RU2722408C1 - Digital receiving module of active phased antenna array - Google Patents

Digital receiving module of active phased antenna array Download PDF

Info

Publication number
RU2722408C1
RU2722408C1 RU2019136693A RU2019136693A RU2722408C1 RU 2722408 C1 RU2722408 C1 RU 2722408C1 RU 2019136693 A RU2019136693 A RU 2019136693A RU 2019136693 A RU2019136693 A RU 2019136693A RU 2722408 C1 RU2722408 C1 RU 2722408C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
digital
output
inputs
group
outputs
Prior art date
Application number
RU2019136693A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Аркадьевич Шишов
Александр Михайлович Голик
Александр Валентинович Подгорный
Сергей Юрьевич Бобов
Роман Олегович Трофимов
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский военный ордена Жукова институт войск национальной гвардии Российской Федерации"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский военный ордена Жукова институт войск национальной гвардии Российской Федерации" filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский военный ордена Жукова институт войск национальной гвардии Российской Федерации"
Priority to RU2019136693A priority Critical patent/RU2722408C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722408C1 publication Critical patent/RU2722408C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; instrumentation.SUBSTANCE: invention relates to radio engineering instrument making and can be used in designing active phased antenna arrays (APAA) with digital generation and electronic control of beam pattern in a wide sector during broadband probing of targets. Device comprises a radiator, a low-noise amplifier, an analogue-to-digital converter, a group of M digital band-pass filters dividing the broadband spectrum into narrow-band spectra, a group of M dividers into two directions, two groups of synchronous phase detectors (SPD), consisting of M detectors each, a generator of digital complex coefficients, two groups of digital complex multipliers by M multipliers each, two digital adders, which outputs are digital receiver module outputs, at that outputs of dividers into two directions are connected to the first SPD inputs, the second inputs of which are connected to outputs of digital heterodyne APAA. Outputs of SPD are connected to second inputs of digital complex multipliers, first inputs of which are connected to outputs of generator of digital complex coefficients, input of which is connected to output of beam control system APAA. As a result, based on broader functional capabilities of the radar to provide high resolution in range provides reduced cost of production of receiving module and costs for operation of APAA, high accuracy of formation of direction-finding characteristics of APAA.EFFECT: broader functional capabilities of the radar set providing high resolution in range.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике, а именно к активным фазированным антенным решеткам (АФАР) с цифровым формированием и управлением диаграммой направленности и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) с широкоугольным электронным обзором пространства, применяющих в качестве зондирующих импульсов широкополосные линейно-частотно-модулированные (ЛЧМ) сигналы.The invention relates to antenna technology, namely to active phased antenna arrays (AFAR) with digital formation and radiation pattern control and can be used in radar stations (radars) with a wide-angle electronic survey of the space, using broadband linear-frequency-modulated as probing pulses (LFM) signals.

Известны технические решения, направленные на создание приемных модулей (или приемных каналов приемно-передающих модулей). Однако большинство из них предполагает либо применение узкополосных сигналов [1-5], либо широкополосных сигналов при относительно узком секторе электронного сканирования диаграммы направленности [6]. В то же время для решения стоящих перед современными РЛС задач требуется использование сигналов с широким спектром (до десятков процентов от значения несущей частоты). К таким задачам относятся обеспечение помехозащищенности РЛС и повышение ее разрешающей способности по дальности, позволяющей обеспечить распознавание обнаруженных объектов по их дальностным портретам или определить численный состав групповой цели [7].Known technical solutions aimed at creating receiving modules (or receiving channels of receiving and transmitting modules). However, most of them involve either the use of narrow-band signals [1-5] or broadband signals with a relatively narrow sector of electronic scanning of the radiation pattern [6]. At the same time, solving the problems facing modern radars requires the use of signals with a wide range (up to tens of percent of the carrier frequency). Such tasks include providing radar noise immunity and increasing its resolution in range, which allows for the recognition of detected objects by their range portraits or to determine the numerical composition of a group target [7].

При широком спектре излучаемого ЛЧМ-сигнала и широком секторе электронного сканирования на линейный набег фазы на раскрыве линейной АФАР накладывается дополнительный набег фазы, вызванный девиацией частоты ЛЧМ-сигнала, что приводит к искажению диаграммы направленности АФАР в режиме приема. Поэтому в ряде технических решений при широкополосном зондировании цели ограничивают сектор электронного сканирования диаграммы направленности. В качестве примера в [8] приводятся характеристики РЛС типа GBR (Ground Based Radar), SBX (Sea-Based X-band radar), AN/TPY-2, использующих сигналы с шириной спектра порядка 1 ГГц (что позволяет обеспечить разрешающую способность РЛС по дальности 0,15 м), сектор электронного сканирования которых составляет всего 10°, тогда как в узкополосном режиме ширина сектора 120°.With a wide spectrum of the emitted LFM signal and a wide sector of electronic scanning, an additional phase incursion caused by the frequency deviation of the LFM signal is superimposed on the linear phase shift at the aperture of the linear AFAR, which leads to distortion of the radiation pattern of the AFAR in the receiving mode. Therefore, in a number of technical solutions for broadband sounding, targets limit the sector of electronic scanning of the radiation pattern. As an example, in [8], the characteristics of radars such as GBR (Ground Based Radar), SBX (Sea-Based X-band radar), AN / TPY-2, using signals with a spectral width of the order of 1 GHz (which allows providing radar resolution 0.15 m range), the electronic scanning sector of which is only 10 °, while in narrow-band mode the sector width is 120 °.

Проведенный в [9] анализ показал, что дополнительный набег фазы определяется фазовым множителемThe analysis performed in [9] showed that the additional phase incursion is determined by the phase factor

Figure 00000001
, (1)
Figure 00000001
, (1)

где

Figure 00000002
- девиация частоты ЛЧМ-сигнала,
Figure 00000003
- длительность зондирующего импульса,
Figure 00000004
- номер излучателя линейной АФАР,
Figure 00000005
- шаг решетки,
Figure 00000006
- угол отклонения луча АФАР от нормали к ее раскрыву,
Figure 00000007
- текущее время (
Figure 00000008
).Where
Figure 00000002
- frequency deviation of the chirp signal,
Figure 00000003
- duration of the probe pulse,
Figure 00000004
- number of the emitter linear AFAR,
Figure 00000005
- lattice pitch,
Figure 00000006
- the angle of deviation of the beam AFAR from the normal to its opening,
Figure 00000007
- current time (
Figure 00000008
)

В [9] предложено при излучении ЛЧМ-сигнала в каждом n-м элементе для выбранного направления фазирования θф компенсировать изменения фазы сигнала за счет девиации частоты Δƒ ЛЧМ-сигнала путем умножения (1) на комплексно сопряженный с ним коэффициентIn [9], when an LFM signal is emitted in each nth element for the selected phasing direction θ f, it is possible to compensate for changes in the phase of the signal by deviating the frequency Δƒ of the LFM signal by multiplying (1) by the complex conjugate coefficient

Figure 00000009
(2)
Figure 00000009
(2)

Поскольку и фазовый множитель (1), и комплексно сопряженный с ним коэффициент (2) являются функциями времени, они должны формироваться синхронно. В режиме передачи синхронизировать функции (1) и (2) не составляет технической сложности. В этом состоит достоинство способа [9]. Однако в [9] предложено и в режиме приема компенсировать изменение фазы сигнала с выхода n-го антенного элемента для выбранного направления фазирования θф путем умножения на комплексный коэффициент (2), при этом для принимаемого сигнала текущее время t находится интервале значенийSince both the phase factor (1) and the coefficient (2) complex conjugate with it are functions of time, they should be formed synchronously. In transmission mode, synchronizing functions (1) and (2) is not a technical difficulty. This is the advantage of the method [9]. However, in [9], it was also proposed in the reception mode to compensate for the phase change of the signal from the output of the nth antenna element for the selected phasing direction θ f by multiplying by the complex coefficient (2), while for the received signal the current time t is in the range of values

tз ≤ t<tз+τu, (3)t s ≤ t <t s + τ u, (3)

где tз - время запаздывания отраженного от цели сигнала.where t s - the delay time of the signal reflected from the target.

Однако поскольку неизвестна дальность до цели, неизвестно и время запаздывания tз. Даже если дальность до цели измерена, она измерена с погрешностью. Элементарный анализ показывает, что при значении погрешности измерения времени запаздывания Δtз<u вносимая дополнительная фазовая погрешность существенно искажает диаграмму направленности АФАР.However, since the distance to the target is unknown, the delay time t s is also unknown. Even if the distance to the target is measured, it is measured with an error. An elementary analysis shows that when the error in measuring the delay time Δt s <<τ u, the introduced additional phase error significantly distorts the directivity pattern of the AFAR.

Таким образом предложенный в [9] способ компенсации фазовых набегов, возникающих при приеме ЛЧМ-сигнала с девиацией частоты Δƒ и при фазировании луча в направлении θф, технически нереализуем. В этом состоит недостаток способа [9].Thus, the method proposed in [9] for compensating phase incursions that occur when receiving an LFM signal with a frequency deviation Δƒ and when phasing the beam in the direction θ f is not technically feasible. This is the disadvantage of the method [9].

Рассмотренный недостаток устранен в техническом решении [10], содержащем последовательно соединенные излучатель модуля, малошумящий усилитель (МШУ), смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), фильтр спектральных составляющих, а также М фильтров деления широкополосного спектра принимаемого сигнала на М узкополосных участков спектра, две группы синхронных фазовых детекторов (СФД) по М СФД в каждой группе, две группы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) по М АЦП в каждой группе, постоянный фазовращатель на 90°, две группы управляемых фазовращателей по М управляемых фазовращателей в каждой группе и два цифровых сумматора. В этом случае широкополосный спектр принимаемого сигнала

Figure 00000010
с помощью М фильтров делится на М узкополосных участковThe considered disadvantage is eliminated in the technical solution [10], which contains a serially connected module emitter, a low noise amplifier (LNA), a mixer, an intermediate frequency amplifier (IFA), a filter of spectral components, as well as M filters for dividing the broadband spectrum of the received signal into M narrow-band sections of the spectrum, two groups of synchronous phase detectors (SFD) by M SFD in each group, two groups of analog-to-digital converters (ADC) by M ADC in each group, a constant 90 ° phase shifter, two groups of controlled phase shifters by M controlled phase shifters in each group, and two digital adder. In this case, the broadband spectrum of the received signal
Figure 00000010
using M filters is divided into M narrow-band sections

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

где

Figure 00000012
- участок ширины спектра широкополосного сигнала, для которого выполняется условие узкополосностиWhere
Figure 00000012
- portion of the spectrum bandwidth of the broadband signal for which the narrowband condition is satisfied

Figure 00000013
Figure 00000013

где с - скорость света, L - максимальный размер раскрыва АФАР.where c is the speed of light, L is the maximum aperture of the AFAR.

Управление диаграммой направленности АФАР осуществляется для каждого узкополосного i-го спектра (

Figure 00000014
) с помощью двух групп управляемых фазовращателей. При этом вносимый фазовый сдвиг для i-го узкополосного участка спектра определяется соотношениемThe AFAR radiation pattern control is carried out for each narrow-band i-th spectrum (
Figure 00000014
) using two groups of controlled phase shifters. In this case, the introduced phase shift for the ith narrow-band portion of the spectrum is determined by the relation

Figure 00000015
,
Figure 00000015
,

где ƒi - центральная частота i-го узкополосного спектра, n - номер излучателя линейной антенной решетки, d - шаг решетки, с - скорость света, θф - направление фазирования луча.where ƒ i is the center frequency of the i-th narrow-band spectrum, n is the number of the emitter of the linear antenna array, d is the pitch of the array, c is the speed of light, θ f is the direction of phasing of the beam.

Таким образом управление диаграммой направленности АФАР при широкополосном сигнале сводится к управлению при узкополосном сигнале, что исключает появление дополнительных фазовых ошибок на раскрыве антенны, вызванных девиацией частоты зондирующего ЛЧМ-сигнала. В этом состоит достоинство технического решения [10], а к его недостаткам относятся: сложность конструкции аналого-цифрового модуля, низкий коэффициент полезного действия (КПД) и низкая точность фазового управления диаграммой направленности АФАР, обусловленная дискретностью используемых в техническом решении фазовращателей.Thus, the control of the AFAR radiation pattern with a broadband signal is reduced to control with a narrowband signal, which eliminates the appearance of additional phase errors at the aperture of the antenna caused by the frequency deviation of the probe LFM signal. This is the advantage of the technical solution [10], and its disadvantages include: the complexity of the design of the analog-to-digital module, low efficiency (EFFICIENCY) and low accuracy of phase control of the AFAR radiation pattern, due to the discreteness of the phase shifters used in the technical solution.

Указанные недостатки устранены в техническом решении [11], в котором упрощение конструкции аналого-цифрового приемного модуля и повышение его КПД достигнуты за счет исключения из его состава двух блоков управляемых фазовращателей, а повышение точности управления лучом АФАР обеспечено за счет введения двух групп цифровых комплексных умножителей по М умножителей в каждой группе и формирователя цифровых комплексных весовых коэффициентов. Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному и выбрано в качестве прототипа. В его состав входят излучатель, малошумящий усилитель, смеситель, усилитель промежуточной частоты, фильтр спектральных составляющих, группа из М делителей на два направления, постоянный фазовращатель на 90°, две группы синхронных фазовых детекторов, состоящие из М детекторов каждая, две группы аналого-цифровых преобразователей (АЦП), состоящие из М АЦП каждая, две группы цифровых комплексных умножителей, состоящие из М умножителей каждая, два цифровых сумматора, выходы которых являются выходами приемного модуля. Второй вход смесителя подключен к выходу первого гетеродина АФАР. Вход постоянного фазовращателя подключен к выходу второго гетеродина АФАР. Управляющие входы АЦП подключены к выходу генератора тактовых импульсов АФАР. Вход формирователя цифровых комплексных коэффициентов соединен с выходом системы управления лучом АФАР. Выбранный в качестве прототипа аналого-цифровой приемный модуль имеет следующие недостатки.These shortcomings were eliminated in the technical solution [11], in which the simplification of the design of the analog-to-digital receiving module and the increase in its efficiency were achieved by eliminating two blocks of controlled phase shifters from its structure, and the improvement of the accuracy of the AFAR beam control was achieved by introducing two groups of digital complex multipliers by M multipliers in each group and shaper of digital complex weighting factors. This technical solution is the closest to the claimed and selected as a prototype. It consists of an emitter, a low-noise amplifier, a mixer, an intermediate-frequency amplifier, a filter of spectral components, a group of M dividers in two directions, a constant 90 ° phase shifter, two groups of synchronous phase detectors, consisting of M detectors each, two groups of analog-to-digital converters (ADC), consisting of M ADCs each, two groups of digital complex multipliers, consisting of M multipliers each, two digital adders, the outputs of which are the outputs of the receiving module. The second input of the mixer is connected to the output of the first local oscillator AFAR. The input of the constant phase shifter is connected to the output of the second AFAR local oscillator. The control inputs of the ADC are connected to the output of the AFAR clock pulse generator. The input of the shaper of digital complex coefficients is connected to the output of the AFAR beam control system. Selected as a prototype analog-to-digital receiving module has the following disadvantages.

В качестве делителей широкого спектра принимаемого сигнала на М узкополосных участков спектра применены аналоговые фильтры, параметры которых изменяются при изменении условий работы (температуры, давления и т.д.), что приводит к неконтролируемой погрешности выходного сигнала, т.е. к искажениям пеленгационной характеристики АФАР [12, с. 46]. Кроме того, наличие большого количества (М) аналоговых фильтров в каждом приемном модуле приводит к повышению стоимости их производства.Analogue filters are used as dividers of a wide range of the received signal into M narrow-band spectral regions, the parameters of which change with changing operating conditions (temperature, pressure, etc.), which leads to an uncontrolled error of the output signal, i.e. to distortions of the direction-finding characteristic of the AFAR [12, p. 46]. In addition, the presence of a large number of (M) analog filters in each receiving module leads to an increase in the cost of their production.

В состав прототипа входят преобразователь частоты, усилитель промежуточной частоты, фильтр спектральных составляющих, т.е. обработка принимаемого сигнала, осуществляется на промежуточной частоте, что ограничивает функциональные возможности РЛС по обеспечению требуемой разрешающей способности по дальности, необходимой для распознавания одиночных целей по дальностному портрету, а также для определения численного состава групповой цели. Так, для обеспечения разрешающей способности РЛС по дальности

Figure 00000016
, что необходимо для выделения сигнала от одной цели в составе групповой, ширина спектра зондирующего сигнала должна бытьThe prototype includes a frequency converter, an intermediate frequency amplifier, a filter of spectral components, i.e. processing of the received signal is carried out at an intermediate frequency, which limits the radar's functionality to provide the required resolution in range required to recognize single targets from a long-range portrait, as well as to determine the numerical composition of a group target. So, to ensure the resolution of the radar range
Figure 00000016
, which is necessary to isolate the signal from one target as part of a group, the spectrum width of the probing signal should be

Figure 00000017
.
Figure 00000017
.

В этом случае промежуточная частота должна быть по крайней мере на порядок выше ширины спектра сигнала, т.е.In this case, the intermediate frequency should be at least an order of magnitude higher than the signal spectrum width, i.e.

В свою очередь частота несущего колебания зондирующего сигнала должна быть по крайней мере на порядок выше промежуточной, т.е.

Figure 00000018
In turn, the frequency of the carrier oscillation of the probe signal should be at least an order of magnitude higher than the intermediate, i.e.
Figure 00000018

что соответствует длине волны λо=2 см, непригодной для РЛС большой дальности действия ввиду большого затухания волн сантиметрового диапазона в атмосфере. Если потребуется разрешение по дальности

Figure 00000019
, то придется использовать миллиметровый диапазон волн.which corresponds to a wavelength of λ about = 2 cm, unsuitable for long-range radar due to the large attenuation of the waves of the centimeter range in the atmosphere. If range resolution is required
Figure 00000019
then you have to use the millimeter wave range.

В состав приемного модуля-прототипа входят по два АЦП на каждый узкополосный канал. Например, если разрешающая способность РЛС по дальности

Figure 00000019
, то ширина спектра зондирующего сигналаThe composition of the receiving module of the prototype includes two ADCs for each narrowband channel. For example, if the resolution of the radar range
Figure 00000019
, then the width of the spectrum of the probe signal

Figure 00000020
.
Figure 00000020
.

Тогда несущая частота зондирующего сигнала

Figure 00000021
, что соответствует длине волны λо=0,06 м. Если при этом разрешающая способность по азимуту то линейный размер апертуры антенны в горизонтальной плоскости
Figure 00000022
Исходя из условия узкополосности спектра
Figure 00000023
, примем
Figure 00000024
=4.106 Гц. Тогда количество узкополосных участков спектраThen the carrier frequency of the probe signal
Figure 00000021
, which corresponds to a wavelength of λ about = 0.06 m. If the resolution in azimuth is the linear size of the antenna aperture in the horizontal plane
Figure 00000022
Based on the conditions of narrow-band spectrum
Figure 00000023
accept
Figure 00000024
= 4.10 6 Hz. Then the number of narrow-band sections of the spectrum

Figure 00000025
Figure 00000025

следовательно, требуемое количество АЦП составит 2М=250. Наибольший вклад в стоимость приемного модуля вносят АЦП (например, оптовая стоимость двухканального АЦП ADC12DL3200 составляет 2599.95 долларов США за 100 шт. [13]), а количество приемных модулей в составе АФАР может составлять несколько тысяч [14, с. 119], что существенно повышает стоимость ее производства. Кроме того, в [15] приводятся характеристики быстродействующих АЦП, потребляемая мощность которых составляет не менее 3 Вт. Таким образом, при М АЦП в составе одного приемного модуля и при большом количестве таких модулей в составе АФАР (до нескольких тысяч) существенно возрастает стоимость ее эксплуатации.therefore, the required number of ADCs will be 2M = 250. The largest contribution to the cost of the receiving module is made by the ADC (for example, the wholesale cost of a two-channel ADC12DL3200 ADC is 2599.95 US dollars per 100 pcs. [13]), and the number of receiving modules in the AFAR can be several thousand [14, p. 119], which significantly increases the cost of its production. In addition, the characteristics of high-speed ADCs with a power consumption of at least 3 W are given in [15]. Thus, with M ADCs as part of one receiving module and with a large number of such modules as part of AFAR (up to several thousand), the cost of its operation increases significantly.

Задачами изобретения являются снижение стоимости производства приемного модуля и стоимости эксплуатации АФАР, повышение точности формирования пеленгационной характеристики АФАР, расширение функциональных возможностей РЛС по обеспечению высокой разрешающей способности по дальности. Решение указанных задач достигается тем, что в цифровой приемный модуль, содержащий последовательно соединенные излучатель модуля и малошумящий усилитель (МШУ), а также М фильтров деления широкополосного спектра на М узкополосных участков спектра, выход i-го фильтра деления широкополосного спектра (

Figure 00000014
) соединен с входом i-го делителя на два направления, первый выход которого соединен с первым входом i-го синхронного фазового детектора (СФД) первой группы, а второй выход соединен с первым входом i-го СФД второй группы, две группы цифровых комплексных умножителей по М умножителей в каждой группе, к первому входу i-го умножителя каждой группы подключен i-й выход формирователя цифровых комплексных коэффициентов, вход которого соединен с выходом системы управления лучом (СУЛ) АФАР, выходы цифровых комплексных умножителей первой группы подключены к входам первого цифрового сумматора, выход которого является первым выходом приемного модуля, а выходы цифровых комплексных умножителей второй группы подключены к входам второго цифрового сумматора, выход которого является вторым выходом приемного модуля, введен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый вход которого подключен к выходу малошумящего усилителя, а выход подключен к входам всех фильтров деления широкополосного спектра на М узкополосных участков спектра, которые реализованы на цифровых полосовых фильтрах с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтрах), причем вторые входы СФД первой группы и вторые входы СФД второй группы подключены к соответствующим (синусным и косинусным) ортогональным выходам цифрового гетеродина АФАР, общего для всех приемных модулей, вторые входы АЦП и цифровых полосовых фильтров деления широкополосного спектра на узкополосные участки спектра подключены к выходу генератора тактовых импульсов АФАР, общего для всех приемных модулей, выходы всех СФД подключены к вторым входам соответствующих цифровых комплексных умножителей.The objectives of the invention are to reduce the cost of production of the receiving module and the cost of operating the AFAR, increasing the accuracy of forming the direction-finding characteristics of the AFAR, expanding the radar's functionality to provide high resolution in range. The solution of these problems is achieved by the fact that in a digital receiving module containing a serially connected module emitter and a low-noise amplifier (LNA), as well as M filters for dividing the broadband spectrum into M narrow-band sections of the spectrum, the output of the ith filter for dividing the broadband spectrum (
Figure 00000014
) is connected to the input of the i-th divider in two directions, the first output of which is connected to the first input of the i-th synchronous phase detector (SFD) of the first group, and the second output is connected to the first input of the i-th synchronous phase detector (second group), two groups of digital complex multipliers according to M multipliers in each group, the i-th output of the digital complex coefficient generator, the input of which is connected to the output of the AFAR beam control system (SUL), is connected to the first input of the i-th multiplier of each group, the outputs of the digital complex multipliers of the first group are connected to the inputs of the first digital an adder whose output is the first output of the receiving module, and the outputs of the digital complex multipliers of the second group are connected to the inputs of the second digital adder, the output of which is the second output of the receiving module, an analog-to-digital converter (ADC) is introduced, the first input of which is connected to the output of the low-noise amplifier, and the output is connected to the inputs of all filters dividing the broadband spectrum into M narrow band sections of the spectrum that are implemented on digital bandpass filters with a finite impulse response (FIR filters), the second inputs of the first group of the SFD and the second inputs of the second group of the connected to the corresponding (sine and cosine) orthogonal outputs of the AFAR digital local oscillator, common to all receiving modules, the second inputs of the ADC and digital bandpass filters dividing the broadband spectrum into narrowband sections of the spectrum are connected to the output of the AFAR clock pulse generator, common to all receiving modules, the outputs of all SFDs are connected to the second inputs of the corresponding digital complex multipliers.

Таким образом, отличия предлагаемого цифрового приемного модуля АФАР от прототипа состоят в следующем:Thus, the differences of the proposed digital receiving module AFAR from the prototype are as follows:

В состав предлагаемого приемного модуля вместо 2М АЦП входит всего один, что делает конструкцию приемного модуля более простой и дешевой, кроме того, значительно уменьшается потребляемая аналого-цифровыми преобразователями мощность. Данное отличие от прототипа позволяет снизить стоимость производства приемного модуля и стоимость эксплуатации АФАР.Instead of a 2M ADC, the proposed receiver module contains only one, which makes the design of the receiver module simpler and cheaper, in addition, the power consumed by analog-to-digital converters is significantly reduced. This difference from the prototype allows to reduce the cost of production of the receiving module and the cost of operating the AFAR.

Аналого-цифровой преобразователь включен между выходом малошумящего усилителя и входами фильтров-делителей широкополосного спектра на узкополосные участки, т.е. цифровая обработка принимаемых сигналов осуществляется без преобразования на промежуточную частоту.An analog-to-digital converter is connected between the output of the low-noise amplifier and the inputs of the filter dividers of the broadband spectrum into narrow-band sections, i.e. Digital processing of the received signals is carried out without conversion to an intermediate frequency.

До определенного времени разработчики АФАР вынуждены были строить приемные модули (или приемные каналы приемно-передающих модулей) по супергетеродинной схеме, так как АЦП и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) с приемлемым для радиолокационных систем динамическим диапазоном могли работать на частотах 100-200 МГц, что приводило к необходимости установки в приемно-передающем модуле преобразователей частоты, так как дискретизация сигналов на несущей частоте была невозможна [16, c.9]. Однако современный уровень технологии АЦП дает возможность проводить аналого-цифровое преобразование сигналов со скоростью до 40 гигавыборок в секунду с 8-10-разрядным разрешением, при этом диапазон входных аналоговых сигналов составляет до 13 ГГц [14, с. 120]. На целесообразность такого решения указывалось в ряде работ [14, 17], например в [14, с. 183] отмечается, что при высоких требованиях к динамическому диапазону и коэффициенту шума приемного тракта его целесообразно реализовывать без частотного преобразования. Однако в рамках данного изобретения отказ от частотного преобразования диктуется прежде всего тем, что в этом случае снимаются ограничения по обеспечению высокой разрешающей способности РЛС по дальности, что необходимо для распознавания типа одиночной цели по дальностному портрету и (или) определения численного состава групповой цели. Такой подход к отказу от частотного преобразования принимаемого сигнала в известной технической литературе отсутствует.Таким образом, данное отличие от прототипа обеспечивает устранение связанных с частотным преобразованием сигнала ограничений по реализации требуемой разрешающей способности по дальности.Until a certain time, AFAR developers had to build receiving modules (or receiving channels of receiving and transmitting modules) according to a superheterodyne circuit, since ADCs and digital-to-analog converters (DACs) with a dynamic range acceptable for radar systems could operate at frequencies of 100-200 MHz, which led to the necessity of installing frequency converters in the transmitting and receiving module, since sampling of signals at the carrier frequency was impossible [16, p. 9]. However, the current level of ADC technology makes it possible to carry out analog-to-digital conversion of signals at a speed of up to 40 gigabytes per second with 8-10-bit resolution, while the range of input analog signals is up to 13 GHz [14, p. 120]. The expediency of such a solution was indicated in a number of works [14, 17], for example, in [14, p. 183] it is noted that with high demands on the dynamic range and noise figure of the receiving path, it is advisable to implement it without frequency conversion. However, in the framework of this invention, the rejection of the frequency conversion is dictated primarily by the fact that in this case the restrictions on ensuring high resolution radar in range are removed, which is necessary for recognizing the type of a single target from a long-range portrait and (or) determining the numerical composition of a group target. There is no such approach to rejecting the frequency conversion of the received signal in the well-known technical literature. Thus, this difference from the prototype eliminates the limitations associated with the frequency conversion of the signal on the implementation of the required range resolution.

В качестве делителей широкополосного спектра на узкополосные участки применены цифровые полосовые КИХ-фильтры, обеспечивающие, в отличие от примененных в прототипе аналоговых фильтров, высокую точность формирования пеленгационной характеристики АФАР и возможность их реализации в виде специализированных программируемых логических интегральных схем [18, 19]. Проведенный в работе [19] анализ показал, что современная элементная база позволяет производить цифровую обработку сигналов в реальном масштабе времени на частотах до 1,5 ГГц, а в ближайшие годы до 20 ГГц.Digital bandwidth FIR filters are used as dividers of the broadband spectrum into narrow-band sections, which, in contrast to the analog filters used in the prototype, provide high accuracy of AFAR direction-finding characteristic formation and the possibility of their implementation in the form of specialized programmable logic integrated circuits [18, 19]. The analysis performed in [19] showed that the modern elemental base allows digital processing of signals in real time at frequencies up to 1.5 GHz, and in the coming years up to 20 GHz.

Указанные отличительные признаки являются существенными, так как обеспечивают получение положительного эффекта, состоящего в снижении стоимости производства приемного модуля и снижении стоимости эксплуатации АФАР по сравнению с прототипом за счет существенного сокращения количества дорогостоящих и потребляющих большую мощность АЦП, в повышении точности формирования пеленгационной характеристики АФАР на основе применения цифровых полосовых КИХ-фильтров, а также в расширении функциональных возможностей РЛС по обеспечению высокой разрешающей способности по дальности за счет исключения частотного преобразования принимаемого сигнала.These distinguishing features are significant, as they provide a positive effect consisting in lowering the cost of manufacturing the receiving module and lowering the cost of operating the AFAR in comparison with the prototype due to a significant reduction in the number of expensive and consuming high power ADCs, in increasing the accuracy of the formation of direction-finding characteristics of the AFAR based on the use of digital bandwidth FIR filters, as well as in expanding the radar's functionality to provide high resolution in range by eliminating the frequency conversion of the received signal.

Сущность изобретения иллюстрируется фигурой 1, на которой приведена структурная схема цифрового приемного модуля АФАР. В состав цифрового приемного модуля входят: 1 - излучатель, 2 - малошумящий усилитель, 3 - АЦП, 4 - группа из М цифровых полосовых КИХ-фильтров деления широкого спектра на узкополосные участки спектра, 5 - группа из М делителей на два направления, 6 и 7 - две группы синхронных фазовых детекторов (СФД), состоящие из М детекторов каждая, 8 - формирователь цифровых комплексных коэффициентов, 9 и 10 - две группы цифровых комплексных умножителей, состоящие из М умножителей каждая, и 11 и 12 - два цифровых сумматора, выходы которых являются выходами цифрового приемного модуля. Управляющие входы АЦП 3 и цифровых фильтров 4 подключены к выходу генератора тактовых импульсов АФАР 15. Вход формирователя цифровых комплексных коэффициентов 8 подключен к выходу 16 системы управления лучом АФАР.The invention is illustrated in figure 1, which shows a block diagram of a digital receiving module AFAR. The digital receiving module includes: 1 - emitter, 2 - low-noise amplifier, 3 - ADC, 4 - a group of M digital bandwidth FIR filters for dividing a wide spectrum into narrow-band sections of the spectrum, 5 - a group of M dividers in two directions, 6 and 7 - two groups of synchronous phase detectors (SFD), consisting of M detectors each, 8 - shaper of digital complex coefficients, 9 and 10 - two groups of digital complex multipliers, consisting of M multipliers each, and 11 and 12 - two digital adders, outputs which are the outputs of the digital receiving module. The control inputs of the ADC 3 and digital filters 4 are connected to the output of the AFAR 15 clock pulse generator. The input of the digital complex coefficients 8 is connected to the output 16 of the AFAR beam control system.

Цифровой приемный модуль работает следующим образом. Принятый излучателем 1 отраженный от цели сигнал поступает на вход малошумящего усилителя 2, который повышает уровень сигнала до величины, достаточной для его аналого-цифрового преобразования АЦП 3. Оцифрованный сигнал с выхода АЦП 3 поступает на входы М цифровых полосовых КИХ-фильтров 4. С выходов цифровых полосовыхКИХ-фильтров 4 узкополосные сигналы поступают на входы М делителей на два направления 5. С первого выхода i-го (

Figure 00000014
) делителя 5 сигнал поступает на первый вход i-го синхронного фазового детектора 6 первой группы, а со второго выхода i-го делителя 5 сигнал поступает на первый вход i-го СФД 7 второй группы. Цифровые коды синусоидального опорного напряжения с выхода 13 цифрового квадратурного гетеродина АФАР поступают на вторые входы СФД 6 первой группы, а цифровые коды косинусоидального опорного напряжения с выхода 14 цифрового гетеродина АФАР поступают на вторые входы СФД 7 второй группы.Digital receiving module operates as follows. Received by the emitter 1, the signal reflected from the target is fed to the input of a low-noise amplifier 2, which raises the signal level to a value sufficient for its analog-to-digital conversion of the ADC 3. The digitized signal from the output of the ADC 3 goes to the inputs M of the digital bandpass FIR filters 4. From the outputs digital bandpass FIR filters 4 narrowband signals are fed to the inputs of M dividers in two directions 5. From the first output of the i-th (
Figure 00000014
) of the divider 5, the signal goes to the first input of the i-th synchronous phase detector 6 of the first group, and from the second output of the i-th divider 5, the signal goes to the first input of the i-th SFD 7 of the second group. The digital codes of the sinusoidal reference voltage from the output 13 of the digital quadrature local oscillator AFAR are supplied to the second inputs of the AFD 6 of the first group, and the digital codes of the cosine reference voltage from the output 14 of the digital quadrature local oscillator AFAR are supplied to the second inputs of the AFD 7 of the second group.

Синхронные фазовые детекторы 6 и 7 делят поступающие на их входы узкополосные цифровые сигналы на две квадратурные составляющие - синфазную

Figure 00000026
и квадратурную
Figure 00000027
, где k - порядковый номер цифрового отсчета (
Figure 00000028
), T - период дискретизации напряжения сигнала, определяемый в соответствии с теоремой Котельникова и задаваемый генератором тактовых импульсов АФАР 15. Синфазная составляющая сигнала на выходе i-го СФД 6 первой группы может быть представлена в видеSynchronous phase detectors 6 and 7 divide the narrow-band digital signals arriving at their inputs into two quadrature components - in-phase
Figure 00000026
and quadrature
Figure 00000027
where k is the serial number of the digital reference (
Figure 00000028
), T is the sampling period of the signal voltage, determined in accordance with the Kotelnikov theorem and set by the AFAR 15 clock pulse generator. The in-phase component of the signal at the output of the i-th SFD 6 of the first group can be represented as

Figure 00000029
, (4)
Figure 00000029
, (4)

а квадратурная составляющаяand the quadrature component

Figure 00000030
, (5)
Figure 00000030
, (5)

где

Figure 00000031
- центральная частота i-го узкополосного сигнала,Where
Figure 00000031
is the center frequency of the i-th narrowband signal,

Figure 00000032
,
Figure 00000033
- цифровые коды амплитуд, а
Figure 00000034
,
Figure 00000035
- цифровые коды фаз напряжений (4) и (5),
Figure 00000036
частота колебаний гетеродина АФАР, равная частоте зондирующего сигнала
Figure 00000037
Figure 00000032
,
Figure 00000033
- digital codes of amplitudes, and
Figure 00000034
,
Figure 00000035
- digital codes of voltage phases (4) and (5),
Figure 00000036
oscillator frequency of the AFAR local oscillator equal to the frequency of the probe signal
Figure 00000037

Комплексные огибающие напряжений (4) и (5) имеют видThe complex envelopes of stresses (4) and (5) have the form

Figure 00000038
, (6)
Figure 00000038
, (6)

Figure 00000039
, (7)
Figure 00000039
, (7)

Цифровые коды (6) с выхода i-го СФД первой группы 6 поступают на второй вход i-го цифрового комплексного умножителя первой группы 9, а цифровые коды (7) с выхода i-го СФД второй группы 7 поступают на второй вход i-го цифрового комплексного умножителя 10 второй группы.Digital codes (6) from the output of the i-th SFD of the first group 6 go to the second input of the i-th digital complex multiplier of the first group 9, and digital codes (7) from the output of the i-th SFD of the second group 7 go to the second input of the i-th digital complex multiplier 10 of the second group.

На вход блока 8 формирователя цифровых комплексных коэффициентов с выхода 16 системы управления лучом АФАР поступают значения направляющих косинусов углов

Figure 00000040
и
Figure 00000041
, определяющих ожидаемое направление прихода отраженного от цели сигнала. Комплексные цифровые весовые коэффициенты
Figure 00000042
для каждой центральной частоты узкополосного сигнала вычисляются в соответствии с соотношениемAt the input of block 8 of the shaper of digital complex coefficients from the output 16 of the AFAR beam control system, the values of the direction cosines of the angles
Figure 00000040
and
Figure 00000041
determining the expected direction of arrival of the signal reflected from the target. Integrated Digital Weights
Figure 00000042
for each center frequency of the narrowband signal are calculated in accordance with the ratio

Figure 00000043
, (8)
Figure 00000043
, (8)

где

Figure 00000044
, (9)Where
Figure 00000044
, (9)

c - скорость света, m и n - номера строк и столбцов, на пересечении которых размещены излучатели АФАР,

Figure 00000045
и
Figure 00000046
- шаг решетки вдоль осей OX и OY соответственно.c is the speed of light, m and n are the numbers of rows and columns at the intersection of which are located emitters AFAR,
Figure 00000045
and
Figure 00000046
is the lattice pitch along the OX and OY axes, respectively.

В результате умножения комплексных огибающих напряжений (6) и (7) на комплексные весовые коэффициенты (8) напряжения (6) и (7) получают дополнительный сдвиг по фазе на величину, определяемую соотношением (9). Сигнал с выхода i-го цифрового комплексного умножителя первой группы 9 поступает на i-й вход первого цифрового сумматора 11, а сигнал с выхода i-го цифрового комплексного умножителя второй группы 10 поступает на i-й вход второго сумматора 12. Сумматоры 11 и 12 суммируют цифровые коды соответственно синфазных и квадратурных составляющих узкополосных участков широкополосного спектра. В результате с первого и второго выходов цифрового приемного модуля в систему первичной обработки радиолокационной информации поступают цифровые коды амплитуды и фазы принимаемого данным модулем сигнала.As a result of multiplying the complex envelopes of stresses (6) and (7) by the complex weighting factors (8), the stresses (6) and (7) receive an additional phase shift by an amount determined by relation (9). The signal from the output of the i-th digital complex multiplier of the first group 9 goes to the i-th input of the first digital adder 11, and the signal from the output of the i-th digital complex multiplier of the second group 10 goes to the i-th input of the second adder 12. Adders 11 and 12 summarize the digital codes, respectively, in-phase and quadrature components of narrow-band sections of the broadband spectrum. As a result, from the first and second outputs of the digital receiving module, digital codes of the amplitude and phase of the signal received by this module are received in the primary radar information processing system.

Таким образом, техническая реализация предлагаемого цифрового приемного модуля позволит снизить стоимость его производства и стоимость эксплуатации АФАР, повысить точность формирования ее пеленгационной характеристики АФАР и обеспечить требуемое значение разрешающей способности РЛС по дальности.Thus, the technical implementation of the proposed digital receiving module will reduce the cost of its production and the cost of operating the AFAR, increase the accuracy of the formation of its direction-finding characteristics of the AFAR and ensure the required radar resolution range.

Источники информации, использованные при составлении заявки:Sources of information used in the preparation of the application:

1. Патент США №59430/10, H01Q 3/24. 24.08.1999. Direct Digital Synthesizer Driven Phased Array Antenna.1. US patent No. 59430/10, H01Q 3/24. 08/24/1999. Direct Digital Synthesizer Driven Phased Array Antenna.

2. Патент США №6441783, H01Q 3/22, 27.08.2002. Circuit Module for a Phased Array.2. US patent No. 6441783, H01Q 3/22, 08/27/2002. Circuit Module for a Phased Array.

3. Патент РФ №2454763, H01Q 21/00, 27.06.2012. Приемно-передающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ диапазона.3. RF patent No. 2454763, H01Q 21/00, June 27, 2012. Transceiver module of the active phased microwave antenna array.

4. Патент РФ №2206155, H01Q 3/34, 10.06.2003. Приемно-передающий модуль активной фазированной антенной решетки.4. RF patent No. 2206155, H01Q 3/34, 06/10/2003. Transceiver module of an active phased antenna array.

5. Патент РФ №2362268, Н04 В 1/38, 10.02.2009. Приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки.5. RF patent No. 2362268, Н04 В 1/38, 02/10/2009. Transceiver module of an active phased array antenna.

6. Патент РФ №2571884, H01Q 21\00, 27.12.2015. Приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки.6. RF patent No. 2571884, H01Q 21 \ 00, 12/27/2015. Transceiver module of an active phased array antenna.

7. Патент РФ №2513041, G01S 13/52, 20.04.2014. Устройство идентификации воздушных объектов по структуре дальностного портрета.7. RF patent No. 2513041, G01S 13/52, 04/20/2014. Device for identification of air objects by the structure of a long-range portrait.

8. Абраменков В.В, Васильченко О.В, Муравский А.П. Обработка протяженных сверхширокополосных сигналов в РЛС с электронным сканированием ДНА \ Электромагнитные волны и электронные системы, 2013, т.8, №3, с. 7-14.8. Abramenkov V.V., Vasilchenko O.V., Muravsky A.P. Processing of extended ultra-wideband signals in radars with electronic scanning of the bottom of the beam \ Electromagnetic waves and electronic systems, 2013, vol. 8, No. 3, p. 7-14.

9. Патент РФ №2516683, H01Q 21/00, 20.05.2014. Способ цифрового формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки при излучении и приеме линейно-частотно-модулированного сигнала.9. RF patent No. 2516683, H01Q 21/00, 05.20.2014. A method for digitally generating a radiation pattern of an active phased array antenna when emitting and receiving a linear frequency-modulated signal.

10. Патент РФ №2146076, Н03М 1/12, 27.02.2000. Аналого-цифровой модуль.10. RF patent No. 2146076, H03M 1/12, 02.27.2000. Analog-to-digital module.

11. Патент РФ №2692417, Н03М 1/12; H01Q 21/00, 24.06.2019.. Аналого-цифровой модуль активной фазированной антенной решетки.11. RF patent No. 2692417, H03M 1/12; H01Q 21/00, 06/24/2019 .. Analog-digital module of the active phased antenna array.

12. Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов: Справочник. - М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.12. Goldenberg L.M. et al. Digital signal processing: Handbook. - M .: Radio and communications, 1985 .-- 312 p.

13. Официальный сайт кампании Texas Instruments Inc.: Стоимость АЦП ADC12DL3200. - URL: http://www.ti.com/product/ADC12DL3200.13. The official website of the Texas Instruments Inc campaign: ADC12DL3200 ADC cost. - URL: http://www.ti.com/product/ADC12DL3200.

14. Добычина Е.М., Малахов Р.Ю. Цифровой приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки. /Научный вестник МГТУ ГА. - М.: 2014. №209.с.117-123.14. Dobychina E.M., Malakhov R.Yu. Digital transceiver module of an active phased array antenna. / Scientific Bulletin of MSTU GA. - M .: 2014. No. 209. p. 117-123.

15. ADC12DL3200 6.4-GSPS Single-Channel or 3.2-GSPS Dual-Channel, 12-Bit Analog-to-Digital Converter (ADC) With LVDS Interface: Texas Instruments ADC12DL3200. SLVSDR3A -May 2018-Revised September 2018.15. ADC12DL3200 6.4-GSPS Single-Channel or 3.2-GSPS Dual-Channel, 12-Bit Analog-to-Digital Converter (ADC) With LVDS Interface: Texas Instruments ADC12DL3200. SLVSDR3A -May 2018-Revised September 2018.

16. Топчиев. С.А., Никитин М.В. Разработка в ПАО «РАДИОФИЗИКА» РЛС с цифровыми АФАР. / Сборник научных трудов по материалам XIII молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь - перспективные технологии». - М.: ПАО «Радиофизика», 03.12.2015. с. 7-15.16. Topchiev. S.A., Nikitin M.V. Development in PJSC "RADIOPHYSICS" radar with digital AFAR. / Collection of scientific papers on the materials of the XIII youth scientific and technical conference "Radar and communications - advanced technologies." - M.: PJSC "Radiophysics", 12/03/2015. with. 7-15.

17. Frenzel L. High-Speed Data Converters Make Direct-Sampling Receivers Practical./ Electronic Design. Feb 12, 2019. - URL: https://www.electronicdesign.com/analog/high-speed-data-converters-make-direct-sampling-receivers-practical.17. Frenzel L. High-Speed Data Converters Make Direct-Sampling Receivers Practical./ Electronic Design. Feb 12, 2019. - URL: https://www.electronicdesign.com/analog/high-speed-data-converters-make-direct-sampling-receivers-practical.

18. Multicore Fixed and Floating-Point Digital Signal Processor. Check for Evaluation Modules (EVM): TMS320C6678. Texas Instruments. TMS320C6672. SPRS708E-November 2010-Revised March 2014.18. Multicore Fixed and Floating-Point Digital Signal Processor. Check for Evaluation Modules (EVM): TMS320C6678. Texas Instruments. TMS320C6672. SPRS708E-November 2010-Revised March 2014.

19. Speed per Milliwatt Rations for Fixed-Points Parcaged Processors/ Berkeley Design Technolog. Inc. Nov.2013.19. Speed per Milliwatt Rations for Fixed-Points Parcaged Processors / Berkeley Design Technolog. Inc. Nov 2013.

Claims (1)

Цифровой приемный модуль активной фазированной антенной решетки, содержащий последовательно соединенные излучатель модуля и малошумящий усилитель (МШУ), М фильтров деления широкополосного спектра на М узкополосных участков спектра, выход i-го фильтра деления широкополосного спектра (
Figure 00000047
) соединен с входом i-го делителя на два направления, первый выход которого соединен с первым входом i-го синхронного фазового детектора (СФД) первой группы, а второй выход соединен с первым входом i-го СФД второй группы, две группы цифровых комплексных умножителей по М умножителей в каждой группе, к первому входу i-го умножителя каждой группы подключен i-й выход формирователя цифровых комплексных коэффициентов, вход которого соединен с выходом системы управления лучом АФАР, выходы цифровых комплексных умножителей первой группы подключены к входам первого цифрового сумматора, выход которого является первым выходом приемного модуля, а выходы цифровых комплексных умножителей второй группы подключены к входам второго цифрового сумматора, выход которого является вторым выходом приемного модуля, отличающийся тем, что в него введен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый вход которого подключен к выходу МШУ, а выход подключен к первым входам всех фильтров деления широкополосного спектра на М узкополосных участков спектра, которые реализованы на цифровых полосовых КИХ-фильтрах, вторые входы СФД первой группы подключены к первому ортогональному (синусному) выходу цифрового гетеродина АФАР, вторые входы СФД второй группы подключены ко второму ортогональному (косинусному) выходу цифрового гетеродина АФАР, общего для всех приемных модулей, причем вторые входы АЦП и цифровых КИХ-фильтров соединены с выходом генератора тактовых импульсов АФАР, общего для всех приемных модулей, выходы СФД подключены ко вторым входам всех цифровых комплексных умножителей.
A digital receiving module of an active phased antenna array containing a serially connected module emitter and a low-noise amplifier (LNA), M filters for dividing the broadband spectrum into M narrow-band sections of the spectrum, the output of the ith filter for dividing the broadband spectrum (
Figure 00000047
) is connected to the input of the i-th divider in two directions, the first output of which is connected to the first input of the i-th synchronous phase detector (SFD) of the first group, and the second output is connected to the first input of the i-th synchronous phase detector (second group), two groups of digital complex multipliers by M multipliers in each group, the i-th output of the digital complex coefficients shaper is connected to the first input of the i-th multiplier of each group, the input of which is connected to the output of the AFAR beam control system, the outputs of the digital complex multipliers of the first group are connected to the inputs of the first digital adder, output which is the first output of the receiving module, and the outputs of the digital complex multipliers of the second group are connected to the inputs of the second digital adder, the output of which is the second output of the receiving module, characterized in that an analog-to-digital converter (ADC) is inserted into it, the first input of which is connected to the output LNA, and the output is connected to the first inputs of all filters for dividing broadband spectrum in the M narrow-band spectral regions that are implemented on digital bandpass FIR filters, the second inputs of the first group of AFDs are connected to the first orthogonal (sine) output of the AFAR digital local oscillator, the second inputs of the second group of AFDs are connected to the second orthogonal (cosine) output of the AFAR digital local oscillator, common to all receiving modules, and the second inputs of the ADC and digital FIR filters are connected to the output of the AFAR clock pulse generator, common to all receiving modules, the outputs of the SFD are connected to the second inputs of all digital complex multipliers.
RU2019136693A 2019-11-14 2019-11-14 Digital receiving module of active phased antenna array RU2722408C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136693A RU2722408C1 (en) 2019-11-14 2019-11-14 Digital receiving module of active phased antenna array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136693A RU2722408C1 (en) 2019-11-14 2019-11-14 Digital receiving module of active phased antenna array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722408C1 true RU2722408C1 (en) 2020-05-29

Family

ID=71067354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019136693A RU2722408C1 (en) 2019-11-14 2019-11-14 Digital receiving module of active phased antenna array

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722408C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787473C1 (en) * 2022-03-23 2023-01-09 Акционерное Общество "Национальный институт радио и инфокоммуникационных технологий" (АО "НИРИТ") Method for analog-to-digital signal processing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US20050206564A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Comware, Inc. Adaptive beam-forming system using hierarchical weight banks for antenna array in wireless communication system
RU126519U1 (en) * 2012-09-24 2013-03-27 Дмитрий Давидович Габриэльян ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
RU2692417C2 (en) * 2017-10-19 2019-06-24 Михаил Григорьевич Вахлов Analog-digital receiving module of active phased antenna array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US20050206564A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Comware, Inc. Adaptive beam-forming system using hierarchical weight banks for antenna array in wireless communication system
RU126519U1 (en) * 2012-09-24 2013-03-27 Дмитрий Давидович Габриэльян ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
RU2692417C2 (en) * 2017-10-19 2019-06-24 Михаил Григорьевич Вахлов Analog-digital receiving module of active phased antenna array

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Цифровая обработка сигналов: Справочник/ Л.М. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк - М. Радио и связь, 1985, с. 161-166. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787473C1 (en) * 2022-03-23 2023-01-09 Акционерное Общество "Национальный институт радио и инфокоммуникационных технологий" (АО "НИРИТ") Method for analog-to-digital signal processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2374724C1 (en) Perimetric radar antenna array
Rao et al. Indian MST radar 1. System description and sample vector wind measurements in ST mode
RU146508U1 (en) SHORT-PULSE RADAR WITH ELECTRONIC SCANNING IN TWO PLANES AND WITH HIGH-PRECISE MEASUREMENT OF COORDINATES AND SPEED OF OBJECTS
CN110456316B (en) Multi-channel transceiving correction system and method for multifunctional phased array radar
RU2495447C2 (en) Beam forming method
US6700536B1 (en) System and method for determining a direction of incident electromagnetic signals
US20100253574A1 (en) Weather radar and weather observation method
US7812759B2 (en) Radar apparatus for detection position information of a target by receiving reflection signals reflected by the target with a plurality of reception antennas
Spreng et al. Wideband 120 GHz to 140 GHz MIMO radar: System design and imaging results
RU2546999C1 (en) Short-pulse radar with electronic scanning in two planes and with high-precision measurement of coordinates and speeds of objects
US9213095B2 (en) Combined direction finder and radar system, method and computer program product
US5493306A (en) Phased array antenna system to produce wide-open coverage of a wide angular section with high directive gain and moderate capability to resolve multiple signals
RU2496120C2 (en) Multifunctional multirange scalable radar system for aircraft
RU2315332C1 (en) Radiolocation station
RU2402034C1 (en) Radar technique for determining angular position of target and device for realising said method
RU2732803C1 (en) Method for digital formation of beam pattern of active phased antenna array during radiation and reception of linear-frequency-modulated signals
RU2679597C1 (en) Pulse-doppler airborne radar station operating method during detecting of air target - carrier of radio intelligence and active interference stations
CN115728722A (en) Antenna array of 4D radar, data detection method and 4D radar
RU2722408C1 (en) Digital receiving module of active phased antenna array
RU2316021C2 (en) Multichannel radar system of flight vehicle
RU2696274C1 (en) Small-size multi-mode on-board radar system for equipping promising unmanned and helicopter systems
RU2692417C2 (en) Analog-digital receiving module of active phased antenna array
RU2184980C1 (en) Procedure measuring intensity of electromagnetic field of radio signals and device for its implementation
CN212433405U (en) Low-altitude near-field weak vector signal detection radar system
RU2610833C1 (en) Space scanning method