introduced multiplexer 5 (Fig. 4), which makes it possible to generalize information signals from receivers 6 (Figs. 5, 7, 9) each sublattice and ensure the subsequent transmission of these signals via the multiplex communication channel to the served radio equipment for further processing and generation of an executive signal for switching on the radiation mode in the direction of the interrogation signal.

Такое техническое решение позволяет, благодаря последующей аппаратурной обработке принятых информационных сигналов, исключить сигналы, принятые боковыми лепестками и однозначно выделить номер луча, которым принят запросный сигнал.This technical solution allows, thanks to subsequent hardware processing of the received information signals, to exclude the signals received by the side lobes and to unambiguously highlight the number of the beam by which the request signal is received.

Подрешетки, входящие в каждый модуль АФАР (фиг.5, 7, 9), содержат раздельные по приему 5 (фиг.5, 7, 9) и по передаче 3 (фиг.5, 7, 9) амплитудно-фазовые формирующие части, имеющие количество входов (выходов), равное количеству общих для приема и передачи излучателей 3 (фиг.6, 8, 10), и связанные между собой через приемопередающие модули (фиг.6, 8, 10).The sublattices included in each AFAR module (FIGS. 5, 7, 9) contain separate reception phase 5 (FIGS. 5, 7, 9) and transmission 3 (FIGS. 5, 7, 9) amplitude-phase forming parts, having the number of inputs (outputs) equal to the number of common emitters 3 for receiving and transmitting (6, 8, 10), and interconnected via transceiver modules (6, 8, 10).

Такое решение позволяет сформировать на выходе амплитудно-фазовой формирующей части приемных сигналов (матрицы формирования) 5 (фиг.5, 7, 9) количество каналов связи (лучей), равное количеству пространственных положений управляемого луча для излучения сигнала, направление которого совпадает с направлением соответствующего луча многолучевой приемной диаграммы направленности, и позволяет совместить по времени многолучевой прием запросных сигналов и излучение ответа управляемым лучом в сторону запроса, при этом исключается потеря информации за время ответного излучения.This solution allows you to generate at the output of the amplitude-phase forming part of the receiving signals (formation matrix) 5 (FIGS. 5, 7, 9) the number of communication channels (rays) equal to the number of spatial positions of the controlled beam for signal emission, the direction of which coincides with the direction of the corresponding beam of a multipath receiving radiation pattern, and allows you to combine in time the multipath reception of interrogation signals and the response of a controlled beam towards the query, while eliminating information loss tion during the response radiation.

Для формирования требуемого количества каналов связи (лучей) в подрешетки (фиг.5, 7, 9) обслуживаемых частотных диапазонов входит по два приемопередающих модуля 4 (фиг.6, 8, 10) соответствующего частотного диапазона.To form the required number of communication channels (rays) in the sublattices (Figs. 5, 7, 9) of the served frequency ranges, two transceiver modules 4 (Figs. 6, 8, 10) of the corresponding frequency range are included.

Предлагаемое техническое решение (АФАР) работает следующим образом: принятые многолучевой диаграммой направленности обслуживаемых частотных диапазонов запросные сигналы каждого из каналов связи (лучей) своим приемником 6 (фиг.5, 7, 9) обрабатываются с целью выделения информационных сигналов, принятых соответствующими лучами диаграммы направленности, при этом каждому информационному сигналу присваивается номер луча, все информационные сигналы обобщаются мультиплексором 5 (фиг.4) и транслируются через мультиплексный канал связи в обслуживаемое бортовое радиооборудование. Последующая обработка информационных сигналов в соответствующем бортовом оборудовании позволяет определить номер (направление ответа запросному сигналу) положения управляемого луча для излучения ответного радиосигнала. В соответствии с поступающими из обслуживаемого радиооборудования сигналами управления, в центральном блоке управления и контроля вырабатываются и передаются в блоки управления и контроля каждого модуля командные сигналы на управляемые элементы (фазовращатели) модулей АФАР.The proposed technical solution (AFAR) works as follows: the request signals of each of the communication channels (rays) received by the multi-beam radiation pattern of the served frequency ranges by its receiver 6 (FIGS. 5, 7, 9) are processed in order to extract information signals received by the corresponding radiation patterns , in this case, a beam number is assigned to each information signal, all information signals are generalized by multiplexer 5 (Fig. 4) and transmitted through the multiplex communication channel to the service removable airborne radio equipment. Subsequent processing of information signals in the corresponding on-board equipment allows you to determine the number (direction of response to the request signal) of the position of the controlled beam for radiation of the response radio signal. In accordance with the control signals received from the serviced radio equipment, command signals to the controlled elements (phase shifters) of the AFAR modules are generated and transmitted to the control and monitoring units of each module.

Благодаря установленному командными сигналами определенному фазовому состоянию фазовращателей, обеспечивается включение требуемого положения управляемого луча диаграммы направленности АФАР для излучения радиосигнала в направлении запроса. Управляемый луч включается на время, требуемое для излучения ответного сигнала передатчиком обслуживаемого частотного диапазона.Due to the determined phase state of the phase shifters established by the command signals, the required position of the controlled beam of the AFAR radiation pattern for radiation of the radio signal in the direction of the request is included. The controlled beam is turned on for the time required for the response signal to be emitted by the transmitter of the served frequency range.

На основании проведенных разработок основных элементов АФАР можно сделать вывод о возможности промышленной реализации предлагаемого технического решения.Based on the development of the basic elements of AFAR, we can conclude that industrial implementation of the proposed technical solution is possible.

Источники информацииInformation sources

1. Активные фазированные антенные решетки. Под ред. Д.Н. Воскресенского, А.И. Канашенкова. Изд. "Радиотехника", М., 2004 г., стр.217.1. Active phased array antennas. Ed. D.N. Voskresensky, A.I. Kanashenkova. Ed. "Radio Engineering", Moscow, 2004, p. 217.

2. Справочник по радиолокации. Под ред: М. Сколника, М. изд. "Сов. радио", 1977 г., стр.196, фиг.38, стр.202.2. Reference radar. Edited by: M. Skolnik, M. ed. "Sov. Radio", 1977, p. 196, Fig. 38, p. 202.

3. Патент RU №2298267, заявл. 19.10.2005 г., опубл. 27.04.2007 г. «Многолучевая активная фазированная антенная решетка».3. Patent RU No. 2298267, the application. October 19, 2005, publ. 04/27/2007 "Multipath Active Phased Antenna Array".

Claims (1)

Самолетная многодиапазонная АФАР с управляемым лучом на излучение и многолучевым приемом сигнала, содержащая амплитудно-фазовые формирующие части (делители мощности, управляемые фазовращатели, матрицу формирования лучей), модули приемо-передающие, включающие в себя циркулятор (прием-передача), усилитель мощности передаваемого сигнала, малошумящий усилитель, блок контроля и управления, отличающаяся тем, что АФАР разделена на четыре одинаковых модуля, размещаемых соответственно на передних, задних кромках правого и левого крыла самолета, при этом в модули АФАР для каждого обслуживаемого частотного диапазона введены амплитудно-фазовые формирующие части отдельно для передаваемых и принимаемых сигналов, которые связаны с общим излучателем через приемопередающие модули, имеющие раздельные передающий и приемный входы, причем входы передатчиков обслуживаемых частотных диапазонов подключены через делители мощности, число выходов которых равно числу излучателей и входов приемной амплитудно-фазовой формирующей части, и такое же количество выходов каналов связи (лучей), сформированных амплитудно-фазовой формирующей частью приемных сигналов, подключены к своему приемнику, а выход информационного сигнала каждого из приемников подключен ко входу введенного в модуль АФАР мультиплексора, выход мультиплексного канала связи которого соединен с радиооборудованием обслуживаемых частотных диапазонов, которое связано через блок управления и контроля с управляемыми фазовращателями амплитудно-фазовой формирующей части для излучаемого сигнала. Aircraft multi-band AFAR with a controlled beam for radiation and multi-beam signal reception, containing amplitude-phase forming parts (power dividers, controlled phase shifters, a beam forming matrix), transmit-receive modules, including a circulator (receive-transmit), and a transmit power amplifier , low-noise amplifier, control and management unit, characterized in that the AFAR is divided into four identical modules, located respectively on the front, rear edges of the right and left wing of the aircraft and, at the same time, amplitude-phase forming parts are separately introduced into the AFAR modules for each served frequency range for the transmitted and received signals, which are connected to the common emitter via transceiver modules having separate transmit and receive inputs, and the inputs of the transmitters of the served frequency ranges are connected through dividers power, the number of outputs of which is equal to the number of emitters and inputs of the receiving amplitude-phase forming part, and the same number of outputs of communication channels (rays), sf formed by the amplitude-phase forming part of the receiving signals are connected to its receiver, and the output of the information signal of each of the receivers is connected to the input of the multiplexer inserted into the AFAR module, the output of the multiplex communication channel of which is connected to the radio equipment of the served frequency ranges, which is connected through the control and monitoring unit to controlled phase shifters of the amplitude-phase forming part for the emitted signal.
RU2013138763/28A 2013-08-20 2013-08-20 Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal RU2568413C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138763/28A RU2568413C2 (en) 2013-08-20 2013-08-20 Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013138763/28A RU2568413C2 (en) 2013-08-20 2013-08-20 Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013138763A RU2013138763A (en) 2015-02-27
RU2568413C2 true RU2568413C2 (en) 2015-11-20

Family

ID=53279277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013138763/28A RU2568413C2 (en) 2013-08-20 2013-08-20 Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568413C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134002C1 (en) * 1996-09-12 1999-07-27 ТРВ Инк. Multifunction structure-integrated vhf/microwave antenna assembly for aircraft (design versions)
RU2177661C1 (en) * 2000-08-08 2001-12-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро связи" Antenna with circular pattern in azimuth plane
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)
RU2298267C1 (en) * 2005-10-19 2007-04-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Multibeam active phased antenna array
RU2439758C1 (en) * 2010-11-10 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Airplane antenna array

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2134002C1 (en) * 1996-09-12 1999-07-27 ТРВ Инк. Multifunction structure-integrated vhf/microwave antenna assembly for aircraft (design versions)
RU2177661C1 (en) * 2000-08-08 2001-12-27 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро связи" Antenna with circular pattern in azimuth plane
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)
RU2298267C1 (en) * 2005-10-19 2007-04-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" Multibeam active phased antenna array
RU2439758C1 (en) * 2010-11-10 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Airplane antenna array

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013138763A (en) 2015-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107526063B (en) Radar apparatus and method of processing radar signals
US10324166B2 (en) Affordable combined pulsed/FMCW radar AESA
US10281571B2 (en) Phased array antenna using stacked beams in elevation and azimuth
RU2338307C1 (en) Active phased antenna array
EP2669700B1 (en) Electronic counter measure system
US8432307B2 (en) Agile-beam radar notably for the obstacle ‘sense and avoid’ function
US9091745B2 (en) Optimized two panel AESA for aircraft applications
CN101587188A (en) Monopulse radar system based on time modulation antenna array
CN103558594A (en) Phased array beamforming method based on airborne equipment
EP3319172B1 (en) Airborne/spaceborne distributed aperture multi sensing pulsed rf system
US20200200866A1 (en) Traveling-wave imaging manifold for high resolution radar system
CN109067439B (en) Testing method adopted by digital multi-beam array transmitting device
CN113437529B (en) Full-polarization active phased array antenna array
US20060033659A1 (en) Mobile satcom antenna discrimination enhancement
CN103282791B (en) A radar station, featuring broadband, linear-frequency-modulated, continuous-wave emission
RU2670980C1 (en) Multifunctional on-board radar complex
EP1523785B1 (en) Common aperture antenna
US20170227635A1 (en) Radioelectric device for transmitting and receiving radioelectric waves and associated radio altimetry system
US10473776B2 (en) Transmit-array antenna for a monopulse radar system
RU2568413C2 (en) Aircraft multirange aesa with radiation controlled beam and multibeam reception of signal
RU2446526C1 (en) Two-dimensional electronically-controlled beam monopulse phased antenna array
KR101007213B1 (en) Antenna combiner of radar system where many radiation patterns can be synthesized
WO2019203689A1 (en) Method for increasing the azimuth and range resolution of a radar system and the speed of visualization of an observed space during aircraft landing and receiving device for implementing said method
Bezousek et al. Combined antenna array for primary and secondary surveillance radars
RU2751980C2 (en) Converter transceiver module of digital antenna array with orthogonal control (options)