RU2745734C1 - Antenna device for mono-pulse radar system - Google Patents
Antenna device for mono-pulse radar system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745734C1 RU2745734C1 RU2020113842A RU2020113842A RU2745734C1 RU 2745734 C1 RU2745734 C1 RU 2745734C1 RU 2020113842 A RU2020113842 A RU 2020113842A RU 2020113842 A RU2020113842 A RU 2020113842A RU 2745734 C1 RU2745734 C1 RU 2745734C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- antenna
- channel
- polarization
- feed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
- H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
- H01Q19/08—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for modifying the radiation pattern of a radiating horn in which it is located
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике и, в частности, к антеннам для моноимпульсной радиолокационной системы на беспилотном летательном аппарате.The invention relates to antenna technology and, in particular, to antennas for a monopulse radar system on an unmanned aerial vehicle.
Среди антенн широкое распространение получили зеркальные антенны [1] с параболическим зеркалом и точечным облучателем, расположенным в фокусе параболы. Сферическая волна радиосигнала, исходящая из облучателя, преобразуется после отражения от зеркала в плоскую волну, распространяющуюся в направлении положительной оси параболоида.Reflector antennas [1] with a parabolic mirror and a point feed located at the focus of the parabola are widely used among antennas. The spherical wave of the radio signal emanating from the feed is converted after reflection from the mirror into a plane wave propagating in the direction of the positive axis of the paraboloid.
Недостатком таких антенн является большое расстояние от облучателя до зеркала, что делает невозможным их применение на беспилотном летательном аппарате из-за жестких ограничений в части массогабаритных характеристик.The disadvantage of such antennas is the large distance from the feed to the mirror, which makes it impossible to use them on an unmanned aerial vehicle due to severe restrictions in terms of weight and size characteristics.
Для уменьшения массогабаритных параметров применяют двухзеркальные антенны Кассегрена, которые широко используются в радиолокации для формирования моноимпульсных диаграмм направленности [2]. Антенна состоит из параболического основного зеркала (рефлектора) и гиперболического дополнительного зеркала (контррефлектора). Облучатель располагается на осевой линии, соединяющей центры контррефлектора и рефлектора, в котором сделано специальное отверстие для облучателя. Сферические волны, излучаемые облучателем, после отражения от контррефлектора распространяются в направлении к рефлектору, и при этом остаются сферическими, исходящими как бы из мнимого фокуса контррефлектора, расположенного за контррефлектором. Рефлектор преобразует сферические волны в плоские, распространяющиеся в направлении оси антенны.To reduce the weight and size parameters, two-mirror Cassegrain antennas are used, which are widely used in radar to form monopulse radiation patterns [2]. The antenna consists of a parabolic main mirror (reflector) and a hyperbolic additional mirror (counter-reflector). The irradiator is located on the center line connecting the centers of the counter-reflector and the reflector, in which a special hole is made for the irradiator. The spherical waves emitted by the irradiator, after being reflected from the counterreflector, propagate towards the reflector, and at the same time remain spherical, as if emanating from the imaginary focus of the counterreflector located behind the counterreflector. The reflector converts spherical waves into plane waves propagating in the direction of the antenna axis.
Габаритные параметры такой антенны уменьшены в направлении осевой линии за счет использования контррефлектора. В то же время диаметральные параметры такой антенны остаются большими, что делает невозможным ее использование на беспилотном летательном аппарате.The overall dimensions of such an antenna are reduced in the direction of the center line due to the use of a counter-reflector. At the same time, the diametrical parameters of such an antenna remain large, which makes it impossible to use it on an unmanned aerial vehicle.
Наиболее близким к предлагаемому устройству, принятому в качестве прототипа, является антенна [3], состоящая из несущего диэлектрического блока, имеющего с одной стороны покрытую слоем электропроводящего материала поверхность вращения, выполняющую роль основного зеркала, а с противоположной стороны поверхность вращения, также покрытую слоем электропроводящего материала, выполняющую роль вспомогательного облучателя, и блок облучателя, размещенный внутри несущего диэлектрического блока. В такой антенне не только уменьшены осевые параметры за счет использования контррефлектора ориентировочно в два раза, но также все генерирующее оборудование, включая волноводные трассы, усложненные в четыре раза при моноимпульсном принципе радиолокации, могут быть убраны за рефлектор, что также способствует уменьшению габаритных параметров антенны.The closest to the proposed device, adopted as a prototype, is an antenna [3], consisting of a carrier dielectric unit, having on one side a surface of revolution covered with a layer of electrically conductive material, which acts as the main mirror, and on the opposite side, a surface of revolution, also covered with a layer of electrically conductive material, acting as an auxiliary feed, and a feed unit located inside the carrier dielectric block. In such an antenna, not only the axial parameters are reduced approximately by half due to the use of a counter-reflector, but also all generating equipment, including waveguide paths, complicated by a factor of four with the monopulse radar principle, can be removed behind the reflector, which also contributes to a decrease in the overall parameters of the antenna.
В то же время при жестких ограничениях в части массогабаритных параметров, когда диаметр рефлектора не более чем в 7-8 раз превосходит длину волны, наличие отверстия в центре рефлектора с диаметром, соизмеримым с длиной волны, и наличие затеняющего контррефлектора, диаметр которого примерно в 2 раза больше длины волны, существенно снижает коэффициент усиления антенны и делает не эффективным ее использование на беспилотном летательном аппарате, особенно при необходимости обеспечить сканирование пространства возможного положения объектов, например, путем поворота рефлектора, что требует увеличения диаметра отверстия в его центре.At the same time, under severe restrictions in terms of weight and size parameters, when the diameter of the reflector is no more than 7-8 times the wavelength, the presence of a hole in the center of the reflector with a diameter commensurate with the wavelength, and the presence of a shading counterreflector with a diameter of about 2 times the wavelength, significantly reduces the antenna gain and makes it ineffective to use it on an unmanned aerial vehicle, especially if it is necessary to scan the space of the possible position of objects, for example, by rotating the reflector, which requires an increase in the diameter of the hole in its center.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение максимально возможного коэффициента усиления антенны при ограниченном диаметре рефлектора, поворачивающегося в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно продольной оси антенны, а также расширение рабочей полосы несущих частот антенны для повышения помехоустойчивости РЛС.The technical result of the proposed invention is to provide the maximum possible antenna gain with a limited diameter of the reflector, turning in two mutually perpendicular directions relative to the longitudinal axis of the antenna, as well as expanding the operating frequency band of the antenna to increase the noise immunity of the radar.
Сущность изобретения заключается в том, что в антенном устройстве моноимпульсной радиолокационной системы, содержащем суммарно-разностный преобразователь, соединенный с облучателем, подвижный рефлектор с приводом антенны и неподвижный контррефлектор, подвижный рефлектор выполнен в виде параболоида со срезанным верхним сегментом, неподвижный контррефлектор выполнен в виде пластины, проекция которой на вертикальную плоскость симметрии антенного устройства расположена наклонно, под углом 22,5° к проекции на ту же плоскость подвижного рефлектора в его нейтральном положении, четырехканальный облучатель, подключенный к суммарно-разностному преобразователю, установлен в освобожденном после среза сегменте подвижного рефлектора, выполнен изогнутым в сторону неподвижного контррефлектора с расположением центра своей передней оконечности в точке фокуса подвижного параболического рефлектора в его нейтральном положении и состоит из задней и передней конечных четырехканальных секций и прямой соединительной двухканальной секции, которая состыкована с вышеуказанными нижней и верхней конечными четырехканальными секциями посредством двух поворотных на угол 22,5° четырехканальных секций в форме секторов тороидального волновода, а для компенсации разницы в длине наружной и внутренней пары каналов поворотных секций облучателя между внутренними парами каналов первой и второй поворотных четырехканальных секций, симметрично относительно плоскости симметрии облучателя, вставлены две компенсационные секции, при этом пластина контррефлектора выполнена из радиопрозрачного материала, на который нанесен линейчатый селектор поляризации, отражающий электромагнитные волны с вертикальной поляризацией и пропускающий электромагнитные волны с горизонтальной поляризацией, подвижный рефлектор выполнен с элементом трансформирования поляризации отражаемого сигнала на перпендикулярное направление поляризации, который выполнен в виде линейчатого селектора поляризации, повернутого на угол 45° к направлению как горизонтальной, так и вертикальной поляризации, и находящегося на расстоянии одной четверти длины волны радиосигнала от коротко замыкающего отражательного слоя.The essence of the invention lies in the fact that in the antenna device of a monopulse radar system containing a sum-difference converter connected to the feed, a movable reflector with an antenna drive and a fixed counter-reflector, the movable reflector is made in the form of a paraboloid with a cut upper segment, the fixed counter-reflector is made in the form of a plate , the projection of which on the vertical plane of symmetry of the antenna device is located obliquely, at an angle of 22.5 ° to the projection on the same plane of the movable reflector in its neutral position, the four-channel feed connected to the sum-difference converter is installed in the segment of the movable reflector released after the cut, is made curved towards the fixed counter-reflector with the location of the center of its front end at the focal point of the movable parabolic reflector in its neutral position and consists of rear and front end four-channel sections and a straight line will connect separate two-channel section, which is docked with the above-mentioned lower and upper final four-channel sections by means of two four-channel sections rotatable at an angle of 22.5 ° in the form of toroidal waveguide sectors, and to compensate for the difference in the length of the outer and inner channel pairs of the rotary sections of the feed between the inner pairs of channels of the first and the second rotary four-channel sections, symmetrically relative to the plane of symmetry of the irradiator, two compensation sections are inserted, while the counter-reflector plate is made of radio-transparent material, on which a linear polarization selector is applied, reflecting electromagnetic waves with vertical polarization and transmitting electromagnetic waves with horizontal polarization, the movable reflector is made with an element for transforming the polarization of the reflected signal to the perpendicular direction of polarization, which is made in the form of a linear polarization selector rotated at an angle of 45 ° to the direction as horizontal and vertical polarization, and located at a distance of one quarter of the wavelength of the radio signal from the short-circuit reflective layer.
Кроме этого, привод антенны имеет двухсторонний порт для получения сигналов управления антенным устройством из устройства приема, обработки сигналов и управления и передачи в него угловой информации из антенны, суммарно-разностный преобразователь подключен к задней оконечности четырехканального облучателя, имеет двухсторонний волноводный порт для передачи в антенну зондирующего сигнала заданной мощности и передачи из антенны эхосигнала суммарного канала, а также имеет два волноводных выхода для передачи взаимно перпендикулярных по направлению луча разностных эхосигналов.In addition, the antenna drive has a two-way port for receiving control signals of the antenna device from the receiving device, signal processing and control and transmitting angular information from the antenna to it, the sum-difference converter is connected to the rear end of the four-channel feed, has a two-way waveguide port for transmission to the antenna a probing signal of a given power and transmission from the antenna of the echo signal of the summed channel, and also has two waveguide outputs for transmitting difference echo signals mutually perpendicular in the direction of the beam.
Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и чертежами, на которых представлены:The essence of the invention is illustrated by further description and drawings, which show:
на фиг. 1 - общая структура антенного устройства в составе РЛС;in fig. 1 - general structure of the antenna device as part of the radar;
на фиг. 2 и фиг. 3 - детали конструкции и пояснения к работе рефлектора;in fig. 2 and FIG. 3 - details of the design and explanations for the operation of the reflector;
на фиг. 4 - общая структура антенного устройства с уточненной конструкцией облучателя;in fig. 4 - general structure of the antenna device with a refined design of the feed;
на фиг. 5 - конструкция облучателя.in fig. 5 - the design of the feed.
На фиг. 1 обозначены:FIG. 1 are marked:
1 - рефлектор;1 - reflector;
2 - контррефлектор;2 - counterreflector;
3 - облучатель;3 - irradiator;
4 - привод антенны;4 - antenna drive;
5 - суммарно-разностный преобразователь.5 - sum-difference converter.
Антенное устройство работает в составе моноимпульсной РЛС, которая дополнительно содержит:The antenna device operates as part of a monopulse radar, which additionally contains:
6 - синтезатор сигналов;6 - signal synthesizer;
7 - усилитель мощности;7 - power amplifier;
8 - циркулятор, связывающий антенное устройство с усилителем мощности и с приемником;8 - circulator connecting the antenna device with the power amplifier and with the receiver;
9 - усилитель суммарного канала приемника;9 - amplifier of the total receiver channel;
10 - усилитель разностного азимутального канала приемника;10 - amplifier of the differential azimuth channel of the receiver;
11 - усилитель разностного угломестного канала приемника;11 - amplifier of the differential elevation channel of the receiver;
12 - устройство приема, обработки сигналов и управления.12 - a device for receiving, processing signals and control.
По внешним обводам антенное устройство повторяет форму обтекателя РЛС и БПЛА, в которые оно устанавливается с необходимыми зазорами.Along the outer contours, the antenna device repeats the shape of the radome and UAV radome, into which it is installed with the necessary clearances.
Представленные на фиг. 1 элементы антенного устройства соединены следующим образом.Shown in FIG. 1 elements of the antenna device are connected as follows.
Облучатель 3 подстыкован к суммарно-разностному преобразователю 5 своим задним окончанием и направлен в сторону контррефлектора 2 своим верхним передним окончанием, поперечная плоскость которого повернута относительно поперечной плоскости заднего окончания на угол π/4 рад (45°).The
Рефлектор 1 установлен на привод 4 антенны, обеспечивающий его поворот на заданный угол в горизонтальной плоскости (X-Z) и в вертикальной плоскости (X-Y).The
Суммарно-разностный преобразователь 5 подключен своим приемопередающим входом к циркулятору 8, который своим силовым входом связан через усилитель мощности 7 с синтезатором 6, а выходом подключен к усилителю 9 суммарного канала приемника.The sum-
Два разностных канала суммарно-разностного преобразователя 5 подключены соответственно к усилителю 10 разностного азимутального канала приемника и к усилителю 11 разностного угломестного канала приемника. Выходы усилителей 9, 10, и 11 подключены к устройству 12 приема, обработки сигналов и управления, связанному двухсторонним каналом связи с синтезатором 6 и подключенным своим управляющим выходом к приводу 4 антенны, контролирующему угловое положение рефлектора 1.Two difference channels of the sum-
По внешним обводам антенное устройство повторяет форму обтекателя РЛС и БПЛА, в который оно устанавливается с необходимыми зазорами.Along the outer contours, the antenna device repeats the shape of the radar and UAV fairing, into which it is installed with the necessary clearances.
Контррефлектор 2 выполнен в виде неподвижной пластины, расположенной перпендикулярно вертикальной плоскости X-Y. Проекция пластины расположена под углом π/8 рад (22,5°) к вертикальной оси Y и к проекции на вертикальную плоскость подвижного рефлектора 1 в нетральном состоянии. Пластина контррефлектора изготовлена из радиопрозрачного материала, на который нанесены печатным способом металлические полоски параллельно горизонтальной оси Z с шагом Δ, существенно меньшим длины волны λ:
что обеспечивает его поляризационно-селективные свойства: отражение от контррефлектора радиосигналов с вертикальной поляризацией электромагнитной волны и пропускание через радиопрозрачный материал радиосигналов с горизонтальной поляризацией электромагнитной волны.which ensures its polarization-selective properties: reflection from the counter-reflector of radio signals with vertical polarization of an electromagnetic wave and transmission of radio signals with horizontal polarization of an electromagnetic wave through the radio-transparent material.
Рефлектор 1 выполнен из радиопрозрачного материала в виде параболоида, представляющего собой двухслойное зеркало (фиг. 2), два слоя которого расположены на расстоянии L, равном одной четвертой части от длины волны λ:The
При этом на ближний к контррефлектору слой нанесены металлические полоски с шагом по выражению (1) под углом π/4 рад (45°) к осям Y и Z, формируя его поляризационно-селективные свойства. А на дальний слой нанесено сплошное металлическое коротко-замыкающее покрытие для отражения падающей на него волны. Такая конструкция рефлектора позволяет трансформировать поляризацию сигнала на π/2 рад (90°) следующим образом (фиг. 3).In this case, metal strips are applied to the layer closest to the counterreflector with a step according to expression (1) at an angle of π / 4 rad (45 °) to the Y and Z axes, forming its polarization-selective properties. A continuous metallic short-circuit coating is applied to the far layer to reflect the incident wave. This design of the reflector allows you to transform the signal polarization by π / 2 rad (90 °) as follows (Fig. 3).
Электромагнитная волна с вертикальной поляризацией на ближнем слое рефлектора (вектор 1 на фиг. 3а) разделяется на две ортогональные волны (векторы 2 и 3). При этом волна, соответствующая вектору 2, отражается от ближнего слоя (фиг. 3б), а волна, соответствующая вектору 3 (фиг. 3в) проходит через него и отражается от дальнего коротко-замыкающего покрытия. При этом она проходит дополнительный путь, равный удвоенному расстоянию 2L между ближним и дальним слоями. В соответствии с (2) величина 2L равна половине длины волныAn electromagnetic wave with vertical polarization on the near layer of the reflector (
что равносильно изменению фазы волны на 180°. Таким образом, вектор 3 после прохождения волной дополнительного пути превращается в вектор 4, направленный в противоположную сторону. Указанная волна складывается с волной, соответствующей вектору 2 (фиг. 3г) и формирует общую отраженную от рефлектора волну, соответствующую вектору 5 с горизонтальной поляризацией.which is equivalent to changing the phase of the wave by 180 °. Thus,
В рефлекторе 1 верхний сегмент параболоида срезан на величину, необходимую для установки облучателя 3 в образовавшееся пространство между рефлектором и внешним обтекателем. Указанный срез не влияет на апертуру и, соответственно, диаграмму направленности антенны в горизонтальной плоскости и незначительно расширяет основной луч диаграммы направленности в вертикальной плоскости, что не снижает эффективность работы устройства.In the
На фиг. 4 обозначения совпадают с обозначениями на фиг. 1.FIG. 4, the designations are the same as in FIG. one.
Облучатель 3 выполнен конструктивно в соответствии с фиг. 5, на которой приняты следующие обозначения.The
13 - задняя конечная четырехканальная секция,13 - rear end four-channel section,
14 - передняя конечная четырехканальная секция,14 - front end four-channel section,
15, 16 - первая и вторая поворотные (на угол 22,5°) четырехканальные секции,15, 16 - the first and second rotary (at an angle of 22.5 °) four-channel sections,
17 - прямая соединительная двухканальная секция,17 - straight connecting two-channel section,
18, 19 - первая и вторая компенсационные соединительные секции.18, 19 - the first and second compensating connecting sections.
При этом в направлении от заднего окончания облучателя к его переднему окончанию последовательно соединены: задняя конечная четырехканальная секция 13, первая поворотная четырехканальная секция 15, прямая двухканальная соединительная секция 17, вторая поворотная четырехканальная секция 16 и передняя конечная четырехканальная секция 14, а между поворотными секциями 15 и 16, симметрично относительно плоскости симметрии облучателя, вставлены одноканальные компенсационные секции 18 и 19.At the same time, in the direction from the rear end of the irradiator to its front end, the following are connected in series: the rear end four-
Секции 13 и 14 представляют собой каждая четырехканальный прямой волновод со стандартными каналами для трехсантиметрового диапазона волн с вертикальной поляризацией для секции 13 и с поляризацией, повернутой на π/4 рад (45°) в вертикальной плоскости для секции 14. В указанных секциях короткие стороны канала параллельны вертикальной плоскости X-Y, а длинные - перпендикулярны этой плоскости. При этом проекция концевого среза секции 13 параллельна оси Y, а проекция концевого среза секции 14 наклонена к оси Y под углом π/4 рад (45°).
Поворотные секции 15 и 16 представляют собой секторные отрезки 4-х-канального тороидального волновода со стандартными размерами каналов для 3-х-сантиметрового диапазона волн и с минимальным (технологически выполнимым) внутренним радиусом тора. Секторный угол секций составляет около π/8 рад (22,5°), обеспечивая суммарный поворот волноводных каналов облучателя на угол около π/4 рад (45°).
Секция 17 представляет собой двухканальный прямой волновод со стандартными каналами для 3-х-сантиметрового диапазона волн, при этом проекция секции 17 на плоскости X-Y наклонена по отношению к оси X на угол около π/8 рад (22,5°).
Секции 18 и 19 представляют собой симметричные волноводы со стандартными каналами, изогнутые в плоскости, перпендикулярной к плоскости X-Y, проекция которых на плоскость X-Y наклонена по отношению к оси X на угол около π/8 рад (22,5°). Изгиб волноводов выполнен от оси симметрии, находящейся между каналами, в наружную сторону. Величина изгиба выбрана такой, чтобы увеличение длины волновода по сравнению с длиной прямолинейной секции 17 точно скомпенсировало разницу длин наружной и внутренней пары волноводных каналов в секторных четырехканальных секциях 15 и 16 тороидального волновода.
Антенное устройство действует следующим образом. Работа антенного устройства происходит в составе моноимпульсной РЛС.The antenna device operates as follows. The antenna device operates as part of a monopulse radar.
Расположение компенсационных секций 18 и 19 с изгибами в плоскости, перпендикулярной к плоскости X-Y под углом π/8 рад (22,5°) к оси X обеспечивает возможность свободного поворота рефлектора 1 со срезанным верхним сегментом как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях с помощью привода 4 на необходимый угол для обзора пространства и сопровождения обнаруженных объектов.The location of the
Синтезатор 6 формирует зондирующие радиоимпульсы, которые усиливаются в усилителе 7, и далее, через циркулятор 8, суммарно-разностный преобразователь 5 и облучатель 3 излучаются в сторону контррефлектора 2 в виде сферической волны с вертикальной поляризацией. Указанная волна отражается от контррефлектора в сторону параболического рефлектора 1, оставаясь сферической. В рефлекторе 1 волна преобразуется из сферической в плоскую, изменяет на π/2 рад (90°) свою поляризацию с вертикальной на горизонтальную, отражается в сторону контррефлектора и проходит через него в направлении области обзора и обнаружения объектов.The
Эхосигнал так же, как и зондирующий сигнал, имеет горизонтальную поляризацию. Он проходит через контррефлектор 2 в сторону рефлектора 1, изменяет в нем свою поляризацию с горизонтальной на вертикальную и отражается от рефлектора 1 в сторону контррефлектора 2 в виде сужающегося (фокусирующегося) пучка. Далее эхосигнал с вертикальной поляризацией отражается от контррефлектора 2 в точку фокуса рефлектора 1, где находится облучатель 3, проходит в суммарно-разностный преобразователь 5 и разделяется там на три сигнала: суммарный сигнал через циркулятор 8 проходит на усилитель 9 суммарного канала, разностный азимутальный сигнал проходит на усилитель 10, а разностный угломестный сигнал проходит на усилитель 11. Сигналы указанных трех усилителей поступают на устройство 12 приема, обработки сигналов и управления, связанное с синтезатором 6 и управляющее приводом 4 антенны известным способом.The echo signal, like the sounding signal, has horizontal polarization. It passes through the
Для борьбы с активными помехами в синтезаторе 6 для каждого интервала зондирования формируется зондирующий сигнал на новой несущей частоте. Диапазон частот, в котором изменяется несущая частота, определяет помехоустойчивость системы, для повышения которой все блоки имеют максимально возможную ширину полосы рабочих частот.To combat active interference,
В заявленном антенном устройстве ширина полосы рабочих частот обеспечивается конструкцией облучателя 3 следующим образом.In the claimed antenna device, the bandwidth of the operating frequencies is provided by the design of the
Зондирующий сигнал с выхода суммарно-разностного преобразователя 5 поступает синфазно во все четыре волноводные каналы секции 13 облучателя 3. Затем синфазный сигнал поступает из секции 13 в поворотную секцию 15, в которой одновременно с поворотом на угол π/8 рад (22,5°) происходит запаздывание по фазе сигнала двух наружных каналов относительно двух внутренних каналов из-за разницы в длине их осевых линий. (Названия "наружные" и "внутренние" каналы соответствуют их расположению относительно центра тороидального волновода). Далее сигнал наружных двух каналов поступает в секцию 17, а сигналы двух внутренних каналов - соответственно в секции 18 и 19, в которых происходит не только компенсация запаздывания, но и опережение по фазе сигналов секции 17 относительно сигналов секций 18 и 19, имеющих бо'льшую длину изогнутых осевых линий по сравнению с прямыми осевыми линиями каналов в секции 17. После этого сигналы поступают в поворотную секцию 16, в которой из-за разницы в длине осевых линий происходит компенсация отставания по фазе внутренних каналов относительно наружных каналов одновременно с дополнительным поворотом осевой линии каналов на угол π/8 рад (22,5°). В результате синфазный канал, повернутый на π/4 рад (45°), из всех четырех каналов поступает в секцию 14 и далее излучается в направлении контррефлектора 2.The probing signal from the output of the sum-
Вследствие равенства длины осевых линий всех четырех волноводных каналов облучателя 3 излучаемый сигнал остается синфазным независимо от значения несущей частоты сигнала. Аналогичный путь через секции облучателя 3, только в обратном порядке, проходит эхосигнал РЛС, отраженный от радиоконтрастных объектов. Отличие эхосигнала от зондирующего сигнала состоит в том, что в каждый из четырех каналов облучателя может приходить сигнал с различной фазой. При этом разность фаз в каналах облучателя сохраняется от начала передней конечной секции 14 до конца задней конечной секции 13 независимо от значения несущей частоты сигнала.Due to the equality of the length of the axial lines of all four waveguide channels of the
Таким образом, рабочая полоса несущих частот антенного устройства расширена до полного частотного диапазона, ограниченного фактически только размерами используемых волноводных каналов, что существенно повышает помехозащищенность моноимпульсной РЛС.Thus, the working band of the antenna device carrier frequencies is expanded to the full frequency range, which is actually limited only by the dimensions of the used waveguide channels, which significantly increases the noise immunity of the monopulse radar.
На основании приведенного описания и чертежей предлагаемое антенное устройство может быть изготовлено при использовании известных комплектующих изделий и известного в радиоэлектронной промышленности технологического оборудования и использовано в моноимпульсных РЛС для беспилотных летательных аппаратов.Based on the above description and drawings, the proposed antenna device can be manufactured using known components and technological equipment known in the electronic industry and used in monopulse radars for unmanned aerial vehicles.
ЛитератураLiterature
1. М. Скольник "Справочник по радиолокации". М., "Сов. Радио", 1977 г. Т2, стр. 101, рис. 1.1. M. Skolnik "Handbook of Radar". M., "Sov. Radio", 1977 T2, p. 101, fig. one.
2. М. Скольник "Справочник по радиолокации". М., "Сов. Радио", 1977 г. Т2, стр. 112, рис. 15.2. M. Skolnik "Handbook of Radar". M., "Sov. Radio", 1977 T2, p. 112, fig. fifteen.
3. Патент РФ №2 124 253, МПК H01Q 19/18, опубл. 27.12.1998 г. (прототип).3. RF patent No. 2 124 253,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113842A RU2745734C1 (en) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Antenna device for mono-pulse radar system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113842A RU2745734C1 (en) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Antenna device for mono-pulse radar system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2745734C1 true RU2745734C1 (en) | 2021-03-31 |
Family
ID=75353319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020113842A RU2745734C1 (en) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Antenna device for mono-pulse radar system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745734C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5426443A (en) * | 1994-01-18 | 1995-06-20 | Jenness, Jr.; James R. | Dielectric-supported reflector system |
RU2124253C1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-12-27 | Макота Василий Андреевич | Double-mirror axisymmetric antenna |
WO2003083995A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-09 | The Boeing Company | Dual reflector antenna with waveguide diplexer and omt mounted on back of main reflector |
-
2020
- 2020-04-03 RU RU2020113842A patent/RU2745734C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5426443A (en) * | 1994-01-18 | 1995-06-20 | Jenness, Jr.; James R. | Dielectric-supported reflector system |
RU2124253C1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-12-27 | Макота Василий Андреевич | Double-mirror axisymmetric antenna |
WO2003083995A1 (en) * | 2002-03-27 | 2003-10-09 | The Boeing Company | Dual reflector antenna with waveguide diplexer and omt mounted on back of main reflector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3568204A (en) | Multimode antenna feed system having a plurality of tracking elements mounted symmetrically about the inner walls and at the aperture end of a scalar horn | |
JP5745080B2 (en) | Antenna system | |
US5307077A (en) | Multi-spectral seeker antenna | |
EP0732766B1 (en) | Scanned antenna system | |
US3435453A (en) | Sidelobe cancelling system for array type target detectors | |
EP0390350B1 (en) | Low cross-polarization radiator of circularly polarized radiation | |
US20070035461A1 (en) | Antenna device and radar apparatus including the same | |
CN109037956B (en) | Radar stealth super-surface system with beam convergence function and radar | |
US9136607B2 (en) | Antenna beam steering through waveguide mode mixing | |
US4525719A (en) | Dual-band antenna system of a beam waveguide type | |
US4491845A (en) | Wide angle phased array dome lens antenna with a reflection/transmission switch | |
CN102832462A (en) | Design method of W-wave band single-pulse Cassegrain antenna | |
US4933682A (en) | Point to point microwave communication service antenna pattern with anull in an interering direction | |
RU2745734C1 (en) | Antenna device for mono-pulse radar system | |
US3144648A (en) | Dual mode spiral antenna | |
US2881432A (en) | Conical scanning antenna | |
Pehlivan et al. | X-band low-probability intercept marine radar antenna design with improved bandwidth and high isolation | |
US4558324A (en) | Multibeam lens antennas | |
US4631547A (en) | Reflector antenna having sidelobe suppression elements | |
Tolkachev et al. | A large-apertured radar phased array antenna of Ka band | |
CN112701481A (en) | Double-frequency transmitting-receiving shared antenna | |
KR101557781B1 (en) | Feed horn assembly of parabolic antenna for multimode monopulse | |
Yukhanov et al. | Experimental Studies of UWB Multimode Waveguide Van Atta Array | |
Chen et al. | An E-Band Beam Sharpening Antenna Based on Monopulse Comparator | |
Li et al. | Research on a New Compound Antenna for Millimeter Wave/infrared Seeker |