RU2699946C1 - Multibeam digital active phased antenna array with receiving-transmitting modules calibration device and calibration method - Google Patents
Multibeam digital active phased antenna array with receiving-transmitting modules calibration device and calibration method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699946C1 RU2699946C1 RU2019105051A RU2019105051A RU2699946C1 RU 2699946 C1 RU2699946 C1 RU 2699946C1 RU 2019105051 A RU2019105051 A RU 2019105051A RU 2019105051 A RU2019105051 A RU 2019105051A RU 2699946 C1 RU2699946 C1 RU 2699946C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiving
- channel
- ppm
- transmitting
- control signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике, в частности, к области многолучевых цифровых активных фазированных решеток с поляризационным управлением при излучении и адаптацией к поляризации электромагнитной волны на приеме и способу калибровки.The invention relates to antenna technology, in particular, to the field of multipath digital active phased arrays with polarization control during radiation and adaptation to the polarization of the electromagnetic wave at the reception and calibration method.
Многолучевая цифровая активная фазированная решетка с поляризационным управлением может использоваться в радиоэлектронных системах (РЭС), таких, как системы связи, радиолокационная техника, и позволяет решать многофункциональные задачи на базе одного РЭС.A multi-beam digital active phased array with polarization control can be used in electronic systems (RES), such as communication systems, radar equipment, and allows you to solve multifunctional problems based on one RES.
Для формирования фазированной антенной решеткой требуемой диаграммы направленности (ДН) необходимо знание начальных фазовых сдвигов и амплитуд возбуждения каждого канала. Процесс получения этих параметров называется калибровкой приемо-передающих модулей (ППМ).For the formation of the required radiation pattern by the phased array, knowledge of the initial phase shifts and the amplitudes of the excitation of each channel is necessary. The process of obtaining these parameters is called calibration of transceiver modules (MRP).
Элементы, образующие каждый модуль, не являются абсолютно идентичными и имеют отклонения параметров от номинального значения, вызываемые погрешностями при изготовлении, температурными воздействиями, старением и т.д. Отклонения параметров от номинального значения приводят к тому, что амплитуды и фазы сигналов на выходах разных ППМ будут отличаться от расчетных значений, это вызывает ошибки в амплитудно-фазовом распределении вдоль апертуры активной фазированной антенной решетки (АФАР) относительно расчетных величин. В конечном счете, это приводит к ухудшению важнейших параметров АФАР, таких как коэффициент направленного действия, коэффициент полезного действия АФАР и уровень боковых лепестков. Поэтому, для сохранения расчетных параметров АФАР в процессе эксплуатации, необходимо периодически проводить контроль параметров многоканального приемо-передающего тракта для восстановления работоспособности АФАР.The elements that make up each module are not absolutely identical and have deviations of parameters from the nominal value caused by manufacturing errors, temperature effects, aging, etc. Deviations of the parameters from the nominal value lead to the fact that the amplitudes and phases of the signals at the outputs of different SCMs will differ from the calculated values, this causes errors in the amplitude-phase distribution along the aperture of the active phased antenna array (AFAR) relative to the calculated values. Ultimately, this leads to a deterioration of the most important parameters of the AFAR, such as the coefficient of directional action, the efficiency of the AFAR and the level of the side lobes. Therefore, in order to maintain the calculated parameters of the AFAR during operation, it is necessary to periodically monitor the parameters of the multichannel transceiver path to restore the performance of the AFAR.
Сохранение расчетных параметров АФАР обеспечивается введением перед цифро-аналоговыми (ЦАП) и аналого-цифровыми (АЦП) преобразователями устройств коррекции амплитудно-фазовых характеристик каналов, параметры которых уточняются в процессе калибровки.The preservation of the calculated parameters of the AFAR is provided by the introduction of digital-to-analog (DAC) and analog-to-digital (ADC) converters of devices for correcting the amplitude-phase characteristics of channels, the parameters of which are specified during the calibration process.
Известны технические решения построения МЛЦАФАР (Светличный Ю.А. и др. Схемы и компоненты перспективных радиотехнических систем с цифровыми фазированными антенными решетками. Материалы научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Научные чтения к 90-летию со дня рождения академика В.П. Ефремова». М., 19.09.2016), в которых решетка состоит из N приемо-передающих модулей, подключенных к модулю обработки. В модуле обработки после аналого-цифрового выхода каждого приемо-передающего модуля формируется многочастотный цифровой приемник, а на цифроаналоговый вход каждого приемо-передающего модуля из модуля обработки поступает сигнал, создаваемый цифровым многочастотным преобразователем. Выходы модуля обработки соединены с входами многоканальной схемы диаграммообразования, на выходах которой формируются лучи (диаграммы направленности), соответствующие заданным частотам. Со схемы цифрового диаграммообразования на входы многочастотных преобразователей поступают сигналы, которые после преобразования в аналоговую форму с помощью ЦАП и частотного преобразования, усиления в приемо-передающих модулях формируют на выходе излучателей амплитудно-фазовое распределение электромагнитного поля соответствующего луча. Основные недостатки указанной МЛЦАФАР:Known technical solutions for the construction of ILCAFAR (Svetlichny Yu.A. et al. Schemes and components of promising radio systems with digital phased antenna arrays. Materials of the scientific and technical conference of young scientists and specialists “Scientific Readings on the 90th Birthday of Academician V.P. Efremova ". M., 09/19/2016), in which the lattice consists of N transceiver modules connected to the processing module. After the analog-to-digital output of each transceiver module, a multi-frequency digital receiver is formed in the processing module, and the signal generated by the digital multi-frequency converter is fed to the digital-analog input of each transceiver module. The outputs of the processing module are connected to the inputs of the multichannel diagram-forming circuit, at the outputs of which beams (radiation patterns) are formed corresponding to the given frequencies. From the digital diagram-forming circuit, the inputs of multifrequency converters receive signals that, after conversion to analog form using the DAC and frequency conversion, amplification in the transceiver modules, form the amplitude-phase distribution of the electromagnetic field of the corresponding beam at the output of the emitters. The main disadvantages of the specified MLCAFAR:
- при приеме электромагнитной волны ширина диапазона рабочих частот ограничена полосой рабочих частот по входу АЦП;- when receiving an electromagnetic wave, the width of the operating frequency range is limited by the operating frequency band at the input of the ADC;
- при излучении электромагнитной волны ширина диапазона рабочих частот ограничена полосой рабочих частот по входу ЦАП;- when emitting an electromagnetic wave, the width of the operating frequency range is limited by the operating frequency band at the input of the DAC;
- отсутствует управление поляризацией ЭМВ при излучении;- there is no control of the polarization of electromagnetic waves during radiation;
- отсутствует адаптация к поляризации принимаемой ЭМВ.- there is no adaptation to the polarization of the received EMW.
Известен способ калибровки АФАР, в котором для определения комплексных коэффициентов передачи каналов АФАР сигнал с генератора контрольного сигнала через делитель подают на вход каждого передающего канала, с выхода каждого передающего канала ответвляется часть прошедшего сигнала и суммируется в сумматоре контрольного сигнала. Затем этот же сигнал через другой делитель контрольного сигнала поступает на вход каждого приемного канала АФАР. С выхода каждого приемного канала сигнал суммируется еще в одном сумматоре и поступает на вход детектора контрольного сигнала. При этом сигнал на входе детектора представляет собой суперпозицию опорного сигнала, в роли которого выступает суммарный сигнал от (N-1) каналов АФАР, и одного измеряемого канала, причем его фазовращатель поочередно переключается в каждое из L=2p (p - число разрядов фазовращателя) состояний. Измеряя после детектора уровень сигнала при каждом состоянии фазовращателя, получают массив из L величин, на основе которого определяется коэффициент передачи измеряемого канала и начальный фазовый сдвиг относительно опорного канала (Россельс Н.А., Шишлов А.В., Шитиков A.M. Активные фазированные антенные решетки - некоторые вопросы настройки и обслуживания// Радиотехника. №4/2009). Недостатками этого способа являются:There is a known method for calibrating AFAR, in which to determine the complex transmission coefficients of the AFAR channels, the signal from the control signal generator is fed through the divider to the input of each transmitting channel, a part of the transmitted signal branches off from the output of each transmitting channel and is summed in the control signal adder. Then the same signal through another divider of the control signal is fed to the input of each receiving channel AFAR. From the output of each receiving channel, the signal is summed in another adder and is fed to the input of the control signal detector. In this case, the signal at the detector input is a superposition of the reference signal, which is played by the total signal from the (N-1) AFAR channels, and one measured channel, and its phase shifter is switched one by one to each of L = 2 p (p is the number of bits of the phase shifter ) states. After measuring the signal level after the detector for each state of the phase shifter, an array of L values is obtained, based on which the transmission coefficient of the measured channel and the initial phase shift relative to the reference channel are determined (Rossels N.A., Shishlov A.V., Shitikov AM Active phased array antennas - some issues of setup and maintenance // Radio Engineering. No. 4/2009). The disadvantages of this method are:
- неоднозначность измерений комплексных коэффициентов передачи каналов АФАР, так как контрольный сигнал последовательно проходит сначала через передающие каналы, а затем - через приемные;- the ambiguity of measurements of the complex transmission coefficients of the AFAR channels, since the control signal sequentially passes first through the transmitting channels, and then through the receiving ones;
- ограниченная область применения способа, обусловленная необходимостью работы одновременно передающих и приемных каналов АФАР;- limited scope of the method, due to the need to work simultaneously transmitting and receiving channels AFAR;
- использование двух делителей/сумматоров контрольного сигнала, что увеличивает массу, габариты и стоимость аппаратуры калибровки; снижает точность измерений с ростом числа каналов АФАР.- the use of two dividers / adders of the control signal, which increases the mass, dimensions and cost of the calibration equipment; reduces the accuracy of measurements with increasing number of AFAR channels.
Наиболее близким аналогом, прототипом, является техническое решение, описанное в патенте США № US 6545630 B1, 08.04.2003, G01S 7/38. В прототипе на приеме осуществляется управление положением ДН и адаптация к поляризации принимаемой электромагнитной волны (ЭМВ), а при излучении ЭМВ осуществляется управление ее поляризацией и направлением ДН антенны. Основными недостатками указанного устройства являются:The closest analogue, prototype, is the technical solution described in US patent No. US 6545630 B1, 04/08/2003,
- отсутствие независимого управления диаграммами направленности при приеме и излучении ЭМВ;- lack of independent control of radiation patterns when receiving and emitting electromagnetic radiation;
- формируется только один луч;- only one beam is formed;
- техническая сложность выполнения ППМ с идентичными параметрами радиотехнических трактов.- the technical complexity of the implementation of the PPM with identical parameters of the radio paths.
Технический результат при использовании многолучевой цифровой активной фазированной антенной решетки с управлением поляризацией излучаемой ЭМВ и адаптацией к поляризации ЭМВ на приеме с расширенной областью применения по частоте, с устройством калибровки приемо-передающих модулей, состоит в реализации компенсации частотных характеристик в цифровом виде после дискретизации колебаний, в обеспечении высокой направленности антенны, возможности формирования лучей на частотах, частотное расстояние между которыми превышает рабочие полосы ЦАП и АЦП, а устройство калибровки приемных и передающих каналов многолучевой цифровой активной фазированной антенной решетки позволяет повысить точность и достоверность измерений их комплексных коэффициентов передачи.The technical result when using a multi-beam digital active phased antenna array with polarization control of the emitted electromagnetic wave and adaptation to the polarization of the electromagnetic wave at a reception with an extended range of applications in frequency, with a device for calibrating transceiver modules, consists in the implementation of digital frequency characteristics compensation after oscillation sampling, in ensuring a high directivity of the antenna, the possibility of the formation of rays at frequencies, the frequency distance between which exceeds the working field sy DAC and ADC, and the calibration device receiving and transmitting digital multi-channel active phased array antenna allows to improve the accuracy and reliability of measurements of their complex transmission coefficients.
Для этого многолучевая цифровая активная фазированная антенная решетка (МЛЦАФАР) содержит систему антенных излучателей на ортогональных поляризациях, соединенных с N приемо-передающими модулями (ППМ), соединенными с системой амплитудно-фазовой коррекции (АФК), связанной с системой цифрового диаграммообразования (ЦДО), а также устройством целеуказания, системой управления поляризацией и системой синхронизации (СС), синхронизирующей работу многолучевой цифровой активной фазированной антенной решетки. Причем дополнительно включены устройство калибровки многолучевой цифровой активной фазированной антенной решетки для периодической калибровки приемных каналов ППМ по контрольному сигналу, формируемому передающим каналом опорного ППМ, и передающих каналов ППМ по контрольному сигналу, формируемому передающими каналами ППМ, система амплитудно-фазовой коррекции выполнена с возможностью коррекции параметров многоканальных приемо-передающих трактов, а система цифрового диаграммообразования выполнена с возможностью независимого управления диаграммами направленности при приеме и передаче сигналов, при этом устройство целеуказания соединено с системой цифрового диаграммообразования при приеме и передаче, соединенной с формирователем поляризации системы управления поляризацией при передаче и адаптации к поляризации при приеме, при этом передача и прием сигналов осуществляется попеременно.For this, the multi-beam digital active phased antenna array (MLCAFAR) contains a system of antenna emitters with orthogonal polarizations connected to N transceiver modules (PPM) connected to an amplitude-phase correction (ROS) system associated with a digital beamforming (CDO) system, as well as a target designation device, a polarization control system and a synchronization system (SS), which synchronizes the operation of a multi-beam digital active phased antenna array. Moreover, an additional calibration device for a multipath digital active phased antenna array is included for periodically calibrating the receiving channels of the PMD according to the control signal generated by the transmitting channel of the reference PPM, and the transmitting channels of the MRP by the control signal generated by the transmitting channels of the PPM, the amplitude-phase correction system is configured to correct the parameters multichannel transceiver paths, and the digital chart formation system is made with the possibility of independent control directional patterns when receiving and transmitting signals, while the target designator is connected to a digital beamforming system for receiving and transmitting, connected to a polarization driver of the polarization control system during transmission and adaptation to polarization when receiving, while the signals are transmitted and received alternately.
При этом каждый ППМ содержит требуемое число цифро-аналоговых (ЦАП) при передаче и аналого-цифровых (АЦП) преобразователей при приеме, число которых определяется количеством формируемых лучей на частотах, расстояние по частоте между которыми превышает полосы пропускания по входу ЦАП и АЦП.In this case, each PPM contains the required number of digital-to-analog (DACs) during transmission and analog-to-digital (ADC) converters during reception, the number of which is determined by the number of generated beams at frequencies whose frequency spacing exceeds the passband at the input of the DAC and ADC.
Устройство калибровки МЛЦАФАР для калибровки приемных каналов ППМ по контрольному сигналу, передаваемому по трактам приема МЛЦАФАР, содержит опорный ППМ, тракт передачи контрольного сигнала, устройства ненаправленного ввода контрольного сигнала и СВЧ переключатели. Выход передающего канала опорного ППМ, через переключатель изменения направления прохождения контрольного сигнала по тракту калибровки и устройство ненаправленного ввода контрольного сигнала в приемный канал опорного ППМ, подключен к СВЧ переключателю выбора ППМ для выполнения калибровки, соединенным с входом ненаправленного ввода контрольного сигнала, через который контрольный сигнал поступает на вход приемного калибруемого канала, при этом направление прохождения контрольного сигнала по тракту его передачи между приемным каналом опорного ППМ и приемным каналом калибруемого ППМ в трактах противоположное, при этом величина затухания контрольного сигнала в тракте передачи контрольного сигнала между приемными каналами постоянная, а фазовая задержка меняет знак на обратный. Далее, по сигналам на выходах радиоприемных каналов опорного ППМ и выбранного ППМ определяются отклонения амплитудно-фазовых характеристик приемного канала выбранного ППМ от амплитудно-фазовых характеристик приемного канала опорного ППМ. На основе результатов измерений этих отклонений выполняется расчет дифференциальной разницы коэффициента передачи приемного канала выбранного приемо-передающего модуля от коэффициента передачи приемного канала опорного приемо-передающего модуля, при этом измерения дифференциальной разницы коэффициента передачи приемного канала выбранного ППМ относительно коэффициента передачи приемного канала опорного ППМ выполняются для двух схем включения выбранного ППМ: приемные каналы выбранного ППМ подключены к антенному элементу, и приемные каналы выбранного ППМ подключены через узел ненаправленного ввода к тракту прохождения контрольного сигнала.The MLCAFAR calibration device for calibrating the receiving channels of the PPM by the control signal transmitted along the MLCAFAR receiving paths contains a reference PPM, a transmission path of the control signal, non-directional input of the control signal and microwave switches. The output of the transmitting channel of the reference PPM, through the switch for changing the direction of the control signal along the calibration path and the device for the non-directional input of the control signal into the receiving channel of the reference PPM, is connected to the microwave switch for selecting the PPM for calibration, connected to the input of the non-directional input of the control signal through which the control signal arrives at the input of the receiving calibrated channel, while the direction of the control signal along the transmission path between the receiving channel m reference MRP and MRP calibrated receiver finger paths in the opposite, the value of the control signal controlling the attenuation in the signal path between the receiving channels constant and the phase delay reverses sign. Further, by the signals at the outputs of the radio receiving channels of the reference PPM and the selected PPM, the deviations of the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the selected PPM from the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the reference PPM are determined. Based on the measurement results of these deviations, a differential difference in the transmit coefficient of the receive channel of the selected transceiver module from the transmit coefficient of the receive channel of the reference transceiver module is calculated, while the differential difference of the transmit coefficient of the receive channel of the selected PPM relative to the transmit coefficient of the receive reference PPM channel is calculated for two schemes for switching on the selected PPM: receiving channels of the selected PPM are connected to the antenna element, and receiving The selected channels of the selected MRP are connected through the non-directional input node to the control signal path.
В способе калибровки МЛЦАФАР для калибровки передающих каналов ППМ по контрольному сигналу, передаваемому по трактам приема и передачи МЛЦАФАР при калибровке передающих каналов ППМ, контрольный сигнал, формируемый передающим каналом опорного ППМ, через устройство ненаправленной связи вводится в приемный радиотракт опорного ППМ, а контрольный сигнал, формируемый передающим каналом выбранного ППМ, через устройство ненаправленной связи вводится в приемный радиотракт выбранного ППМ, и далее, по сигналам на выходах радиоприемных каналов опорного ППМ и выбранного приемного канала ППМ, определяются отклонения амплитудно-фазовых характеристик приемного канала выбранного ППМ от амплитудно-фазовых характеристик приемного канала эталонного приемо-передающего модуля. На основе результатов измерений, с учетом дифференциальной разницы в коэффициентах передачи приемных каналов опорного и выбранного приемо-передающего модулей этих отклонений, выполняется расчет дифференциальной разницы коэффициента усиления передающего канала выбранного ППМ от коэффициента усиления передающего канала опорного приемо-передающего модуля.In the method of calibrating MLCAFAR for calibrating the transmitting channels of the MRP according to the control signal transmitted along the paths of reception and transmission of MLCAFAR during the calibration of the transmitting channels of the PPM, the control signal generated by the transmitting channel of the reference PPM is input through the non-directional communication device into the receiving radio path of the reference PPM, and the control signal formed by the transmitting channel of the selected PPM, through an omnidirectional communication device is introduced into the receiving radio path of the selected PPM, and then, by the signals at the outputs of the radio receiving channels reference PPM and the selected receiving channel PPM, the deviations of the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the selected PPM from the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the reference transceiver module are determined. Based on the measurement results, taking into account the differential difference in the transmission coefficients of the receiving channels of the reference and selected transceiver modules of these deviations, the differential difference of the transmission channel gain of the selected PPM from the transmission coefficient of the transmission channel of the reference transceiver module is calculated.
МЛЦАФАР с управлением поляризацией излучаемой ЭМВ и адаптацией к поляризации ЭМВ на приеме с расширенной областью применения по частоте содержит излучатели на ортогональных поляризациях, имеющие общий фазовый центр. Выходы излучателей соединены с ППМ, причем каждый ППМ содержит требуемое число ЦАП и АЦП, число которых больше одного и определяется количеством формируемых лучей на частотах приема и передачи, частотное расстояние между которыми превышает полосы рабочих частот ЦАП и АЦП.MLCAFAR with polarization control of the emitted electromagnetic wave and adaptation to the polarization of the electromagnetic wave at a reception with an extended range of applications in frequency contains emitters with orthogonal polarizations having a common phase center. The outputs of the emitters are connected to the PPM, and each PPM contains the required number of DACs and ADCs, the number of which is more than one and is determined by the number of generated beams at the receive and transmit frequencies, the frequency distance between which exceeds the operating frequency bands of the DAC and ADC.
Обеспечение калибровки ППМ МЛЦАФАР решается тем, что встроенное устройство калибровки МЛЦАФАР, состоящее из опорного ППМ, тракта передачи контрольного сигнала, устройств ненаправленного ввода контрольного сигнала и переключателей, реализует калибровку приемных каналов ППМ по контрольному сигналу, формируемому передающим каналом опорного ППМ, который через устройства ненаправленной связи вводится в приемные радиотракты опорного ППМ и выбранного приемного канала ППМ. Направление прохождения контрольного сигнала по тракту его передачи между приемными каналами в трактах противоположное, при этом величина затухания контрольного сигнала постоянная, а фазовая задержка меняет знак на обратный. Далее, по сигналам на выходах радиоприемных каналов опорного ППМ и выбранного ППМ, определяются отклонения амплитудно-фазовых характеристик приемного канала выбранного ППМ от амплитудно-фазовых характеристик приемного канала эталонного ППМ. На основе результатов измерений этих отклонений выполняется расчет дифференциальной разницы коэффициента передачи приемного канала выбранного ППМ от коэффициента передачи приемного канала опорного ППМ. При этом измерения дифференциальной разницы коэффициента передачи приемного канала выбранного ППМ от коэффициента передачи приемного канала опорного ППМ выполняются для двух схем включения выбранного ППМ: приемные каналы выбранного ППМ подключены к антенному элементу, и приемные каналы выбранного ППМ подключены через узел ненаправленного вода к тракту прохождения контрольного сигнала.Ensuring the calibration of the MLCAFAR PPM is solved by the fact that the integrated MLCAFAR calibration device, consisting of the reference PPM, the control signal transmission path, the directional input devices of the control signal and switches, realizes the calibration of the PPM receiving channels by the control signal generated by the transmitting channel of the reference PPM, which is transmitted through the non-directional device communication is introduced into the receiving radio paths of the reference PPM and the selected receiving channel PPM. The direction of the control signal along the transmission path between the receiving channels in the paths is the opposite, while the attenuation of the control signal is constant, and the phase delay reverses its sign. Further, by the signals at the outputs of the radio receiving channels of the reference PPM and the selected PPM, the deviations of the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the selected PPM from the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the reference PPM are determined. Based on the measurement results of these deviations, the differential difference of the transmit channel gain of the selected PPM from the transmit coefficient of the receive channel of the reference PPM is calculated. In this case, measurements of the differential difference of the transmit channel gain of the selected PPM from the transmit coefficient of the receive channel of the reference PPM are performed for two switching schemes of the selected PPM: the receive channels of the selected PPM are connected to the antenna element, and the receive channels of the selected PPM are connected through the directional water node to the control signal path .
При калибровке передающих каналов ППМ контрольный сигнал, формируемый передающим каналом опорного ППМ, через устройство ненаправленной связи вводится в приемный радиотракт опорного ППМ, а контрольный сигнал, формируемый передающим каналом выбранного ППМ, через устройство ненаправленной связи вводится в приемный радиотракт выбранного ППМ. Далее, по сигналам на выходах радиоприемных каналов опорного ППМ и выбранного приемного канала ППМ, определяются отклонения амплитудно-фазовых характеристик приемного канала выбранного ППМ от амплитудно-фазовых характеристик приемного канала эталонного ППМ. На основе результатов измерений с учетом дифференциальной разницы в коэффициентах передачи приемных каналов опорного и выбранного ППМ этих отклонений выполняется расчет дифференциальной разницы коэффициента усиления передающего канала выбранного ППМ от коэффициента усиления передающего канала опорного ППМ.When calibrating the transmitting channels of the PPM, the control signal generated by the transmitting channel of the reference PPM is input through the non-directional communication device to the receiving radio path of the reference PPM, and the control signal generated by the transmitting channel of the selected PPM is transmitted through the device of non-directional communication to the receiving radio path of the selected PPM. Further, by the signals at the outputs of the radio receiving channels of the reference PPM and the selected receiving PPM channel, the deviations of the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the selected PPM from the amplitude-phase characteristics of the receiving channel of the reference PPM are determined. Based on the measurement results, taking into account the differential difference in the transmission coefficients of the receiving channels of the reference and selected PPM of these deviations, the differential difference of the gain of the transmitting channel of the selected PPM from the gain of the transmitting channel of the reference PPM is calculated.
Калибровка приемной части приемо-передающих каналов производится в режиме приема, при этом контрольный сигнал снимается с выхода приемной части приемо-передающих каналов. Калибровка передающей части приемо-передающих каналов производится в режиме передачи, при этом для калибровки используют часть мощности сигнала, ответвленного с выхода соответствующего приемо-передающего канала и прошедшего через приемную часть этого канала. В процессе калибровки измеряют сдвиг фазы и разницу амплитуд сигнала с выхода калибруемого канала относительно опорного. В качестве опорного для калибровки всех каналов используется один и тот же канал, например первый, для калибровки используется синусоидальный сигнал с частотой в рабочем диапазоне частот АФАР.Calibration of the receiving part of the transceiver channels is performed in the receiving mode, while the control signal is removed from the output of the receiving part of the transceiver channels. Calibration of the transmitting part of the transceiver channels is performed in the transmission mode, while for calibration use part of the signal power, branched from the output of the corresponding transceiver channel and passed through the receiving part of this channel. During the calibration, the phase shift and the difference in the amplitudes of the signal from the output of the calibrated channel relative to the reference are measured. The same channel is used as a reference for calibration of all channels, for example, the first one; a sinusoidal signal with a frequency in the operating AFAR frequency range is used for calibration.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показана функциональная схема цифровой АФАР с системами коррекции, ЦДО, управления поляризацией при излучении и адаптации к поляризации принимаемого сигнала.In FIG. 1 shows a functional diagram of a digital AFAR with correction systems, CDO, polarization control during radiation and adaptation to the polarization of the received signal.
На фиг. 2 представлена схема цифровой АФАР с системой калибровки, управлением поляризацией при излучении ЭМВ и адаптацией к поляризации ЭМВ на приеме.In FIG. Figure 2 shows a digital AFAR circuit with a calibration system, polarization control during EMF emission and adaptation to EMF polarization at reception.
На фиг. 3 показана функциональная схема ППМ на ортогональных поляризациях (ППМ VH) с коррекцией амплитудно-фазовых характеристик приемо-передающих каналов.In FIG. Figure 3 shows a functional diagram of an orthogonal polarization PPM (VH PPM) with correction of the amplitude-phase characteristics of the transceiver channels.
На фиг. 4 показана функциональная схема ППМ для работы на вертикальной/горизонтальной поляризации, в котором Mt каналов для излучения и Mr каналов для приема электромагнитной волны, а временное разделение обеспечивается применением СВЧ переключателей.In FIG. 4 shows a functional diagram of the PMD for working on vertical / horizontal polarization, in which M t channels for radiation and M r channels for receiving electromagnetic waves, and time separation is provided by the use of microwave switches.
На фиг. 5 приведена функциональная схема многоканального ППМ с СВЧ переключателями для временного разделения тактов приема и передачи и подключения тракта прохождения контрольного сигнала.In FIG. Figure 5 shows a functional diagram of a multi-channel PPM with microwave switches for the temporary separation of the clock cycles of reception and transmission and connection of the control signal path.
На фиг. 6 и фиг. 7 показаны варианты коммутации сверхвысокочастотных переключателей ППМ в режимах работы приема или передачи ЭМВ и подключения тракта прохождения контрольного сигнала при калибровке этих каналов.In FIG. 6 and FIG. Figure 7 shows the switching options for the PPM microwave switches in the modes of receiving or transmitting electromagnetic waves and connecting the control signal path when calibrating these channels.
На фиг. 8 приведена структурная схема МЛЦАФАР с системой калибровки.In FIG. Figure 8 shows the structural diagram of MLCAFAR with a calibration system.
На фиг. 9 показана схема подключения ППМ с индексом (номером) i к системе калибровки.In FIG. 9 shows the connection diagram of the MRP with index (number) i to the calibration system.
На фиг. 10 показана схема прохождения контрольного сигнала на этапе L1 при калибровке приемных каналов ППМ с индексом (номером) i при подключении их к излучателю.In FIG. 10 shows a pilot signal flow diagram at step L1 when calibrating the receiving channels of the MRP with the index (number) i when they are connected to the emitter.
На фиг. 11 показана схема прохождения контрольного сигнала на этапе R1 калибровки приемных каналов ППМ с индексом (номером) i при подключении их к излучателю.In FIG. 11 shows a pilot signal flow diagram at the R1 calibration stage of the PPM receiving channels with index (number) i when they are connected to the emitter.
На фиг. 12 показана схема прохождения контрольного сигнала на этапе L2 калибровки приемных каналов ППМ с индексом (номером) i при подключении их к тракту прохождения контрольного сигнала.In FIG. 12 shows a pilot signal flow chart at the L2 calibration stage of the receiving channels of the MRP with index (number) i when they are connected to the pilot signal path.
На фиг. 13 приведена схема прохождения контрольного сигнала на этапе R2 калибровки приемных каналов ППМ с индексом (номером) i при подключении их к тракту прохождения контрольного сигнала.In FIG. 13 shows a control signal transmission scheme at the calibration step R2 of the receiving PPM channels with index (number) i when they are connected to the control signal passage.
На фиг. 14 показана схема прохождения сигналов на этапе Т при калибровке передающих каналов.In FIG. 14 shows a signal flow diagram in step T during calibration of the transmission channels.
Заявленная цифровая АФАР с системой калибровки, управлением поляризацией при излучении ЭМВ и адаптацией к поляризации ЭМВ на приеме содержит:The claimed digital AFAR with a calibration system, polarization control during EMF emission and adaptation to EMF polarization at the reception contains:
1 - систему антенных излучателей на ортогональных поляризациях;1 - a system of antenna emitters on orthogonal polarizations;
2 - N приемо-передающих модулей;2 - N transceiver modules;
3 - систему амплитудно-фазовой коррекции (АФК);3 - a system of amplitude-phase correction (ROS);
4 - систему цифрового диаграммообразования (ЦДО);4 - a system of digital chart formation (CDO);
5 - устройство целеуказания;5 - target designation device;
6 - систему управления поляризацией;6 - polarization control system;
7 - систему синхронизации;7 - synchronization system;
8 - устройство калибровки МЛЦАФАР для периодической калибровки приемных каналов ППМ по контрольному сигналу, формируемому передающим каналом 9 опорного приемо-передающего модуля;8 - calibration device MLCAFAR for periodic calibration of the receiving channels of the PPM on the control signal generated by the transmitting
9 - передающий канал опорного приемо-передающего модуля;9 - transmitting channel of the reference transceiver module;
10 - опорный ППМ;10 - reference PPM;
11 - приемный канал опорного ППМ;11 - the receiving channel of the reference PPM;
12 - СВЧ переключатель М 2×2 (матрица переключателей с двумя входами и двумя выходами) изменения направления прохождения контрольного сигнала по тракту калибровки 8;12 -
13 - согласованную нагрузку Z;13 - matched load Z;
14 - СВЧ переключатели М ППМ (матрица переключателей с одним входом и N выходами) для подключения ППМ 2 с индексом (номером) i к тракту калибровки;14 - microwave switches M PPM (matrix of switches with one input and N outputs) for connecting
15 - узлы ввода сигнала калибровки;15 - nodes input calibration signal;
16 - блок расчета данных калибровки;16 - unit for calculating calibration data;
17 - цифро-аналоговые преобразователи радиотрактов ППМ VH;17 - digital-to-analog converters radio paths PPM VH;
18 - сумматор сигналов числом Mt входов, формирующий суммарный сигнал;18 is a signal adder with the number of M t inputs, forming a total signal;
19 - многоканальное приемное устройство на Mr каналов;19 is a multi-channel receiver on M r channels;
20 - выходной усилитель ППМ с индексом i;20 - output amplifier PPM with index i;
21 - аналого-цифровые преобразователи;21 - analog-to-digital converters;
22 - узел ввода сигнала ППМ с индексом i;22 - node input signal PPM with index i;
23 - переключатель направления прохождения сигнала в опорном ППМ;23 - switch the direction of the signal in the reference PPM;
24 - узел ввода контрольного сигнала опорного ППМ;24 - node input control signal reference PPM;
25 - выходной усилитель опорного ППМ;25 - output amplifier reference PPM;
26 - выходной усилитель ППМ с индексом i.26 - output amplifier PPM with index i.
Функциональная схема (фиг. 1) цифровой АФАР с устройством, реализующим предлагаемый способ калибровки, системой коррекции, системой цифрового диаграммообразования, управлением поляризацией при излучении ЭМВ и адаптацией к поляризации ЭМВ на приеме имеет следующие обозначения:The functional diagram (Fig. 1) of a digital AFAR with a device that implements the proposed calibration method, a correction system, a digital charting system, polarization control during EMF emission and adaptation to EMF polarization at the reception has the following notation:
H, V - излучатели 1 на ортогональных поляризациях;H, V -
Miv, - СВЧ переключатели для изменения тракта прохождения СВЧ сигналов в ППМ 2 с индексом (номером) i через узлы ввода сигналов.Miv - Microwave switches for changing the path of the microwave signals in the
Блок расчета 16 данных калибровки реализует алгоритм управления процессом калибровки МЛЦАФАР, производит измерения выходов приемных каналов ППМ, образующих МЛЦАФАР и вычисления коэффициентов калибровки.Calculation
Контрольный сигнал формируется передающим каналом опорного ППМ. Выход передающего канала опорного ППМ соединен с СВЧ переключателем 12 М 2×2, который обеспечивает изменение направления прохождения контрольного сигнала через тракт калибровки.The control signal is generated by the transmitting channel of the reference PPM. The output of the transmitting channel of the reference PPM is connected to a microwave switch 12
Вход приемного канала опорного ППМ соединен с трактом прохождения контрольного сигнала через ненаправленный узел связи.The input of the receiving channel of the reference PPM is connected to the path of the control signal through the omnidirectional communication node.
С помощью набора СВЧ переключателей 14 выбранный ППМ с индексом (номером) i с помощью узлов ввода 15 подключается к тракту калибровки 8.Using a set of microwave switches 14, the selected MRP with the index (number) i using input nodes 15 is connected to the calibration path 8.
Блок расчета 16 данных калибровки реализует алгоритм управления процессом калибровки, при котором калибровка приемной части приемо-передающих каналов выбранного ППМ производится в режиме приема, а калибровка передающей части приемо-передающих каналов производится в режиме передачи. При калибровке выполняются измерения разности фаз и амплитуд сигнала с выхода приемного канала выбранного ППМ 2 относительно приемного канала опорного ППМ 10.Calculation
При предлагаемом способе калибровки отсутствует необходимость обеспечения синфазности контрольного сигнала при калибровке приемных и передающих каналов ППМ.With the proposed calibration method, there is no need to ensure that the control signal is in phase when calibrating the receiving and transmitting channels of the magnetic control.
Структурная схема МЛЦАФАР, в которой обеспечивается независимое управление ДН при приеме и излучении ЭМВ, управление поляризацией излучаемой электромагнитной волны и адаптация к поляризации ЭМВ на приеме, а также контроль параметров многоканального приемо-передающего тракта для восстановления работоспособности АФАР на фиг. 2 имеет следующие обозначения:The block diagram of MLCAFAR, which provides independent control of the beam during reception and emission of electromagnetic waves, control of the polarization of the emitted electromagnetic wave and adaptation to polarization of electromagnetic waves at the reception, as well as control of the parameters of the multi-channel transmit-receive path to restore the efficiency of the AFAR in FIG. 2 has the following notation:
ППМ VH № i - приемо-передающий модуль 2 с индексом (номером) i от 1 до N для излучения и приема ЭМВ на ортогональных поляризациях, который содержит два канала, подключенных к излучателям на ортогональных поляризациях, для излучения и два канала, подключенных к излучателям на ортогональных поляризациях, для приема ЭМВ;ППМ VH № i -
- комплексные коэффициенты амплитудно-фазовой коррекции передающих каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N при излучении ЭМВ на вертикальной поляризации. - complex coefficients of the amplitude-phase correction of the transmitting channels of the PMH VH with indices (numbers) 1, 2, ..., N when emitting electromagnetic waves on vertical polarization.
- комплексные коэффициенты амплитудно-фазовой коррекции передающих каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N при излучении ЭМВ на горизонтальной поляризации. - complex coefficients of the amplitude-phase correction of the transmitting channels of the PMH VH with indices (numbers) 1, 2, ..., N when emitting electromagnetic waves on horizontal polarization.
- комплексные коэффициенты амплитудно-фазовой коррекции приемных каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N при приеме ЭМВ на вертикальной поляризации. - complex coefficients of the amplitude-phase correction of the receiving channels of the PMH VH with indices (numbers) 1, 2, ..., N when receiving EMW on vertical polarization.
- комплексные коэффициенты амплитудно-фазовой коррекции приемных каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N при приеме ЭМВ на горизонтальной поляризации. - complex coefficients of the amplitude-phase correction of the receiving channels of the PMH VH with indices (numbers) 1, 2, ..., N when receiving EMW on horizontal polarization.
Работа МЛЦАФАР на прием и передачу осуществляется попеременной сменой периода излучения и периода приема ЭМВ.The work of MLCAFAR on reception and transmission is carried out by alternately changing the period of radiation and the period of reception of electromagnetic waves.
При излучении ЭМВ исходными данными для работы МЛЦАФАР являются:When emitting electromagnetic radiation, the initial data for the operation of MLCAFAR are:
- временные параметры излучаемого сигнала: последовательности квадратурных составляющих аналитического сигнала Itr, Qtr;- temporal parameters of the emitted signal: a sequence of quadrature components of the analytical signal I tr , Q tr ;
- поляризационные параметры излучаемой ЭМВ;- polarization parameters of the emitted electromagnetic wave;
- форма и пространственная ориентация ДН антенной системы;- the shape and spatial orientation of the bottom of the antenna system;
- несущая частота излучаемого сигнала ƒ0.- carrier frequency of the emitted signal ƒ 0 .
Работа МЛЦАФАР при излучении осуществляется следующим образом: на вход системы управления поляризацией 6 МЛЦАФАР поступает аналитический сигнал в квадратурах Itr, Qtr, из которого система управления поляризацией 6 формирует квадратурные сигналы Itrv, Qtrv и Itrv, Qtrh с заданными поляризационными параметрами для излучения на ортогональных поляризациях компонент ЭМВ, например, вертикальной и горизонтальной поляризациях.The operation of MLCAFAR during radiation is carried out as follows: the input of the
Квадратурные сигналы Itrv, Qtrv и Itrv, Qtrv поступают в систему ЦДО, в которой осуществляется расчет амплитудно-фазового распределения поля на апертуре антенной системы, требуемого для формирования ДН с заданными параметрами пространственной ориентации и формы. Работа системы ЦДО происходит по целеуказанию от внешнего источника, например бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) объекта, на котором установлена АФАР.The quadrature signals I trv , Q trv and I trv , Q trv enter the CDO system, in which the amplitude-phase distribution of the field at the aperture of the antenna system is calculated, which is required for the formation of MDs with the given parameters of spatial orientation and shape. The operation of the CDS system occurs by target designation from an external source, for example, on-board electronic equipment (avionics) of the facility on which the AFAR is installed.
Элементы, образующие передающие радиотракты МЛЦАФАР, не являются абсолютно идентичными. Для исключения отклонения амплитуд и фаз сигналов на выходах передающих радиотрактов ППМ VH от расчетных значений система коррекции по данным об отклонениях амплитудно-фазовых характеристик каналов от расчетных значений, равных корректирует амплитуду и фазу выходных квадратурных сигналов системы ЦДО 4, которые далее поступают в ЦАП 17 передающих радиотрактов ППМ VH.The elements forming the MLCAFAR transmitting radio paths are not completely identical. To eliminate the deviation of the amplitudes and phases of the signals at the outputs of the transmitting radio paths of the PPM VH from the calculated values, a correction system based on the data on the deviations of the amplitude-phase characteristics of the channels from the calculated values equal to corrects the amplitude and phase of the output quadrature signals of the CDO 4 system, which then go to the
В передающих каналах ППМ VH, подключенных к излучателям 1 пространственно ортогональных компонент ЭМВ, происходит модуляция выходных сигналов, соответствующих компонентами квадратурных сигналов (представленных в комплексном описании), поступающих с соответствующих выходов системы коррекции.In the transmitting channels of the PMH VH connected to the
- аналитические цифровые входные сигналы (в комплексном представлении) передающих каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N для излучения ЭМВ на вертикальной поляризации. - analytical digital input signals (in a complex representation) of the transmitting channels VHF VH with indices (numbers) 1, 2, ..., N for emitting electromagnetic waves on vertical polarization.
- аналитические цифровые входные сигналы (в комплексном представлении) передающих каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N для излучения ЭМВ на горизонтальной поляризации. - analytical digital input signals (in a complex representation) of the transmitting channels VHF VH with indices (numbers) 1, 2, ..., N for EMW radiation on horizontal polarization.
- аналитические цифровые выходные сигналы (в комплексном представлении) приемных каналов ППМ VH с индексами (номерами) 1, 2, …, N при приеме ЭМВ на вертикальной поляризации. - analytical digital output signals (in a complex representation) of the receiving channels of the VHF program with indexes (numbers) 1, 2, ..., N when receiving EMW on vertical polarization.
Частотный план работы передающих каналов ППМ VH задается системой синхронизации 7, которая определяет соответствующее частотное преобразование, при котором ЭМВ излучается на заданной частоте ƒ0.The frequency plan of work of the transmitting channels of the PMH VH is set by the
В результате этих действий МЛЦАФАР излучает в пространство ЭМВ с заданными временными и пространственными характеристиками.As a result of these actions, MLCAFAR emits EMV into the space with given temporal and spatial characteristics.
При приеме ЭМВ исходными данными для работы МЛЦАФАР являются:When receiving EMV, the initial data for the operation of ILCAFAR are:
- форма и пространственная ориентация ДН антенной системы;- the shape and spatial orientation of the bottom of the antenna system;
- несущая частота принимаемого сигнала ƒ0.- carrier frequency of the received signal ƒ 0 .
Работа МЛЦАФАР при приеме осуществляется следующим образом: излучатели ППМ VH 2 осуществляют прием пространственно ортогональных компонент ЭМВ, падающей на раскрыв МЛЦАФАР. Принятые излучателями 1 сигналы поступают на вход приемных каналов 2 ППМ VH. В приемных каналах осуществляется преобразование входных сигналов по частоте и формирование на нулевой промежуточной частоте цифровых значений квадратур сигналов Itrv, Qtrv и Itrv, Qtrv соответствующих ортогональным базисам разложения падающей ЭМВ излучателями 1. Частотный план работы приемных каналов ППМ VH задается системой синхронизации 7, которая определяет соответствующее частотное преобразование, при котором осуществляется прием ЭМВ на заданной частоте ƒ0.The operation of the MLCAFAR during reception is carried out as follows: the emitters of the
Далее сигналы с выходов ППМ VH 2 поступают на входы системы коррекции 3. Необходимость применения системы коррекции 3 обусловлена тем, что элементы, образующие приемные радиотракты МЛЦАФАР, не являются абсолютно идентичными, и это приводит к ошибочным результатам при расчете сигнала на выходе МЛЦАФАР. Для исключения влияния амплитудных и фазовых различий приемных трактов на качество формирования сигнала на выходе МЛЦАФАР система коррекции 3, по данным об отклонениях амплитудно-фазовых характеристик каналов от расчетных значений, равных корректирует амплитуду и фазу выходных квадратурных сигналов системы ЦДО 4, которые далее поступают в ЦАП передающих радиотрактов ППМ VH 2.Further, the signals from the outputs of the
Цифровые квадратуры сигналов ППМ VH 2 МЛЦАФАР после коррекции поступают на входы системы ЦДО 4 при приеме ЭМВ, которая, в соответствии с требуемыми параметрами формирования ДН антенной системы на приеме, осуществляет расчет коэффициентов амплитудно-фазового распределения поля. Работа системы ЦДО 4 происходит по целеуказанию 5 от внешнего источника, например БРЭО.After correction, the digital quadratures of the
Сигналы с выходов системы ЦДО 4 при приеме поступают в систему управления поляризацией 6, где осуществляется адаптация к поляризации принимаемой ЭМВ. Суть адаптации к поляризации принятой ЭМВ заключается в формировании на выходе аналитического сигнала в квадратурах Irc, Qrc путем когерентного сложения принятых пространственно ортогональных сигналов. При адаптации определяются параметры эллиптичности принятой ЭМВ. В результате этих действий МЛЦАФАР принимает ЭМВ на заданной частоте ƒ0 при заданной ДН, ее пространственной ориентации и формирует на своих выходах сигнал в квадратурах и параметры его эллиптичности.The signals from the outputs of the CDO 4 system at reception enter the
МЛЦАФАР обеспечивает:MLCAFAR provides:
- формирование ДН заданной формы на прием и передачу, и их ориентации в пространстве;- the formation of the DN of a given form for reception and transmission, and their orientation in space;
- управление поляризацией излучаемой ЭМВ;- polarization control of the emitted electromagnetic wave;
- адаптацию к поляризации принимаемой ЭМВ.- adaptation to the polarization of the received EMW.
На фиг. 3 представлена функциональная схема ППМ VH из состава цифровой АФАР для приема и излучения компонент ЭМВ на ортогональных поляризациях с элементами системы коррекции.In FIG. Figure 3 shows the functional diagram of the VH PMD from a digital AFAR for the reception and emission of EME components at orthogonal polarizations with elements of a correction system.
Здесь:Here:
Itrv, Qtrv - квадратурные компоненты аналитического сигнала на вертикальной поляризации от системы ЦДО 4 при излучении компоненты ЭМВ с вертикальной поляризацией;I trv , Q trv - quadrature components of the analytical signal on vertical polarization from the CDO 4 system when emitting a vertical polarized EMF component;
Itrv, Qtrh - квадратурные компоненты аналитического сигнала на вертикальной поляризации от системы ЦДО 4 при излучении компоненты ЭМВ на горизонтальной поляризации;I trv , Q trh - quadrature components of the analytical signal on vertical polarization from the CDO 4 system when emitting an EMW component on horizontal polarization;
Ircv, Qrcv - квадратурные компоненты аналитического сигнала приемного канала, поступающие на систему ЦДО 4 вертикальной поляризации;I rcv , Q rcv - quadrature components of the analytical signal the receiving channel, arriving at the system DAC 4 vertical polarization;
Irch, Qrch - квадратурные компоненты аналитического сигнала приемного канала, поступающие на систему ЦДО 4 горизонтальной поляризации;I rch , Q rch - quadrature components of the analytical signal the receiving channel arriving at the CDO system 4 of horizontal polarization;
- комплексные коэффициенты АФК передающих каналов ППМ HV при излучении ЭМВ на вертикальной и горизонтальной поляризации; - complex ROS coefficients of the transmitting channels of the HV PPM when emitting electromagnetic waves on the vertical and horizontal polarization;
- комплексные коэффициенты амплитудно-фазовой коррекции (АФК) приемных каналов ППМ HV при приеме ЭМВ на вертикальной и горизонтальной поляризации. - complex coefficients of amplitude-phase correction (ROS) of the receiving channels of the HV PPM when receiving EMW on vertical and horizontal polarization.
Коррекция амплитудно-фазовых характеристик ППМ осуществляется умножением аналитического сигнала на комплексные коэффициенты АФК каналов по правилу умножения комплексных величин.Correction of the amplitude-phase characteristics of the MRP is carried out by multiplying the analytical signal by the complex coefficients of the ROS channels according to the rule of multiplication of complex quantities.
На фиг. 4 представлена функциональная схема приемо-передающего модуля 2 на вертикальной/горизонтальной поляризации, реализующая возможность работы его в многоканальном варианте, в котором Mt каналов для излучения и Mr каналов приема ЭМВ, при этом частотное расстояние между приемными и передающими каналами превышает рабочую полосу АЦП и ЦАП.In FIG. 4 is a functional diagram of a
На фиг. 4 приняты следующие обозначения:In FIG. 4 the following notation is accepted:
i - индекс (номер) приемо-передающего модуля 2;i is the index (number) of the
Mt - число цифровых входов приемо-передающего модуля 2;M t is the number of digital inputs of the
Mr - число цифровых выходов приемо-передающего модуля 2;M r - the number of digital outputs of the
Itr(mt), Qtr(mr) - квадратурные компоненты аналитического сигнала от системы ЦДО 4, определенные из условия требуемого амплитудно-фазового распределения (формирование требуемой ДН) на раскрыве антенной решетки при излучении ЭМВ каналом, mt ∈ [1, …, Mt] приемо-передающего модуля;I tr (mt) , Q tr (mr) are the quadrature components of the analytical signal from the CDO 4 system, determined from the condition of the required amplitude-phase distribution (formation of the desired beam pattern) at the aperture of the antenna array when emitting the EMF channel, mt ∈ [1, ..., M t ] transceiver module;
Irc(mr), Qrc(mr) - квадратурные компоненты аналитического сигнала приемного канала mr ∈ [1, …, Mr] приемо-передающего модуля 2, поступающие на систему ЦДО 4 для формирования амплитудно-фазового распределения на раскрыве антенной решетки при приеме ЭМВ (формирование ДН при приеме);I rc (mr) , Q rc (mr) are the quadrature components of the analytical signal of the receiving channel mr ∈ [1, ..., M r ] of the receiving-transmitting
- сумматор 18 сигналов числом Mt входов, формирующий композитный сигнал; -
- многоканальное приемное устройство 19 на Mr каналов. -
В ППМ многочастотный формирователь формирует аналоговый композитный сигнал на основе входных цифровых сигналов, число которых равно Mt, и который далее поступает на выходной усилитель 20. Многоканальное приемное устройство имеет приемные каналы, по числу АЦП, равному Mr.In MRP multi-frequency driver generates an analog composite signal based on digital input signals, the number of which is equal to M t , and which then goes to the
Технологические погрешности выполнения радиотехнических цепей ППМ 2 приводят к межканальным и квадратурным неидентичностям характеристик приемных и передающих каналов МЛЦАФАР. Для сохранения расчетных параметров цифровой АФАР в процессе эксплуатации необходимо периодически проводить контроль параметров многоканального приемо-передающего тракта ЦАФАР и его калибровку для восстановления идентичности всех каналов, что устраняется введением перед ЦАП и после АЦП устройств коррекции амплитудно-фазовых характеристик каналов.Technological errors in the implementation of
При работе с сигналами, для которых работа АЦП или ЦАП является неэффективной (высокая частота, недостаточная разрядность имеющихся АЦП/ЦАП, их высокое энергопотребление и т.п.), в ППМ может выполняться одно или несколько промежуточных преобразований частоты с использованием гетеродинов.When working with signals for which the operation of the ADC or DAC is inefficient (high frequency, insufficient bit depth of the existing ADC / DAC, their high power consumption, etc.), one or several intermediate frequency conversions using local oscillators can be performed in the MRP.
Для обеспечения цифрового синтеза ДН в режиме приема, а также формирования заданного распределения электромагнитного поля в раскрыве антенной решетки 1 в режиме передачи используется система ЦДО 4, которая обеспечивает цифровой синтез ДН в режиме приема, а также формирование заданного распределения электромагнитного поля в раскрыве антенной решетки - в режиме передачи.To ensure digital synthesis of the radiation pattern in reception mode, as well as the formation of a given distribution of the electromagnetic field in the aperture of the
Система ЦДО состоит из устройств формирования ДН при излучении ЭМВ и формирования ДН при приеме ЭМВ.The CDO system consists of devices for the formation of MDs when emitting electromagnetic radiation and the formation of MDs when receiving electromagnetic waves.
Формирование требуемых параметров эллиптичности ЭМВ при излучении обеспечивается путем разложения аналитического сигнала на две компоненты с заданным соотношением амплитуд и фаз и излучаемых в виде пространственно ортогональных компонент ЭМВ.The formation of the required parameters of EMW ellipticity during radiation is ensured by decomposing the analytical signal into two components with a given ratio of amplitudes and phases and emitted in the form of spatially orthogonal EMF components.
Адаптация к поляризации ЭМВ при приеме обеспечивается согласованием поляризационного базиса антенны с поляризацией принимаемого сигнала.Adaptation to polarization of electromagnetic waves during reception is provided by matching the polarization basis of the antenna with the polarization of the received signal.
Формирование сетки опорных частот, обеспечивающих синхронную работу всех составных частей программно-аппаратного комплекса системы ЦДО 4, выдачи синхросигнала тактирования АЦП и ЦАП, выдача опорного сигнала на аналоговый задающий генератор, формирование частот гетеродинов и управление коммутацией сигналов коррекции характеристик приемных и передающих модулей обеспечивается системой синхронизации 7.The formation of a grid of reference frequencies that ensure synchronous operation of all the components of the hardware and software complex of the CDO 4 system, the generation of the clock signal from the ADC and DAC, the output of the reference signal to an analog master oscillator, the generation of local oscillator frequencies, and the switching of the switching signal correction of the characteristics of the receiving and transmitting modules is provided by the
Одной из сложнейших задач является настройка широкополосной МЛЦАФАР (фазирование при приеме и передаче) и удержание ее в рабочем состоянии. Для решения этой проблемы заявляемым изобретением предлагается ввести в состав МЛЦАФАР систему внутренней калибровки, которая по результатам отклонения амплитудно-фазовой характеристики ППМ МЛЦАФАР от амплитудно-фазовой характеристики эталонного ППМ позволит рассчитать коэффициенты амплитудно-фазовой коррекции приемных и передающих каналов ППМ.One of the most difficult tasks is to configure broadband MLCAFAR (phasing during reception and transmission) and to keep it in working condition. To solve this problem, the claimed invention proposes to introduce an internal calibration system into ILCAFAR, which, based on the deviation of the amplitude-phase characteristics of the ILCAFAR PMP from the amplitude-phase characteristics of the reference PPM, will allow calculating the amplitude-phase correction coefficients of the receiving and transmitting PPM channels.
Для расширения мгновенной полосы рабочих частот МЛЦАФАР на прием и передачу заявляемым изобретением (фиг. 4) предлагается ввести в состав ППМ дополнительные ЦАП 17 и АЦП 21, которые позволяют формировать лучи на частотах, расстояние по частоте между которыми превышают рабочую полосу частот ЦАП 17 и АЦП 21. Выход каждого ЦАП 17 подключен к аналоговому сумматору 18, на выходе которого формируется суммарный сигнал, далее поступающий на выходной усилитель 20 ППМ с индексом i. Выход каждого АЦП формирует цифровой сигнал, при этом каждый из них подключен к отдельному приемному каналу. Максимальная мгновенная полоса рабочих частот МЛЦАФАР на излучение равна сумме рабочих полос по входу всех ЦАП 17, а максимальная мгновенная полоса рабочих частот МЛЦАФАР при приеме равна сумме рабочих полос по входу всех АЦП 21.To expand the instantaneous band of operating frequencies of MLCAFAR for reception and transmission by the claimed invention (Fig. 4), it is proposed to introduce
На фиг. 5 показана функциональная схема многоканального ППМ, в котором выход антенного излучателя 1, через узел ввода 15 сигналов, подключен к приемному и передающему каналам, а передающий канал имеет Mtr цифровых входов, приемный канал имеет Mrc цифровых выходов. СВЧ переключатели 24 узла ввода контрольного сигнала изменяют тракты прохождения контрольного сигнала и подключения приемного и передающего каналов к излучателю.In FIG. 5 shows a functional diagram of a multi-channel PPM, in which the output of the
На фиг. 5 приняты следующие обозначения:In FIG. 5 adopted the following notation:
П1i, П2i, …, П6i - высокочастотные переключатели 14 приемо-передающих модулей 2;П1i, П2i, ..., П6i - high-
U1i - узел ввода 22 (устройства связи) сигнала калибровки ППМ с индексом i;U1i - input node 22 (communication device) of the PPM calibration signal with index i;
- сумматор 18 ППМ с индексом (номером) i на Mtr входов, формирующий суммарный сигнал на основе входных цифровых сигналов, который далее поступает на выходной усилитель 20; - the
- формирователь 19 приемных каналов ППМ с индексом (номером) i, которые с помощью АЦП 21 формируют Mrc цифровых выходов ППМ. -
Высокочастотные переключатели П1i, П2i, …, П6i ППМ обеспечивают требуемую конфигурацию тракта прохождения СВЧ сигналов при калибровке ППМ и при его работе в режимах приема и передачи ЭМВ.High-frequency switches П1i, П2i, ..., П6i ППМ provide the required configuration of the microwave signal path during calibration of the ППМ and during its operation in the modes of reception and transmission of electromagnetic waves.
Устройства связи U1i, U2i трактов передачи СВЧ сигналов типа шлейфового соединения выполняются максимально идентично с коэффициентом связи на уровне от -20 до -25 дБ для уменьшения деградации коэффициента шума приемных каналов.The communication devices U1i, U2i of the microwave signal transmission paths of the type of loop connection are performed as identically as possible with a communication coefficient of -20 to -25 dB to reduce the degradation of the noise figure of the receiving channels.
На фиг. 6 и фиг. 7 показаны варианты коммутации СВЧ трактов прохождения сигналов для подключения излучателя к приемному и передающему каналам ППМ с индексом (номером) i в режимах работы приема/передачи ЭМВ и подключения тракта прохождения контрольного сигнала при калибровке этих каналов:In FIG. 6 and FIG. 7 shows the switching options of the microwave signal paths for connecting the emitter to the receiving and transmitting channels of the PPM with the index (number) i in the operating modes of receiving / transmitting electromagnetic waves and connecting the path of the control signal during calibration of these channels:
- схема а) соответствует положению СВЧ переключателей узла ввода при приеме ЭМВ приемо-передающим модулем: условно обозначим режим работы ППМ с индексом (номером) i при таком положении СВЧ переключателей «Прием»;- Scheme a) corresponds to the position of the microwave switches of the input node when receiving electromagnetic waves by the receiving-transmitting module: we conventionally denote the operating mode of the PPM with the index (number) i at this position of the microwave switches “Receive”;
- схема б) соответствует положению СВЧ переключателей узла ввода при излучении ЭМВ приемо-передающим модулем: условно обозначим режим работы ППМ с индексом (номером) i при таком положении СВЧ переключателей «Передача»;- Scheme b) corresponds to the position of the microwave switches of the input unit when emitting electromagnetic radiation by the receiving-transmitting module: we conventionally denote the operating mode of the PPM with the index (number) i at this position of the microwave switches "Transmission";
- схема в) соответствует положению СВЧ переключателей узла ввода при калибровке приемного канала ППМ с индексом (номером) i в режиме «Прием»: условно обозначим положение «Калибровка Пр»;- Scheme c) corresponds to the position of the microwave switches of the input node when calibrating the receiving PPM channel with the index (number) i in the "Reception" mode: we will arbitrarily denote the position "Calibration Pr";
- схема г) соответствует положению СВЧ переключателей узла ввода при калибровке приемного канала ППМ с индексом (номером) i в режиме «Передача»: условно обозначим положение «Калибровка П».- Diagram d) corresponds to the position of the microwave switches of the input node when calibrating the receiving PPM channel with index (number) i in the "Transmission" mode: we will arbitrarily denote the position "Calibration P".
На фиг. 8 показана развернутая функциональная схема МЛЦАФАР с системой калибровки приемных и передающих каналов ППМ с индексом (номером) i по контрольному сигналу, гдеIn FIG. 8 shows a detailed functional diagram of MLCAFAR with a system for calibrating the receiving and transmitting channels of the PMD with the index (number) i according to the control signal, where
- комплексные коэффициенты АФК канала т приемо-передающего модуля при излучении и при приеме ЭМВ; - complex coefficients of the ROS channel t of the transceiver module during radiation and when receiving electromagnetic waves;
Itr,i(mt), Qtr,i(mt) - квадратурные компоненты аналитического сигнала от системы ЦДО, определенные из условия требуемого амплитудно-фазового распределения (формирование требуемой ДН) на раскрыве антенной решетки 1 при излучении ЭМВ каналом mt ППМ 2 с индексом (номером) i;I tr, i (mt) , Q tr, i (mt) are the quadrature components of the analytical signal from the CDO system, determined from the condition of the required amplitude-phase distribution (formation of the desired beam pattern) at the aperture of
Irc,i(mr), Qrc,i(mr) - квадратурные компоненты аналитического сигнала приемного канала mr ППМ 2 с индексом (номером) i поступающие на систему ЦДО для формирования амплитудно-фазового распределения на раскрыве антенной решетки при приеме ЭМВ (формирование ДН при приеме);I rc, i (mr) , Q rc, i (mr) are the quadrature components of the analytical signal of the receiving
Itr,i(mt), Qtr,i(mt) - квадратурные компоненты аналитического сигнала, излучаемого лучом с номером mt;I tr, i (mt) , Q tr, i (mt) - quadrature components of the analytical signal emitted by the beam with the number mt;
Irc,i(mr), Qrc,i(mr) - квадратурные компоненты аналитического сигнала, принимаемого лучом mt;I rc, i (mr) , Q rc, i (mr) - quadrature components of the analytical signal received by the mt beam;
- комплексный коэффициент управления амплитудно-фазовым значением канала mt ППМ 2 с индексом (номером) i при формировании ДП на излучение и комплексный коэффициент управления амплитудно-фазовым значением канала mr ППМ 2 с индексом (номером) i при формировании ДН при приеме; - a complex coefficient of control of the amplitude-phase value of the
U0 - устройство связи 24 тракта передачи сигнала калибровки с входом приемного канала опорного ППМ;U0 is a communication device 24 of the calibration signal transmission path with the input of the receiving channel of the reference PPM;
П0К, П1К, …, П6К - высокочастотные переключатели 23, определяющие пути прохождения контрольного сигнала опорного ППМ;P0K, P1K, ..., P6K - high-
- сумматор 18 ППМ с индексом (номером) i на Mtr входов формирующий суммарный сигнал на основе входных цифровых сигналов, который далее поступает на выходной усилитель; - the
- формирователь 19 приемных каналов ППМ с индексом (номером) i, которые с помощью АЦП формируют Mrc цифровых выходов приемо-передающих модулей. -
Пусть МЛЦАФАР имеет N ППМ 2 излучающих и принимающих ЭМВ на двух ортогональных поляризациях (ППМ VH) и, соответственно, 2N приемо-передающих модулей (ППМ), каждый из которых имеет Mtr цифровых входов и Mrc цифровых выходов. МЛЦАФАР формирует Mtr различных диаграмм на излучение ЭМВ и Mrc различных диаграмм при приеме ЭМВ.Let MLCAFAR have
Для простоты изложения алгоритма функционирования МЛЦАФАР примем: ППМ VH имеют индексы I ∈ [1, …, N] и, соответственно, индексы ППМ из состава ППМ VH с индексом (номером) I, соединенные с излучателями на вертикальной поляризации, равны i=2I-1, а индексы приемо-передающих модулей для ППМ VH с индексом (номером) I, соединенные с излучателями на горизонтальной поляризации, равны i=2I.For simplicity of exposition of the ILCCAFAR functioning algorithm, we assume that the VHF PMPs have indices I ∈ [1, ..., N] and, accordingly, the MHPM indices of the VHM PMH with index (number) I connected to the emitters on the vertical polarization are i = 2I- 1, and the indices of the transceiver modules for the VH APM with index (number) I connected to the emitters on horizontal polarization are i = 2I.
Работа МЛЦАФАР осуществляется в режимах излучения ЭМВ (режим «Передача»), приема ЭМВ (режим «Прием») и калибровки (режимы «Калибровка П», «Калибровка Пр»).The work of MLCAFAR is carried out in the modes of emitting electromagnetic waves (mode "Transmission"), receiving electromagnetic waves (mode "receiving") and calibration (modes "Calibration P", "Calibration Pr").
Калибровку приемных и передающих каналов ППМ с индексом (номером) i выполняют путем поочередного сравнения выходных сигналов приемных каналов ППМ с индексом (номером) i МЛЦАФАР с выходным сигналом приемного канала опорного ППМ в режимах «Калибровка П», «Калибровка Пр» и «Передача». Подключение выбранного ППМ с индексом (номером) i МЛЦФАР к системе калибровки выполняется с помощью переключателей П2, П4 для ППМ с вертикальной поляризацией и с помощью переключателей П3, П5 для ППМ с горизонтальной поляризацией.The calibration of the receiving and transmitting channels of the PPM with the index (number) i is performed by alternately comparing the output signals of the receiving channels of the PPM with the index (number) i of MLCAFAR with the output signal of the receiving channel of the reference PPM in the “Calibration P”, “Calibration Pr” and “Transmission” modes . The connection of the selected MRP with the index (number) i MLCFAR to the calibration system is performed using the switches P2, P4 for the PPM with vertical polarization and using the switches P3, P5 for the PPM with horizontal polarization.
По результатам сравнения производится расчет отклонений комплексных коэффициентов каналов ППМ с индексом (номером) i относительно амплитудно-фазовой характеристики канала опорного ППМ и на основе этих отклонений вычисляют значения коэффициентов АФК каналов ППМ с индексом (номером) i МЛЦАФАР. Процесс калибровки МЛЦАФАР заключается в формировании массивов коэффициентов коррекции приемных и передающих (излучающих) каналов для каждого из всех ППМ, входящих в МЛЦАФАР. Эти коэффициенты коррекции позволяют устранить влияние амплитудно-фазовых различий приемных и передающих каналов при управлении поляризацией и формировании ДН при приеме и излучении ЭМВ.Based on the results of the comparison, the deviations of the complex coefficients of the PPM channels with index (number) i are calculated relative to the amplitude-phase characteristics of the reference PPM channel and based on these deviations, the ROS coefficients of the PPM channels with index (number) i MLCAFAR are calculated. The calibration process of MLCAFAR consists in the formation of arrays of correction coefficients of the receiving and transmitting (emitting) channels for each of all MRPs included in MLCAFAR. These correction factors make it possible to eliminate the influence of the amplitude-phase differences of the receiving and transmitting channels when controlling the polarization and the formation of the pattern when receiving and emitting electromagnetic waves.
Калибровку приемных каналов МЛЦАФАР можно определить как измерение множества комплексных коэффициентов коррекции, равных отношению комплексных коэффициентов передачи приемных каналов ППМ с индексом (номером) i, i ∈ [1, 2, …, 2N], к величине комплексного коэффициента передачи канала приема канала номер mrc ППМ с индексом (номером) Calibration of the receiving channels of MLCAFAR can be defined as the measurement of a set of complex correction factors equal to the ratio of the complex transmission coefficients of the receiving PPM channels with index (number) i, i ∈ [1, 2, ..., 2N], to the value of the complex transmission coefficient of the receiving channel of the channel number mrc MRP with index (number)
здесь here
- комплексный коэффициент коррекции приемного канала с номером mr, (mr ∈ [1, …, Mrc]) ППМ с индексом (номером) i, определенный относительно приемного канала с номером mrc, (mrc ∈ [1, Mrc]) приемо-передающего модуля с индексом (номером) - the complex correction coefficient of the receiving channel with the number mr, (mr ∈ [1, ..., M rc ]) the MRP with the index (number) i, defined relative to the receiving channel with the number mrc, (mrc ∈ [1, M rc ]) transmitting module with index (number)
- комплексный коэффициент передачи приемного канала с номером mr приемо-передающего модуля с индексом (номером) i; - the complex transmission coefficient of the receiving channel with the number mr of the transceiver module with index (number) i;
- комплексный коэффициент передачи приемного канала с номером mrc приемо-передающего модуля с индексом (номером) - the complex transmission coefficient of the receiving channel with the mrc number of the transceiver module with the index (number)
Правило выбора канала приема номер mrc ППМ с индексом (номером) может быть произвольным, очевидно что .Rule of a choice of the channel of reception mrc MRP number with an index (number) may be arbitrary, obviously .
Калибровку передающих каналов МЛЦАФАР можно определить как измерение множества комплексных коэффициентов коррекции, равных отношению комплексных коэффициентов передачи каналов ЭМВ приемо-передающим модулем с индексом (номером) i (i ∈ [1, 2, …, 2N]), к величине комплексного коэффициента передачи канала излучения ЭМВ с номером mtr из приемо-передающего модуля с индексом (номером) :Calibration of the transmitting channels MLCAFAR can be defined as the measurement of a set of complex correction factors equal to the ratio of the complex transmission coefficients of the EMC channels by the receiving-transmitting module with index (number) i (i ∈ [1, 2, ..., 2N]) to the value of the complex channel transfer coefficient radiation emitter with the number mtr from the transceiver module with index (number) :
- комплексный коэффициент коррекции излучающего канала с номером mt, (mt ∈ [1, Mtr]) ППМ с индексом (номером) i, определенный относительно приемного канала с номером mtr, (mtr ∈ [1, …, Mtr]) приемо-передающего модуля с индексом (номером) ; - the complex correction factor of the emitting channel with the number mt, (mt ∈ [1, M tr ]) the PMD with the index (number) i, defined relative to the receiving channel with the number mtr, (mtr ∈ [1, ..., M tr ]) transmitting module with index (number) ;
- комплексный коэффициент передачи приемного канала с номером mr приемо-передающего модуля с индексом (номером) i; - the complex transmission coefficient of the receiving channel with the number mr of the transceiver module with index (number) i;
- комплексный коэффициент передачи приемного канала с номером mtr приемо-передающего модуля с индексом (номером) . - the complex transmission coefficient of the receiving channel with the mtr number of the transceiver module with the index (number) .
Правило выбора канала приема номер mtr ППМ с индексом (номером) может быть произвольным, очевидно что .Rule for selection of the receive channel number mtr PPM with index (number) may be arbitrary, obviously .
Калибровку коэффициентов передачи трактов приема ППМ при контроле излучаемых ППМ с индексом (номером) i сигналов, от точки ввода контрольного сигнала U1i до выхода АЦП, можно определить, как измерение множества комплексных коэффициентов коррекции, равных отношению комплексных поправок коэффициентов передачи трактов приема, при контроле излучаемых ППМ сигналов номер j, j ∈ [1, …, Mrc], к величине комплексной поправки коэффициента передачи тракта приема канала номер mrk, mrk ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) , :Calibration of the transmission coefficients of the receive paths for the control signals during monitoring of the transmitted signals with the index (number) i of signals, from the input point of the control signal U1i to the output of the ADC, can be defined as the measurement of a set of complex correction factors equal to the ratio of the complex corrections of the transmit coefficients of the receive channels for monitoring the emitted MRP of signals number j, j ∈ [1, ..., M rc ], to the magnitude of the complex correction of the transmission coefficient of the channel receiving path number mrk, mrk ∈ [1, ..., M rc ] MRP with index (number) , :
здесь here
- комплексный коэффициент коррекции излучающего канала с номером j, (j ∈ [1, Mtr]) ППМ с индексом (номером) i, определенный относительно коэффициента передачи приемного канала с номером mrk, (mrk ∈ [1, Mtr]) ППМ с индексом (номером) mrk. - the complex correction factor of the emitting channel with number j, (j ∈ [1, M tr ]) the PMD with index (number) i, determined with respect to the transmission coefficient of the receiving channel with the number mrk, (mrk ∈ [1, M tr ]) index (number) mrk.
Правило выбора канала приема номер mrk ППМ с индексом (номером) может быть произвольным, очевидно что .Rule for selection of the receive channel number MRK MRP with index (number) may be arbitrary, obviously .
Описание алгоритма калибровки ППМ МЛЦАФАР представим на примере калибровки ППМ с индексом (номером) i.A description of the MLCAFAR PPM calibration algorithm will be presented using the example of calibration of the PPM with index (number) i.
Алгоритм калибровки ППМ МЛЦАФАР на рабочих частотах ƒ1, ƒ2, …, ƒk осуществляется последовательным выполнением следующих этапов операций:The calibration algorithm for the PMCA MLCAFAR at operating frequencies ƒ 1 , ƒ 2 , ..., ƒ k is carried out by sequentially performing the following steps:
1. Устанавливается частота, для которой выполняется калибровка МЛЦАФАР.1. The frequency for which the MLCAFAR calibration is performed is set.
2. Выполняется калибровка приемо-передающего модуля с индексом (номером) i на заданной частоте.2. Calibration of the transceiver module is performed with the index (number) i at a given frequency.
С помощью высокочастотных переключателей П1К, П6К, и П2К, П3К, П4К, П5К подключают ППМ с индексом (номером) i к системе калибровки. Переключатели П1К, П6К обеспечивают выбор ППМ, работающих на вертикальной поляризации или горизонтальной поляризации, а переключатели П2К, П3К, П4К, П5К обеспечивают выбор соответствующего ППМ.Using high-frequency switches P1K, P6K, and P2K, P3K, P4K, P5K, the PPM with index (number) i is connected to the calibration system. The P1K, P6K switches provide the choice of PPM operating on vertical polarization or horizontal polarization, and the P2K, P3K, P4K, P5K switches provide the choice of the corresponding PPM.
На фиг. 9 представлена схема подключения приемо-передающего модуля с индексом (номером) i к системе калибровки.In FIG. Figure 9 shows the connection diagram of the transceiver module with index (number) i to the calibration system.
Устанавливается частота, на которой выполняется калибровка приемных каналов приемо-передающих модулей. Формируется контрольный сигнал калибровки путем записи в ЦАП передающего канала опорного ППМ квадратурных составляющих аналитического сигнала.The frequency at which the calibration of the receiving channels of the transceiver modules is set. A calibration calibration signal is generated by recording in the DAC of the transmitting channel the reference PPM of the quadrature components of the analytical signal.
2.1 Этап L12.1 Stage L1
Положение переключателей П0К, П1, П1i, П2i, П6К устанавливаются таким образом, чтобы контрольный сигнал от выходного усилителя опорного канала У0 25 опорного ППМ распространялся от узла связи U0 24 к узлу связи U2i 22, а высокочастотные переключатели П1i, П2i, …, П6i приемо-передающего модуля 2 с индексом (номером) i устанавливаются в положение, соответствующее режиму «Калибровка Пр».The position of the switches П0К, П1, П1i, П2i, П6К is set so that the control signal from the output amplifier of the reference channel U0 25 of the reference PPM is distributed from the communication node U0 24 to the
Контрольный сигнал через узел связи U0 поступает в приемный канал опорного ППМ и через узел связи U1i в приемные каналы 1, 2, …, Mrc, выбранного ППМ, выходы которых соединены с АЦП. АЦП регистрируют в квадратурах выходные сигналы соответствующих приемных каналов, равные , здесь индекс L1 соответствует наименованию этапа, для которого схема прохождения приведена на фиг. 10.The control signal through the communication node U0 enters the receiving channel of the reference PPM and through the communication node U1i to the receiving
2.2 Этап R12.2 Stage R1
Положение переключателя П0К устанавливают таким образом, чтобы контрольный сигнал от выходного усилителя опорного канала У0 25 распространялся от узла связи U2i к узлу связи U0, а высокочастотные переключатели П1i, П2i, …, П6i приемо-передающего модуля 2 с индексом (номером) i устанавливаются в положение, соответствующее режиму «Калибровка Пр».The position of the P0K switch is set so that the control signal from the output amplifier of the reference channel U0 25 propagates from the communication node U2i to the communication node U0, and the high-frequency switches P1i, P2i, ..., P6i of the
Контрольный сигнал через узлы связи U0 и U1i поступает в приемный канал опорного канала и приемные каналы 1, 2, …, Mrc, выходы которых соединены соответственно с АЦП 21. АЦП регистрируют в квадратурах выходные сигналы соответствующих приемных каналов, равные , , а индекс R1 соответствует наименованию этапа, для которого схема прохождения контрольного сигнала приведена на фиг. 11.The control signal through the communication nodes U0 and U1i enters the receiving channel of the reference channel and the receiving
2.3. Определение коэффициентов коррекции приемных каналов приемо-передающего модуля с индексом (номером) i для режима «Прием».2.3. Determination of the correction coefficients of the receiving channels of the transceiver module with the index (number) i for the "Reception" mode.
Выполняется расчет отклонений комплексных коэффициентов передачи приемного канала с номером j, j ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) i от комплексного коэффициента передачи опорного приемного канала по формуле:The calculation of deviations of the complex transmission coefficients of the receiving channel with the number j, j ∈ [1, ..., M rc ] PPM with the index (number) i from the complex transmission coefficient of the reference receiving channel according to the formula:
и комплексного коэффициента передачи тракта прохождения контрольного сигнала от узла ввода U0 до узла U1i по формуле: and the complex transmission coefficient of the control signal path from the input node U0 to the node U1i according to the formula:
, где where
- комплексный коэффициент передачи узла связи U0; - the complex transfer coefficient of the communication node U0;
- комплексный коэффициент передачи узла связи U1i; - the complex transfer coefficient of the communication node U1i;
- комплексный коэффициент передачи приемного канала номер j, j ∈ [1, …, Mrc], ППМ с индексом (номером) i в режиме «Прием» от точки ввода контрольного сигнала через узел ввода U1i до соответствующего АЦП; - the complex transmission coefficient of the receiving channel number j, j ∈ [1, ..., M rc ], the transmitter with the index (number) i in the "Receive" mode from the input point of the control signal through the input node U1i to the corresponding ADC;
- отношение в квадратурах выходных значений АЦП на этапе L1; - the ratio in quadratures of the output values of the ADC at step L1;
- отношение в квадратурах выходных значений АЦП на этапе R1. - the ratio in quadratures of the output values of the ADC at step R1.
2.4 Этап L2.2.4 Stage L2.
Положение переключателей П0К, П1, П1i, П2i, П6К устанавливается таким образом, чтобы контрольный сигнал от выходного усилителя передающего канала У0 25 опорного ППМ распространялся от узла связи U0 24 к узлу связи U2i 22, а высокочастотные переключатели П1i, …, П6i ППМ 2 с индексом (номером) i устанавливаются в положение, соответствующее режиму «Калибровка Пр».The position of the switches П0К, П1, П1i, П2i, П6К is set so that the control signal from the output amplifier of the transmitting channel U0 25 of the reference PPM is distributed from the communication node U0 24 to the
Контрольный сигнал через узел связи U0 поступает в приемный канал опорного ППМ и, через узел связи U2i, в приемные каналы 1, 2, …, Mrc выбранного ППМ, выходы которых соединены с АЦП. АЦП регистрируют в квадратурах выходные сигналы соответствующих приемных каналов и , здесь индекс L2 соответствует заданному направлению распространения контрольного сигнала (фиг. 12).The control signal through the communication node U0 enters the receiving channel of the reference PPM and, through the communication node U2i, into the receiving
2.5 Этап R2.2.5 Stage R2.
Положение переключателя П0К устанавливается таким образом, чтобы контрольный сигнал от выходного усилителя У0 опорного ППМ распространялся от узла связи U2i к узлу связи U0, а высокочастотные переключатели П1i, П2i, П6i ППМ 2 с индексом (номером) i устанавливаются в положение, соответствующее режиму «Калибровка Пр».The position of the П0К switch is set so that the control signal from the output amplifier U0 of the reference PPM is distributed from the communication node U2i to the communication node U0, and the high-frequency switches П1i, П2i,
Контрольный сигнал через узлы связи U0 и U2i поступает в приемный канал опорного ППМ и приемные каналы 1, 2, …, Mrc приемо-передающего модуля, выходы которых соединены с АЦП. АЦП регистрируют в квадратурах выходные сигналы соответствующих приемных каналов, равные , , здесь индекс R2 соответствует заданному направлению распространения контрольного сигнала.The control signal through the communication nodes U0 and U2i enters the receiving channel of the reference PPM and receiving
Схема прохождения контрольного сигнала приведена на фиг. 13.The pilot signal flow diagram is shown in FIG. 13.
2.6 Определение коэффициентов корректировки приемных каналов ППМ с индексом (номером) i для режима «Передача».2.6 Determination of the correction factors for the receiving channels of the MRP with the index (number) i for the "Transmission" mode.
Выполняется расчет отклонений комплексных коэффициентов передачи приемного канала с номером j, где j ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) i, от комплексного коэффициента передачи опорного приемного канала по формуле:The calculation of the deviations of the complex transmission coefficients of the receiving channel with number j, where j ∈ [1, ..., M rc ] PPM with index (number) i, from the complex transmission coefficient of the reference receiving channel according to the formula:
и комплексного коэффициента передачи тракта прохождения контрольного сигнала от узла ввода U0 до узла ввода U1i по формуле:and the complex transmission coefficient of the control signal path from the input node U0 to the input node U1i according to the formula:
, где where
- комплексный коэффициент передачи узла связи U0; - the complex transfer coefficient of the communication node U0;
- комплексный коэффициент передачи узла связи U2i; - the complex transfer coefficient of the communication node U2i;
- комплексный коэффициент передачи приемного канала номер j, (j ∈ [1, …, Mrc]) ППМ с индексом (номером) i в режиме «Передача» от точки ввода контрольного сигнала через узел ввода U2i до соответствующего АЦП; - the complex transmission coefficient of the receiving channel, number j, (j ∈ [1, ..., M rc ]) MRP with index (number) i in the "Transmission" mode from the control signal input point through the input node U2i to the corresponding ADC;
- отношение в квадратурах выходных значений АЦП на этапе L2; - ratio in quadratures of the output values of the ADC at step L2;
- отношение в квадратурах выходных значений АЦП на этапе R2. - ratio in quadratures of the output values of the ADC at step R2.
2.7 Пункты 2.2 - 2.6 калибровки приемных каналов выполняются для всех ППМ из состава МЛЦАФАР. В результате формируются данные по отклонению коэффициентов передачи приемных каналов ППМ от точек ввода контрольного сигнала через узлы ввода U1i, U2i до выходов соответствующих АЦП относительно комплексного коэффициента передачи опорного приемного канала.2.7 Clauses 2.2 - 2.6 of the calibration of the receiving channels are performed for all MRP from the ILCAFAR. As a result, data is generated on the deviation of the transmission coefficients of the receiving channels of the PMD from the input points of the control signal through the input nodes U1i, U2i to the outputs of the corresponding ADCs relative to the complex transmission coefficient of the reference receiving channel.
2.8 Этап Т2.8 Stage T
В ЦАП передающего канала опорного ППМ и передающих каналов с номерами 1, 2, …, Mtr ППМ с индексом (номером) i записываются равные квадратурные компоненты сигналов и на выходе передающих каналов формируются сигналы заданной частоты.In the DAC of the transmitting channel of the reference PPM and transmitting channels with
Положение переключателей П0К, П1К устанавливаются таким образом, чтобы контрольный сигнал от выходного усилителя У0 передающего канала опорного ППМ распространялся до узла связи U0 и, через переключатель П1К, к согласованной нагрузке. Контрольный сигнал через узел связи U0 поступает в приемный канал опорного ППМ, выход которого соединен с АЦП. АЦП регистрирует в квадратурах выходной сигнал опорного приемного канала, равный .The position of the switches P0K, P1K is set so that the control signal from the output amplifier U0 of the transmitting channel of the reference PPM is distributed to the communication node U0 and, through the switch P1K, to the matched load. The control signal through the communication node U0 enters the receiving channel of the reference PPM, the output of which is connected to the ADC. The ADC registers in quadratures the output signal of the reference receiving channel equal to .
Высокочастотные переключатели П1i, П2i, …, П6i ППМ с индексом i устанавливаются в положение, соответствующее режиму «Передача».High-frequency switches П1i, П2i, ..., П6i ППМ with index i are set to the position corresponding to the "Transmission" mode.
ЦАП передающего канала с номером j, j ∈ [1, …, Mtr] ППМ с индексом (номером) i формирует сигнал, который поступает на выходной усилитель 20 Уi и, далее, к излучателю. Излучаемый сигнал через узел связи U1i принимают одним из каналов приема, например, номер которого равен n, n ∈ [1, …, Mrc]. АЦП канала приема n регистрирует в квадратурах выходной сигнал приемного канала, равный .The DAC of the transmitting channel with the number j, j ∈ [1, ..., M tr ] PPM with the index (number) i generates a signal that is fed to the
Схема прохождения сигналов при калибровке трактов излучения приведена на фиг. 14.The signal flow diagram for calibrating radiation paths is shown in FIG. fourteen.
По формулеAccording to the formula
выполняется расчет величины , равной отношению в квадратурах выходного сигнала приемного канала номер n, n ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) i, i ∈ [1, …, N] к выходному сигналу опорного приемного канала Mtr.calculating the value equal to the ratio in quadratures of the output signal of the receiving channel number n, n ∈ [1, ..., M rc ] PPM with index (number) i, i ∈ [1, ..., N] to the output signal of the reference receiving channel M tr .
2.9 Пункт 2.8 калибровки передающих каналов выполняется для всех приемо-передающих модулей из состава МЛЦАФАР.2.9 Clause 2.8 of the calibration of the transmitting channels is performed for all transceiver modules from the composition of MLCAFAR.
В результате формируются данные по отклонению комплексных коэффициентов передачи излучающих каналов приемо-передающих модулей относительно комплексного коэффициента передачи канала излучения опорного канала.As a result, data are generated on the deviation of the complex transmission coefficients of the emitting channels of the transceiver modules relative to the complex transmission coefficient of the radiation channel of the reference channel.
3. Расчет коэффициентов коррекции приемных каналов в режиме «Прием».3. The calculation of the correction coefficients of the receiving channels in the "Receive" mode.
Выполняется расчет комплексного коэффициента коррекции амплитудно-фазовой характеристики приемного канала с номером j, j ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) i, i ∈ [1, …, 2N] относительно комплексного коэффициента передачи приемного канала с номером mrc, mrc ∈ [1, …,Mrc] ППМ с индексом (номером) , i ∈ [1, …, 2N] для режима «Прием» по формуле:The calculation of the complex correction coefficient of the amplitude-phase characteristic of the receiving channel with the number j, j ∈ [1, ..., M rc ] PPM with the index (number) i, i ∈ [1, ..., 2N] relative to the complex transmission coefficient of the receiving channel with the number mrc, mrc ∈ [1, ..., M rc ] MRP with index (number) , i ∈ [1, ..., 2N] for the “Reception” mode according to the formula:
Узлы ввода контрольного сигнала выполняются с максимально одинаковыми передаточными характеристиками, то есть для всех (i, ) ∈ [1, …, Mrc]. В этом случае расчет комплексного коэффициента коррекции амплитудно-фазовой характеристики передающих каналов с номером j, j ∈ [1, …, Mtr] ППМ с индексом (номером) i, i ∈ [1, …, 2N] относительно комплексного коэффициента передачи излучающего канала mtr, mtr ∈ [1, …,Mtr] ППМ с индексом (номером) осуществляется по формуле:The control signal input nodes are performed with the same transmission characteristics, i.e. for all (i, ) ∈ [1, ..., Mrc]. In this case, the calculation of the complex correction coefficient of the amplitude-phase characteristic of the transmitting channels with the number j, j ∈ [1, ..., M tr ] PPM with the index (number) i, i ∈ [1, ..., 2N] relative to the complex transmission coefficient of the emitting channel mtr, mtr ∈ [1, ..., M tr ] MRP with index (number) carried out by the formula:
4. Определение дифференциальной разницы коэффициентов передачи каналов приема ППМ в режиме «Передача» относительно режима «Прием».4. Determination of the differential difference in the transmission coefficients of the PPM receiving channels in the "Transmission" mode relative to the "Reception" mode.
Дифференциальная разница коэффициентов передачи трактов приемного канала номер j ППМ с индексом (номером) i при изменении схемы подключения равная отношению коэффициентов передачи трактов по каналу приема номер j, j ∈ [1, …,Mrc] ППМ с индексом (номером), i, i ∈ [1, …,2N] к комплексному коэффициенту согласования коэффициентов передачи трактов по каналу приема номер mkr, mkr ∈ [1, …, Mrc] приемо-передающего модуля с индексом (номером) , вычисляется по формуле:The differential difference in the transmission coefficients of the paths of the receiving channel of the PPM number j with index (number) i when changing the connection scheme is equal to the ratio of the transmission coefficients of the paths of the receiving channel number j, j ∈ [1, ..., M rc ] PPM with index (number), i, i ∈ [1, ..., 2N] to the complex coefficient of matching the transmission coefficients of the paths on the receive channel number mkr, mkr ∈ [1, ..., M rc ] of the transceiver module with index (number) , calculated by the formula:
При условии, когда узлы ввода контрольного сигнала выполнены с максимально одинаковыми передаточными характеристиками, то есть ; для всех i ∈ [1, …, 2N], (j, ) ∈ [1, …, Mrc], дифференциальная разница коэффициентов передачи трактов приемного канала рассчитывается по формуле:Provided that the control signal input nodes are made with the most identical transfer characteristics, i.e. ; for all i ∈ [1, ..., 2N], (j, ) ∈ [1, ..., M rc ], the differential difference between the transmission coefficients of the paths of the receiving channel is calculated by the formula:
5. Формирование коэффициентов коррекции параметров приемо-передающих модулей МЛЦАФАР.5. Formation of correction coefficients for the parameters of transceiver modules MLCAFAR.
Пункты 1-3 повторяются для определения коэффициентов коррекции ППМ МЛЦАФАР на заданных частотах ƒ1, ƒ2, …, ƒk.Paragraphs 1-3 are repeated to determine the correction coefficients of the MLAFAR PPM at given frequencies ƒ 1 , ƒ 2 , ..., ƒ k .
В результате для каждого номинала частоты определяются:As a result, for each frequency rating:
1) Комплексные коэффициенты коррекции амплитудно-фазовой характеристики приемных каналов ППМ с индексами (номерами) i, i ∈ [1, …, 2N], относительно амплитудно-фазовой характеристики приемного канала с номером mrc, mrc ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) , i ∈ [1, …, 2N]:1) Comprehensive correction coefficients of the amplitude-phase characteristics of the receiving channels of the PMD with indices (numbers) i, i ∈ [1, ..., 2N], relative to the amplitude-phase characteristics of the receiving channel with the number mrc, mrc ∈ [1, ..., M rc ] MRP with index (number) , i ∈ [1, ..., 2N]:
2) Комплексные коэффициенты коррекции амплитудно-фазовой характеристики передающих каналов ППМ с индексами (номерами) i, i ∈ [1, …, 2N] относительно комплексного коэффициента передачи передающего канала mtr, j ∈ [1, …, Mtr], ППМ с индексом (номером) :2) The complex coefficients of the correction of the amplitude-phase characteristics of the transmitting channels of the PPM with indices (numbers) i, i ∈ [1, ..., 2N] relative to the complex transmission coefficient of the transmitting channel mtr, j ∈ [1, ..., M tr ], the PPM with the index (number) :
3) Комплексные коэффициенты дифференциальной разницы коэффициентов передачи трактов по каналу приема номер j, j ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) i, i ∈ [1, 2, …, 2N], относительно комплексного коэффициента согласования коэффициентов передачи трактов по каналу приема номер mkr, mkr ∈ [1, …, Mrc] ППМ с индексом (номером) , 3) The complex coefficients of the differential difference in the transmission coefficients of the paths along the receive channel number j, j ∈ [1, ..., M rc ] MRP with index (number) i, i ∈ [1, 2, ..., 2N], relative to the complex coefficient of coefficient matching transmit paths on the receive channel number mkr, mkr ∈ [1, ..., M rc ] MRP with index (number) ,
Калибровка МЛЦАФАР должна проводиться с периодом повторения ТK, который определяется временем изменения параметров устройств МЛЦАФАР. Значение ТK зависит от используемой элементной базы, схемного построения и т.д., и определяется на опытном образце изделия.Calibration of MLCAFAR should be carried out with a repetition period T K , which is determined by the time the parameters of MLCAFAR devices change. The value of T K depends on the used elemental base, circuit design, etc., and is determined on the prototype of the product.
Предлагаемое изобретение позволяет расширить область применения МЛЦАФАР по частоте, реализуя возможность формирования лучей на частотах, частотное расстояние между которыми превышает рабочие полосы ЦАП и АЦП, а устройство калибровки приемных и передающих каналов МЛЦАФАР позволяет повысить точность и достоверность измерений их комплексных коэффициентов передачи.The present invention allows us to expand the scope of application of MLCAFAR in frequency, realizing the possibility of forming rays at frequencies whose frequency distance exceeds the working bands of the DAC and ADC, and the calibration device for receiving and transmitting channels MLCAFAR improves the accuracy and reliability of measurements of their complex transmission coefficients.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105051A RU2699946C1 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | Multibeam digital active phased antenna array with receiving-transmitting modules calibration device and calibration method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105051A RU2699946C1 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | Multibeam digital active phased antenna array with receiving-transmitting modules calibration device and calibration method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699946C1 true RU2699946C1 (en) | 2019-09-11 |
Family
ID=67989535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019105051A RU2699946C1 (en) | 2019-02-22 | 2019-02-22 | Multibeam digital active phased antenna array with receiving-transmitting modules calibration device and calibration method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699946C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730106C1 (en) * | 2019-09-20 | 2020-08-17 | Федеральное государственное 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 | Ultra-wideband digital antenna array for determining coordinates of a radar target |
RU2745918C1 (en) * | 2020-08-05 | 2021-04-02 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for transmitting discrete information over a multipath communication channel using frequency shift modulation |
RU2773648C1 (en) * | 2021-01-12 | 2022-06-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский военный ордена Жукова институт войск национальной гвардии Российской Федерации" | Method for digital generation of antenna pattern of an active phased antenna array when emitting and receiving linear frequency-modulated signals |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6545630B1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-04-08 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Efficient beam steering for closed loop polarization agile transmitter |
RU2333502C2 (en) * | 2006-01-27 | 2008-09-10 | Государственное учреждение 32 Государственный научно-исследовательский испытательный институт Министерства Обороны Российской Федерации | Embedded control method of characteristics of phased antenna array |
RU144503U1 (en) * | 2014-03-18 | 2014-08-27 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | RADAR WITH PHASED ANTENNA ARRAY AND ITS CHANNELS TEST SYSTEM |
RU2562068C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-10 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Radar having phased antenna array and system for testing channels thereof |
-
2019
- 2019-02-22 RU RU2019105051A patent/RU2699946C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6545630B1 (en) * | 2002-01-23 | 2003-04-08 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Efficient beam steering for closed loop polarization agile transmitter |
RU2333502C2 (en) * | 2006-01-27 | 2008-09-10 | Государственное учреждение 32 Государственный научно-исследовательский испытательный институт Министерства Обороны Российской Федерации | Embedded control method of characteristics of phased antenna array |
RU144503U1 (en) * | 2014-03-18 | 2014-08-27 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | RADAR WITH PHASED ANTENNA ARRAY AND ITS CHANNELS TEST SYSTEM |
RU2562068C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-10 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Radar having phased antenna array and system for testing channels thereof |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730106C1 (en) * | 2019-09-20 | 2020-08-17 | Федеральное государственное 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 | Ultra-wideband digital antenna array for determining coordinates of a radar target |
RU2745918C1 (en) * | 2020-08-05 | 2021-04-02 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Method for transmitting discrete information over a multipath communication channel using frequency shift modulation |
RU2773648C1 (en) * | 2021-01-12 | 2022-06-06 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский военный ордена Жукова институт войск национальной гвардии Российской Федерации" | Method for digital generation of antenna pattern of an active phased antenna array when emitting and receiving linear frequency-modulated signals |
RU2814484C2 (en) * | 2022-06-06 | 2024-02-29 | Алексей Владимирович Куликов | Method of calibrating active phased antenna array module |
RU2808693C1 (en) * | 2023-04-25 | 2023-12-01 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for controlling width of extended beams of phased array antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2273614B1 (en) | Method and apparatus for phased array antenna field recalibration | |
EP2033263B1 (en) | Antenna array calibration | |
US9948407B2 (en) | Method and apparatus for beamforming calibration in point to multipoint communication systems | |
US7970365B2 (en) | Systems and methods for compensating for transmission phasing errors in a communications system using a receive signal | |
US11139867B2 (en) | Antenna displacement correction method and device for OAM multiplexing communication system | |
US20230344527A1 (en) | Near zero intermediate frequency (nzif) compensation of local oscillator leakage | |
CN109787671B (en) | Hybrid beam forming device and method | |
CN114185008A (en) | System and method for compensating amplitude-phase error of receiving channel of narrow-band digital array radar system | |
RU2699946C1 (en) | Multibeam digital active phased antenna array with receiving-transmitting modules calibration device and calibration method | |
US11264715B2 (en) | Self-calibrating phased-array transceiver | |
JP2017158086A (en) | Active phased array transmitter, active phased array receiver and active phased-array transmitter-receiver | |
US11070283B2 (en) | System for calibrating from the ground a payload of a satellite | |
EP0752736B1 (en) | A method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication | |
Hoffman et al. | Digital calibration of TR modules for real-time digital beamforming SweepSAR architectures | |
WO2024061090A1 (en) | Amplitude and phase alignment of phased array elements | |
RU2732803C1 (en) | Method for digital formation of beam pattern of active phased antenna array during radiation and reception of linear-frequency-modulated signals | |
CN116165613A (en) | Satellite-borne phased array SAR phase calibration method | |
Fadamiro et al. | A Fast and Accurate Multi-Element Calibration Algorithm of an Active Phased Antenna Array | |
US10972195B1 (en) | Mutual coupling based calibration | |
Hoffman et al. | Advances in digital calibration techniques enabling real-time beamforming SweepSAR architectures | |
RU2805384C1 (en) | Method for beam control in active phased array antenna | |
RU2577827C1 (en) | Self-focusing multibeam antenna array | |
Dong et al. | Self-calibration method for Amplitude and Phase Error of MIMO system | |
RU2692417C2 (en) | Analog-digital receiving module of active phased antenna array | |
CN115396050B (en) | System and method for calibrating distributed array internal coupling parallel phased array antenna |