RU2657355C1 - Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки - Google Patents
Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657355C1 RU2657355C1 RU2017126109A RU2017126109A RU2657355C1 RU 2657355 C1 RU2657355 C1 RU 2657355C1 RU 2017126109 A RU2017126109 A RU 2017126109A RU 2017126109 A RU2017126109 A RU 2017126109A RU 2657355 C1 RU2657355 C1 RU 2657355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiving
- antennas
- antenna
- antenna array
- transmitting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 abstract 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС ближнего действия. Для получения виртуальной решетки необходимо, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на 
где N - количество приемных каналов, λ - длина волны. Приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на 
Также все приемные каналы должны когерентно оцифровываться по такту задающего генератора. Работа на излучение номера передающей антенны определяется по циклограмме, представленной на фиг. 1. При использовании 7 передающих антенн, которые разнесены относительно друг друга на 
в данном случае 
фазовый набег сигнала от цели в крайней приемной антенне будет равен 
что позволяет синтезировать виртуальную фазированную антенную решетку согласно распределению Фурье
Description
Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в РЛС ближнего действия.
Известны способы создания виртуальной фазированной антенной решетки (ФАР), предполагающие формирование N передающих и М приемных излучений, ширина которых определяется диаграммой направленности передающих элементов. Каждый приемный элемент антенны формирует М приемных излучений, отраженных от цели. Далее сигналы оцифровываются, и передающие сигналы могут быть как когерентными, так и некогерентными (см. B.C. Черняк. Обнаружение сигналов в системах МИМО РЛС // Успехи современной радиоэлектроники, 2014, №7, с. 35-48).
Недостатком указанного способа является затруднение реализации его при воздействии пассивных помех и худшие энергетические характеристики ФАР.
Наиболее близким известным техническим решением является способ создания виртуальной фазированной решетки (см. международную заявку № WO 2016045938, опубл. 31.03.2016, МПК G01S 13/00, G01S 13/93, H01Q 1/32, H01Q 21/06), заключающийся в облучении объекта электромагнитным излучением с помощью множества передающих антенн, фазовые центры которых расположены на некотором расстоянии друг от друга, приеме отраженного от объекта излучения с помощью N приемных антенн, определении фазовых центров приемных каналов в соответствии с фазовыми центрами передающих антенн и формировании амплитудно-фазового распределения антенной решетки.
Способ позволяет одновременно определять угол азимута и угол места объекта.
Недостатками этих способов являются обязательное наличие движения носителя радиолокационной станции относительно исследуемого пространства, низкая разрешающая способность по азимуту, высокие требования к вычислительной системе по объему памяти и быстродействию.
Технической задачей настоящего изобретения является формирование виртуальной антенной решетки для увеличения разрешающей способности по угловым координатам.
Для реализации поставленной технической задачи в способе создания виртуальной фазированной антенной решетки последовательно облучают исследуемый объект элементами передающей антенны так, чтобы фазовые центры передающих антенн были сдвинуты относительно друг друга в азимутальной плоскости на 
, где N - количество приемных каналов, λ - длина волны, при этом приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на 
, далее отраженные сигналы когерентно оцифровывают, суммируют от одной позиции передающей антенны, формируют матрицу распределений антенной решетки по формуле
где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток на каждой приемной антенне, отражающей виртуальное фазовое распределение антенной решетки.
Все приемные каналы должны когерентно оцифровываться по такту передающего канала, и, после того как все передающие антенны отработали, цикл заново стартует.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлена циклограмма способа создания виртуальной ФАР,
на фиг. 2 показаны матрицы - цифровой массив приемных каналов при синтезировании виртуальной антенной решетки, соответствующий каждому из передающих каналов.
При излучении соответствующей передающей антенны все приемные каналы когерентно оцифровывают входной массив данных и складывают в память. После того как все передающие антенны отработали, цикл заново стартует. Так как передающие антенны разнесены относительно друг друга на 
в примере реализации - 
при 8 приемных каналах, то фазовый набег сигнала от цели в крайней приемной антенне равен 
что позволяет синтезировать виртуальную антенную решетку, как показано на фиг. 2.
Формируют амплитудно-фазовое распределение решетки в цифровом виде путем преобразования Фурье
где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения огибающих приемного сигнала, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток.
По каждому из приемных каналов формируют матрицу «дальность-азимут» для угла места определяемой передающей антенны.
Claims (3)
- Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки, заключающийся в последовательном облучении объекта радиочастотным излучением с помощью системы передающих антенн, фазовые центры которых расположены на некотором расстоянии друг от друга, приеме отраженного от объекта излучения с помощью N приемных антенн, определении фазовых центров приемных каналов в соответствии с фазовыми центрами передающих антенн и формировании амплитудно-фазового распределения антенной решетки, отличающийся тем, что фазовые центры передающих антенн разносят относительно друг друга в азимутальной плоскости на ((N-1)×λ)/2, где N - количество приемных каналов, λ - длина волны, при этом приемные антенны должны быть сдвинуты относительно друг друга на d=λ/2, отраженные сигналы когерентно оцифровывают, суммируют от одной позиции передающей антенны, формируют матрицу распределений антенной решетки по формуле
- ,
- где Dm - функция направленности одной приемной антенны, Si - комплексные значения оцифрованных данных, d - расстояние между приемными антеннами, k - волновое число, N - число синтезированных подрешеток.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126109A RU2657355C1 (ru) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126109A RU2657355C1 (ru) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657355C1 true RU2657355C1 (ru) | 2018-06-13 |
Family
ID=62620300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126109A RU2657355C1 (ru) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657355C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725757C1 (ru) * | 2019-07-16 | 2020-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Способ радиолокации с использованием цифровых антенных решеток (цар) и устройство для его осуществления |
| RU2774409C1 (ru) * | 2021-06-23 | 2022-06-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ повышения помехоустойчивости передачи данных по коротковолновому радиоканалу в ведомственной системе связи |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089019C1 (ru) * | 1993-08-31 | 1997-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Российский институт мощного радиостроения" | Система фазирования антенной решетки (варианты) |
| RU2237379C2 (ru) * | 2002-02-08 | 2004-09-27 | Самсунг Электроникс | Способ формирования диаграммы направленности адаптивной антенной решетки базовой станции и устройство для его реализации (варианты) |
| US20070001897A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-04 | Alland Stephen W | Digital beamforming for an electronically scanned radar system |
| RU158426U1 (ru) * | 2015-05-26 | 2015-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Многолучевая самофокусирующаяся адаптивная антенная решетка |
-
2017
- 2017-07-20 RU RU2017126109A patent/RU2657355C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089019C1 (ru) * | 1993-08-31 | 1997-08-27 | Акционерное общество открытого типа "Российский институт мощного радиостроения" | Система фазирования антенной решетки (варианты) |
| RU2237379C2 (ru) * | 2002-02-08 | 2004-09-27 | Самсунг Электроникс | Способ формирования диаграммы направленности адаптивной антенной решетки базовой станции и устройство для его реализации (варианты) |
| US20070001897A1 (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-04 | Alland Stephen W | Digital beamforming for an electronically scanned radar system |
| RU158426U1 (ru) * | 2015-05-26 | 2015-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" | Многолучевая самофокусирующаяся адаптивная антенная решетка |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725757C1 (ru) * | 2019-07-16 | 2020-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Способ радиолокации с использованием цифровых антенных решеток (цар) и устройство для его осуществления |
| RU2774409C1 (ru) * | 2021-06-23 | 2022-06-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ повышения помехоустойчивости передачи данных по коротковолновому радиоканалу в ведомственной системе связи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10854992B2 (en) | Radar device | |
| EP3471210B1 (en) | Radar apparatus | |
| US9810774B2 (en) | Short-range point defense radar | |
| US11619706B2 (en) | Radar device | |
| Hu et al. | A multi-carrier-frequency random-transmission chirp sequence for TDM MIMO automotive radar | |
| JP2024042029A (ja) | 周囲をキャプチャする方法および装置 | |
| Zhang et al. | Super resolution DOA based on relative motion for FMCW automotive radar | |
| CN107870327A (zh) | 雷达装置 | |
| CN111856449A (zh) | 雷达设备和用于检测雷达目标的方法 | |
| US10928500B2 (en) | Distributed clutter motion suppression through multiple moving transmit phase centers | |
| CN106508081B (zh) | 一种星载雷达大型天线稀疏阵列实现和信号处理方法 | |
| Lishchenko et al. | The Method of Increasing the Detection Range of Unmanned Aerial Vehicles In Multiradar Systems Based on Surveillance Radars | |
| EP3306745B1 (en) | Sensor device | |
| Alli et al. | Beamforming for through-the-wall radar imaging | |
| RU2657355C1 (ru) | Способ создания виртуальной фазированной антенной решетки | |
| Ram et al. | Human tracking using doppler processing and spatial beamforming | |
| Wang et al. | Space-time coding technique for coherent frequency diverse array | |
| RU178719U1 (ru) | Обзорный радиолокатор с виртуальной фазированной антенной решеткой | |
| RU2593595C1 (ru) | Способ измерения угловых координат в нелинейном радиолокаторе | |
| JP6694027B2 (ja) | レーダ装置 | |
| Buttazzoni et al. | Deterministic and stochastic approach to the synthesis of conformal arrays for SAR applications | |
| Balajti | Twin VHF radar for european space situation awareness system | |
| Schurwanz et al. | Compressive sensing techniques applied to a semi-circular mmWave MIMO array | |
| RU2692467C2 (ru) | Способ радиолокации | |
| RU2716145C1 (ru) | Способ пространственной локализации радиоизлучающих объектов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190721 |