RU2800158C1 - Two-component flat passive phased array antenna with performance correction - Google Patents

Two-component flat passive phased array antenna with performance correction Download PDF

Info

Publication number
RU2800158C1
RU2800158C1 RU2022114926A RU2022114926A RU2800158C1 RU 2800158 C1 RU2800158 C1 RU 2800158C1 RU 2022114926 A RU2022114926 A RU 2022114926A RU 2022114926 A RU2022114926 A RU 2022114926A RU 2800158 C1 RU2800158 C1 RU 2800158C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
transmitting
array
receiving
controlled microwave
Prior art date
Application number
RU2022114926A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Александрович Первунинских
Владимир Эристович Иванов
Юрий Михайлович Зотов
Алексей Владимирович Наумов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" (АО "НИКИРЭТ")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" (АО "НИКИРЭТ") filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" (АО "НИКИРЭТ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2800158C1 publication Critical patent/RU2800158C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: antenna technology.
SUBSTANCE: invention relates to passive phased antenna arrays for radar stations for detecting ground targets. A two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction is proposed, comprising transmitting and receiving antennas with emitters and phase shifters, having a uniform gain for limited scanning angles, in which, in order to expand the functionality to increase its directivity beyond the limited scanning angles between each phase shifter of the receiving antenna and each of its emitter, the first controlled microwave attenuators are installed, and the second controlled microwave attenuator is installed in the transmitting antenna, which corrects the characteristics of the array.
EFFECT: correction of the directivity of the antenna array as the beams of the transmitting and receiving antennas approach the edges of the scanning sector.
6 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС), в частности, в РЛС обнаружения наземных целей.The proposed device relates to radar and can be used in radar stations (radar), in particular, in the radar detection of ground targets.

Известно, что в плоских пассивных фазированных антенных решетках (ФАР) с электронным сканированием луча важно, чтобы в процессе движения луча коэффициент направленного действия (КНД) антенны оставался максимальным. Поэтому условие максимума КНД в заданных направлениях является законом, по которому должны изменяться амплитуды и фазы токов в излучателях. Однако, сектора сканирования в плоских пассивных ФАР ограничены величиной сектора (обычно 60-90 градусов), в пределах которой основные характеристики антенны, включая КНД, остаются в пределах заданных величин. В реальных ФАР распределение фаз отличается от плоского, но это отличие не очень велико в том смысле, что диаграмма направленности решетки еще не рассыпается, а продолжает иметь свою вполне определенную форму, то есть иметь главный максимум и боковые лепестки, уровень которых существенно меньше уровня главного луча. Такая ситуация возможна в том случае, когда распределение фаз токов в излучателях отклоняется от плоского фазового фронта не более чем на 30-45 градусов (О.Г. Вендик, М.Д. Парнес, под ред. Л.Д. Бахраха «Антенны с электрическим сканированием», Санкт-Петербург, 2001.).It is known that in flat passive phased antenna arrays (PAA) with electronic beam scanning, it is important that during the beam movement the directivity coefficient (DFA) of the antenna remains maximum. Therefore, the condition for the maximum directivity factor in given directions is the law according to which the amplitudes and phases of the currents in the radiators must change. However, scanning sectors in flat passive phased arrays are limited by the sector size (usually 60-90 degrees), within which the main characteristics of the antenna, including the directivity factor, remain within the specified values. In real phased arrays, the phase distribution differs from flat, but this difference is not very large in the sense that the array radiation pattern does not crumble yet, but continues to have its own well-defined shape, that is, to have the main maximum and side lobes, the level of which is significantly lower than the level of the main beam. Such a situation is possible in the case when the distribution of the phases of the currents in the emitters deviates from the flat phase front by no more than 30-45 degrees (O.G. Vendik, M.D. Parnes, edited by L.D. Bakhrakh "Antennas with electrical scanning", St. Petersburg, 2001.).

Теоретический расчет и практическая реализация оптимальной плоской ФАР представляют собой значительную трудность, так как зависимость КНД от отклонения максимума диаграммы направленности (ДН) от нормали к плоскости решетки носит приближенный характер и особенно низкую точность для малых относительных размеров решеток, применяемых в переносных РЛС («Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток»: Учеб. пособие для вузов / Д.И. Воскресенский, В.И. Степаненко, B.C. Филиппов и др. Под ред. Д.И. Воскресенского. 3-е изд., доп.и перераб. - М.: Радиотехника, 2003. - 632 с.).The theoretical calculation and practical implementation of the optimal flat phased array is a significant difficulty, since the dependence of the gain on the deviation of the maximum radiation pattern (RP) from the normal to the plane of the array is approximate and especially low accuracy for small relative sizes of arrays used in portable radars (“Microwave Devices and Antennas. Designing Phased Antenna Arrays”: Textbook for Universities / D.I. Voskresensky, V.I. Stepanenko, V.S. Filippov and others, edited by D. I. Voskresensky, 3rd ed., additional and revised, Moscow: Radiotekhnika, 2003, 632 p.).

Плоские пассивные двухкомпонентные ФАР применяются в РЛС «Сова» («Радиолокационная станция охраны объектов «Сова». Патент на изобретение RU 2669383, МПК G01S 13/04, опубл. 2018 г. и в радиолокаторе «STS-177» (Радиолокатор STS-177. Патент на полезную модель RU 155321, МПК G01S 13/00, опубл. 2015 г.), однако они не содержат устройств, корректирующих характеристики ФАР на краях сектора обзора, из-за чего КНД антенн в этих положениях луча значительно ухудшаются. Предлагаемое устройство позволяет увеличить КНД плоской ФАР на краях сектора сканирования путем синхронного управления СВЧ-аттенюаторами в крайних положениях луча величиной входного сигнала, поступающего с передатчика, и величиной сигнала, поступающего с приемной антенны на вход приемника.Flat passive two-component headlights are used in the UVA radar (“Radar Objects of Objects“ owl ”. Patent for the invention of RU 2669383, MPC G01S 13/04, publ. 2018 and in the STS-177 radar (STS-177. Patent for the Healthy Model RU 155321, GPK G01, MPC GPK GPK GPK GPC GPK GPK GPK GPK GPK GPK GPC GPK GPK GPC S 13/00, publ. 2015), however, they do not contain devices that correct the characteristics of the headlights on the edges of the viewing sector, due to which the chores of the antennas in these positions of the beam are significantly deteriorated. The proposed device allows you to increase the Kande of the Flat headlights at the edges of the scan sector by synchronous control of the microwave attendants in the extreme positions of the beam of the magnitude of the input signal arriving from the transmitter, and the magnitude of the signal, and the magnitude of the signal, and the magnitude coming from the receiving antenna to the input of the receiver.

Известны адаптивные или самонастраивающиеся антенны, характеристики которых оптимизируются в процессе работы к внешним условиям. Основная цель таких антенн - формирование глубоких провалов в ДН с направлений прихода мощных мешающих отражений. При этом утверждается, что в отсутствии мешающих отражений конструкция ФАР обеспечивает получение заданной ДН, что на самом деле выполняется далеко не всегда из-за того, что фазовый фронт в антенне будет неплоским (Пистолькорс А.А., Литвинов О.С. «Введение в теорию адаптивных антенн» М.: Наука, 1991 г. 200 с.).Known adaptive or self-tuning antennas, the characteristics of which are optimized in the course of work to external conditions. The main purpose of such antennas is the formation of deep dips in the pattern from the directions of arrival of powerful interfering reflections. At the same time, it is argued that in the absence of interfering reflections, the headlamp design provides a given RP, which in fact is far from always being fulfilled due to the fact that the phase front in the antenna will be non-planar (Pistolkors A.A., Litvinov O.S. "Introduction to the theory of adaptive antennas" M .: Nauka, 1991 200 s.).

Недостатком известных адаптивных антенн является то, что они адаптируются к внешним условиям и воздействиям, при этом не учитывают внутренние разбросы в характеристиках ФАР.The disadvantage of the known adaptive antennas is that they adapt to external conditions and influences, while not taking into account internal variations in the characteristics of the phased array.

Известно «Устройство коррекции межканального рассогласования приемных каналов в цифровой ФАР, патент на полезную модель RU 60272, МКИ H01Q 3/26 опубл. 2007 г., авторы Григорьев Л.Н., Мелентьева О.Н., в котором коррекция характеристик антенны осуществляется за счет применения цифрового коммутатора, весовых коэффициентов и генератора шумового пилот - сигнала.Known "Device for correcting the inter-channel mismatch of the receiving channels in the digital phased array, utility model patent RU 60272, MKI H01Q 3/26 publ. 2007, authors Grigoriev L.N., Melentyeva O.N., in which the correction of the antenna characteristics is carried out through the use of a digital switch, weight coefficients and a noise pilot signal generator.

Недостатками указаного устройства является: сложность, так как коррекция характерстик осуществляется устройствами за пределами антенны, неозможность применения этого технического решения аналоговых ФАР; коррекция межканального рассогласования может осуществляться только в период «молчания» РЛС во время ее функционального контроля.The disadvantages of this device are: complexity, since the correction of the characteristics is carried out by devices outside the antenna, the impossibility of using this technical solution for analog phased arrays; Correction of the inter-channel mismatch can be carried out only during the period of "silence" of the radar during its functional control.

Отличиями предлагаемого устройства является более широкие функциональные возможности, заключающиеся в применении как в цифровых, так и в аналоговых ФАР, а также в том, что коррекция КНД осуществляется непрерывно в штатном режиме работы РЛС непосредственно как в передающей, так и в приемной антеннах.The differences of the proposed device are wider functionality, consisting in the use of both digital and analog phased arrays, as well as the fact that the correction of the directivity factor is carried out continuously in the normal mode of operation of the radar directly in both the transmitting and receiving antennas.

Известен «Способ и устройство для калибровки приемо-передающей активной фазированной антенной решетки», патент на изобретение RU 2647514, МКИ H01Q 21/00, опубл. 2018 г., авторы Шишов Ю.А. и др. Способ калибровки активной ФАР, в котором для калибровки приемных каналов приемно-передающих модулей на их входы подают контрольный сигнал, на основе сравнения амплитуд и фаз выходных сигналов приемных каналов калибруемых модулей с амплитудой и фазой выходного сигнала приемного канала опорного приемно-передающего модуля формируют корректирующие сигналы, которые используют для регулировки комплексных коэффициентов передачи приемных каналов калибруемых приемно-передающих модулей. Данный способ калибровки может быть использован только для активных ФАР и не может применяться для пассивных ФАР.Known "Method and device for calibrating a transceiver active phased antenna array", a patent for the invention RU 2647514, MKI H01Q 21/00, publ. 2018, authors Shishov Yu.A. etc. A method for calibrating the active phased array, in which, to calibrate the receiving channels of the receiving-transmitting modules, a control signal is applied to their inputs, based on a comparison of the amplitudes and phases of the output signals of the receiving channels of the calibrated modules with the amplitude and phase of the output signal of the receiving channel of the reference receiving-transmitting module, corrective signals are formed, which are used to adjust the complex transmission coefficients of the receiving channels of the calibrated receiving-transmitting modules. This calibration method can only be used for active PARs and cannot be used for passive PARs.

Известны «Способ и устройство для электронного управления диаграммой направленности фазированной антенной решетки», описанные в патенте US 3806930, МКИ Н04В 7/00, опубл. 1974 г. Предложенные способ и устройство предназначены для управления ДН антенны с ФАР в одном, двух или трех измерениях, в которых антенна с фазированной антенной решеткой содержит множество отдельных излучателей, каждый из которых имеет фазовращатель, который может регулироваться специальными значениями сопротивления, подаваемыми управляющим постоянным напряжением. Устройство заявлено как мера противодействия помехам, включая обнаружение и мониторинг помех с помощью мер противодействия при передаче и/или приеме сигнала помехи, например, прекращение работы передатчика или приемника, обнуление или увеличение передаваемой мощности в направлении или на частоте помехи.Known "Method and device for electronic control of the radiation pattern of a phased antenna array", described in US patent 3806930, MKI H04B 7/00, publ. 1974 The proposed method and device are designed to control the RP of a phased array antenna in one, two or three dimensions, in which the phased array antenna contains many individual radiators, each of which has a phase shifter that can be adjusted by special resistance values supplied by a control DC voltage. The device is claimed as a countermeasure against interference, including the detection and monitoring of interference using countermeasures when transmitting and / or receiving an interference signal, for example, stopping the transmitter or receiver, nulling or increasing the transmitted power in the direction or at the frequency of the interference.

Недостатком способа и устройства являются то, что управление осуществляется только при наличии внешнего воздействия (помехи) и служит для ее подавления. Другим недостатком является невозможность приема полезных сигналов от целей при подавлении помехи в этих же угловых направлениях.The disadvantage of the method and device is that the control is carried out only in the presence of external influences (interference) and serves to suppress it. Another disadvantage is the impossibility of receiving useful signals from targets while suppressing interference in the same angular directions.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является «Антенная решетка с ограниченным сектором сканирования», описанная в патенте US 3858221, МКИ H01G 1/48, опубл. 1974 г. Антенная решетка имеет почти одинаковое усиление везде в пределах углов, в которых она может управляться электронным способом. При этом характеристики решетки регулируются для обеспечения относительно высокого и равномерного усиления в диапазоне углов сканирования и низких боковых лепестков путем управления связью электромагнитной энергии между элементами антенны решетки. Техническое решение обеспечивает неравномерность коэффициента направленного действия (коэффициента усиления) решетки не хуже ± 0,5 дБ в пределах секторов сканирования ± 15 градусов от ее оси.Closest to the proposed device in technical essence is "Antenna array with a limited scanning sector", described in US patent 3858221, MKI H01G 1/48, publ. 1974 An antenna array has almost the same gain everywhere within the angles in which it can be controlled electronically. Here, the characteristics of the array are adjusted to provide relatively high and uniform gain over a range of scan angles and low sidelobes by controlling the coupling of electromagnetic energy between array antenna elements. The technical solution provides non-uniformity of the directivity factor (gain) of the grating not worse than ± 0.5 dB within the scanning sectors of ± 15 degrees from its axis.

Сходными существенными признаками устройства, описанного в патенте, и предлагаемого устройства являются: плоская антенная решетка, фазовращатели, равномерное усиление для ограниченных углов сканирования, электронный способ управления сканированием, регулировка характеристик решетки.Similar essential features of the device described in the patent and the proposed device are: a flat antenna array, phase shifters, uniform gain for limited scanning angles, electronic scanning control, array characteristics adjustment.

Недостатком предложенного решения является узкий сектор сканирования, в пределах которого достигается регулировка усиления ФАР - не более ± 15 градусов от оси. Известно, что в пределах указанного сектора добиться равномерного усиления можно различными способами, включая и заявленный. Но за пределами этого сектора в современных плоских пассивных ФАР, имеющих сектор сканирования, как правило, ± 45 градусов, предложенный метод, как следует из описания предмета изобретения, не дает положительных результатов. Это известно из теории ФАР, так как корректировками амплитудно-фазового распределения поля по плоскости решетки можно добиться оптимальных результатов только в пределах достаточно узких углов сканирования.The disadvantage of the proposed solution is the narrow scanning sector, within which the PAR gain control is achieved - no more than ± 15 degrees from the axis. It is known that within the specified sector, uniform amplification can be achieved in various ways, including the declared one. But outside this sector, in modern flat passive phased arrays, which have a scanning sector, as a rule, ± 45 degrees, the proposed method, as follows from the description of the subject of the invention, does not give positive results. This is known from the PAR theory, since by correcting the amplitude-phase distribution of the field along the grating plane, one can achieve optimal results only within fairly narrow scanning angles.

Целью настоящего изобретения является расширения функциональных возможностей двухкомпонентной плоской пассивной фазированной антенной решетки для увеличения ее коэффициента направленного действия за пределами ограниченных углов сканирования.The purpose of the present invention is to expand the functionality of a two-component passive phased array antenna to increase its directivity beyond limited scanning angles.

Эта цель достигнута в предложенной «Двухкомпонентной плоской пассивной фазированной антенной решетке с коррекцией характеристик», которая содержит передающую и приемную антенны с излучателями и фазовращателями, имеющими равномерное усиление для ограниченных углов сканирования, в которой между каждым фазовращателем приемной антенны и каждым ее излучателем установлены первые управляемые СВЧ-аттенюаторы, а в передающей антенне установлен второй управляемый СВЧ-аттенюатор, осуществляющие коррекцию характеристик решетки. Входной сигнал на передающую антенну регулируется (уменьшается) в положениях луча, близких к нормали к плоскости антенны и увеличивается в положениях луча близких к краям сектора сканирования с помощью управляющего сигнала, подаваемого на второй управляемый СВЧ-аттенюатор передающей антенны. Управляющий сигнал второго управляемого СВЧ-аттенюатора синхронизирован по времени с управляющими сигналами, подаваемыми на фазовращатели передающей антенны. Входной сигнал от целей, поступающий на приемную антенну увеличивается в положениях луча близких к краям сектора сканирования с помощью управляющего сигнала, подаваемого на первые управляемые СВЧ-аттенюаторы приемной антенны. Управляющий сигнал второго управляемого СВЧ-аттенюатора синхронизирован по времени с управляющими сигналами, подаваемыми на первые управляемые СВЧ-аттенюаторы приемной антенны. Увеличение входного сигнала, поступающего на передающую антенну, и увеличение сигналов, отраженных от целей, поступающих на приемную антенну в положениях луча на краях сектора сканирования, выполняются равными снижению коэффициента направленного действия передающей и приемной антенн решетки в этих положениях луча.This goal was achieved in the proposed “two-component passive phased antenna grate with characteristics correction”, which contains the transmitting and receiving antennas with radiators and phaseur drivers, which have uniform strengthening for limited scanning angles, which between each phase of the antenna reception and each radiator establishes the first controlled micro-athenses, and in the transmitting transmitting The antenna has a second controlled microwave attenuator that correction of the characteristics of the lattice. The input signal to the transmitting antenna is adjusted (decreased) at beam positions close to the normal to the antenna plane and increased at beam positions close to the edges of the scanning sector using a control signal applied to the second controlled microwave attenuator of the transmitting antenna. The control signal of the second controlled microwave attenuator is synchronized in time with the control signals applied to the phase shifters of the transmitting antenna. The input signal from targets arriving at the receiving antenna is increased at beam positions close to the edges of the scanning sector with the help of a control signal applied to the first controllable microwave attenuators of the receiving antenna. The control signal of the second controlled microwave attenuator is synchronized in time with the control signals applied to the first controlled microwave attenuators of the receiving antenna. The increase in the input signal arriving at the transmitting antenna and the increase in the signals reflected from the targets arriving at the receiving antenna at beam positions at the edges of the scanning sector are equal to the decrease in the directivity of the transmitting and receiving antennas of the array at these beam positions.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, на которых изображено следующее.The essence of the invention is illustrated in Fig. 1, 2, which show the following.

На фиг. 1 приведена схема сканирования плоской двухантенной решетки, где введены обозначения: плоская двухантенная решетка - 1, сектор сканирования - 2, нормаль к плоскости решетки - 3, ДН передающей антенны - 4, ДН приемной антенны - 5.In FIG. 1 shows the scanning scheme of a flat two-antenna array, where the designations are introduced: flat two-antenna array - 1, scanning sector - 2, normal to the array plane - 3, transmitting antenna pattern - 4, receiving antenna pattern - 5.

На фиг. 2 приведена структурная схема плоской двухантенной решетки, где введены обозначения: приемная антенна с М излучателями - 6, передающая антенна с N - излучателями - 7, первые управляемые СВЧ-аттенюаторы приемной антенны - 8, фазовращатели приемной антенны - 9, фазовращатели передающей антенны - 10, СВЧ-сумматор - 11, СВЧ-делитель - 12, второй управляемый СВЧ-аттенюатор передающей антенны - 13. Пунктирная линия на фиг. 2 означает, что приемная антенна 6 и передающая антенна 7 находятся в одной плоскости.In FIG. Figure 2 shows a block diagram of a flat two-antenna array, where the designations are introduced: a receiving antenna with M radiators - 6, a transmitting antenna with N - radiators - 7, the first controlled microwave attenuators of the receiving antenna - 8, the phase shifters of the receiving antenna - 9, the phase shifters of the transmitting antenna - 10, the microwave combiner - 11, the microwave divider - 12, the second controlled microwave attenuator transmitting antenna tenuator - 13. The dotted line in FIG. 2 means that the receiving antenna 6 and the transmitting antenna 7 are in the same plane.

Предлагаемая двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик состоит из двух антенн - передающей 7 и приемной 6, выполненных в едином конструктиве (например, как плоская полосовая ФАР), при этом передающая антенна 7 содержит N излучателей и такое же количество фазовращателей 10, а приемная антенна 6 содержит М излучателей и такое же количество фазовращателей 8, при этом N≤М. При этом условии ДН передающей антенны имеет большую ширину, чем ДН приемной антенны. ДН приемной антенны более узкая, так как именно она является измерительной, то есть определяющей точность определения угловых координат. С помощью подачи управляющих сигналов на фазовращатели, лучи (ДН) антенн синхронно сканируют в пределах заданного сектора сканирования (60-90 градусов). Схема сканирования плоской двухантенной решетки показана на фиг. 1, а на фиг. 2 показана структурная схема плоской двухантенной решетки.The proposed two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction consists of two antennas - transmitting 7 and receiving 6, made in a single construct (for example, as a flat strip phased array), while the transmitting antenna 7 contains N emitters and the same number of phase shifters 10, and the receiving antenna 6 contains M emitters and the same number of phase shifters 8, while N≤M. Under this condition, the RP of the transmitting antenna has a greater width than the RP of the receiving antenna. The DN of the receiving antenna is narrower, since it is it that is measuring, that is, determining the accuracy of determining the angular coordinates. By supplying control signals to the phase shifters, the beams (DN) of the antennas are synchronously scanned within a given scanning sector (60-90 degrees). The scanning scheme of a flat two-antenna array is shown in Fig. 1, and in Fig. 2 shows a block diagram of a flat two-antenna array.

При подаче на фазовращатели 10 передающей антенны 7 сигналов управления, соответствующих положению ДН, близкому к нормали, второй управляемый СВЧ-аттенюатор 13 передающей антенны имеет коэффициент затухания К1. Первые управляемые СВЧ-аттенюаторы 8 приемной антенны при этом имеют коэффициент затухания К2. По мере отклонения лучей передающей и приемной антенн от нормального положения аттенюаторы 8 и 13 синхронно открываются, тем самым увеличивая сигналы, поступающие от передатчика и на приемник. Коэффициент увеличения сигналов (снижение затухания аттенюаторов К3 и К4 соответственно) при этом равен коэффициенту снижения КНД антенн.When applying to the phase shifters 10 of the transmitting antenna 7 control signals corresponding to the position of the DN, close to normal, the second controlled microwave attenuator 13 of the transmitting antenna has a damping factor K1. The first controllable microwave attenuators 8 of the receiving antenna have a damping factor K2. As the rays of the transmitting and receiving antennas deviate from the normal position, the attenuators 8 and 13 open synchronously, thereby increasing the signals from the transmitter and the receiver. The coefficient of signal amplification (decrease in attenuation of attenuators K3 and K4, respectively) is equal to the coefficient of reduction of the directivity gain of the antennas.

Коррекция характеристик плоской двухантенной решетки при этом производится в два этапа, совмещенных по времени. На первом этапе второй управляемый СВЧ-аттенюатор 13 увеличивает мощность излучаемого в пространство передающей антенной СВЧ-сигнала по мере приближения луча передающей антенны к краю сектора сканирования. На втором этапе первые управляемые СВЧ-аттенюаторы 8 приемного канала для излучателей приемной антенны, формирующих ее ДН, находящиеся в пределах соответствующей ДН приемной антенны открываются, увеличивая тем самым сигналы, поступающие на приемник.In this case, the characteristics of a flat two-antenna array are corrected in two stages, combined in time. At the first stage, the second controlled microwave attenuator 13 increases the power of the microwave signal emitted into space by the transmitting antenna as the beam of the transmitting antenna approaches the edge of the scanning sector. At the second stage, the first controlled microwave attenuators 8 of the receiving channel for the emitters of the receiving antenna, which form its RP, located within the corresponding RP of the receiving antenna, open, thereby increasing the signals arriving at the receiver.

Преимущества заявляемого устройства заключаются в возможности корректировать КНД двухкомпонентной плоской пассивной фазированной антенной решетки (и соответственно ее коэффициента усиления) по мере приближения лучей передающей и приемной антенн к краям сектора сканирования. Тем самым компенсируются потери в плоской двухантенной решетке, возникающие из-за неоптимального распределения амплитуды и фазы токов в излучателях.The advantages of the proposed device lie in the ability to adjust the directivity of a two-component flat passive phased antenna array (and, accordingly, its gain) as the beams of the transmitting and receiving antennas approach the edges of the scanning sector. This compensates for the losses in a flat two-antenna array that occur due to the non-optimal distribution of the amplitude and phase of the currents in the radiators.

Claims (6)

1. Двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик, содержащая передающую и приемную антенны с излучателями и фазовращателями, имеющая равномерное усиление для ограниченных углов сканирования, в которой с целью расширения функциональных возможностей для увеличения ее коэффициента направленного действия за пределами ограниченных углов сканирования между каждым фазовращателем приемной антенны и каждым ее излучателем установлены первые управляемые СВЧ-аттенюаторы, а в передающей антенне установлен второй управляемый СВЧ-аттенюатор, осуществляющие коррекцию характеристик решетки.1. A two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction, containing transmitting and receiving antennas with emitters and phase shifters, having a uniform gain for limited scanning angles, in which, in order to expand the functionality to increase its directivity beyond the limited scanning angles, the first controlled microwave attenuators are installed between each phase shifter of the receiving antenna and each of its emitters, and the second controlled microwave attenuator is installed in the transmitting antenna. an attenuator that corrects the characteristics of the grating. 2. Двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью регулировки входного сигнала на передающую антенну с помощью управляющего сигнала, подаваемого на второй управляемый СВЧ-аттенюатор передающей антенны, а именно: уменьшения в положениях луча, близких к нормали к плоскости антенны, и увеличения в положениях луча, близких к краям сектора сканирования.2. A two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction according to claim 1, characterized in that it is configured to adjust the input signal to the transmitting antenna using a control signal supplied to the second controlled microwave attenuator of the transmitting antenna, namely: decrease in beam positions close to the normal to the antenna plane, and increase in beam positions close to the edges of the scanning sector. 3. Двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью синхронизации по времени управляющего сигнала второго управляемого СВЧ-аттенюатора с управляющими сигналами, подаваемыми на фазовращатели передающей антенны.3. A two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction according to claim 1, characterized in that it is configured to synchronize the control signal of the second controlled microwave attenuator with the control signals supplied to the phase shifters of the transmitting antenna. 4. Двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью увеличения входного сигнала от целей, поступающего на приемную антенну, в положениях луча, близких к краям сектора сканирования, с помощью управляющего сигнала, подаваемого на первые управляемые СВЧ-аттенюаторы приемной антенны.4. A two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of increasing the input signal from targets arriving at the receiving antenna at beam positions close to the edges of the scanning sector, using a control signal applied to the first controlled microwave attenuators of the receiving antenna. 5. Двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью синхронизации по времени управляющего сигнала второго управляемого СВЧ-аттенюатора с управляющими сигналами, подаваемыми на первые управляемые СВЧ-аттенюаторы приемной антенны.5. A two-component flat passive phased antenna array with characteristics correction according to claim 1, characterized in that it is configured to synchronize the control signal of the second controlled microwave attenuator with the control signals supplied to the first controlled microwave attenuators of the receiving antenna. 6. Двухкомпонентная плоская пассивная фазированная антенная решетка с коррекцией характеристик по п. 1, отличающаяся возможностью выполнения увеличения входного сигнала, поступающего на передающую антенну, и увеличения сигналов, отраженных от целей, поступающих на приемную антенну в положениях луча на краях сектора сканирования, равными снижению коэффициента направленного действия передающей и приемной антенн решетки в этих положениях луча.6. A two-component flat passive phased antenna array with performance correction according to claim 1, characterized by the possibility of increasing the input signal to the transmitting antenna and increasing the signals reflected from the targets arriving at the receiving antenna at the beam positions at the edges of the scanning sector, equal to the decrease in the directivity of the transmitting and receiving antennas of the array at these positions of the beam.
RU2022114926A 2022-06-01 Two-component flat passive phased array antenna with performance correction RU2800158C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2800158C1 true RU2800158C1 (en) 2023-07-19

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3858221A (en) * 1973-04-12 1974-12-31 Harris Intertype Corp Limited scan antenna array
US5283587A (en) * 1992-11-30 1994-02-01 Space Systems/Loral Active transmit phased array antenna
RU2460087C2 (en) * 2010-10-28 2012-08-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Radar station with wideband continuous linearly frequency-modulated radiation
US8749430B2 (en) * 2011-04-13 2014-06-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Active array antenna device
US9054406B2 (en) * 2011-02-25 2015-06-09 National University Corporation Kyoto Institute Of Technology Nonreciprocal transmission line apparatus having asymmetric structure of transmission line

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3858221A (en) * 1973-04-12 1974-12-31 Harris Intertype Corp Limited scan antenna array
US5283587A (en) * 1992-11-30 1994-02-01 Space Systems/Loral Active transmit phased array antenna
RU2460087C2 (en) * 2010-10-28 2012-08-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Radar station with wideband continuous linearly frequency-modulated radiation
US9054406B2 (en) * 2011-02-25 2015-06-09 National University Corporation Kyoto Institute Of Technology Nonreciprocal transmission line apparatus having asymmetric structure of transmission line
US8749430B2 (en) * 2011-04-13 2014-06-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Active array antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8754810B2 (en) Hybrid adaptive antenna array
US9496611B2 (en) System and method for coherent processing of signals of a plurality of phased arrays
US9397766B2 (en) Calibration system and technique for a scalable, analog monopulse network
US10917228B2 (en) Phase adjustment control device, array antenna device, antenna measuring device, and method for adjusting phase of phased array antenna
CN111693952B (en) Phased array amplitude and phase calibration system
US20230275347A1 (en) Beamformer rfic calibration method therefor
US8004456B2 (en) Antenna calibration
RU2800158C1 (en) Two-component flat passive phased array antenna with performance correction
US8085189B2 (en) Antenna calibration
US8004457B2 (en) Antenna calibration
US7990312B2 (en) Antenna calibration
JPH06260823A (en) Phased array antenna
CN113219418A (en) High-isolation miniaturized cross-eye interference system implementation method
WO2020240667A1 (en) Signal processing device, radar system, and signal processing program
US11916300B2 (en) Multi-panel array antenna
Alam Array Geometry Effects on Digital Beamforming for Multi-Channel Passive Radar Systems
US11822004B2 (en) Radar, flying device comprising such a radar, processing method in a radar embedded in a flying device and associated computer program
US11228119B2 (en) Phased array antenna system including amplitude tapering system
RU2773648C1 (en) Method for digital generation of antenna pattern of an active phased antenna array when emitting and receiving linear frequency-modulated signals
Nakanishi et al. Pattern synthesis algorithm with limited amplitude control range for active phased array antenna
Shi et al. Nulls placement of phased array radar with single receiving channel for ECCM
US20120268312A1 (en) Method for monitoring the law of illumination of a radar antenna and corresponding device