ПОДРЕШЕТКА АНТЕННАЯ

Полезная модель относится к антенным системам направленного излучения и приема.
Подрешетка антенная представляет собой приемо-передающее устройство и предназначено для формирования диаграммы направленности по технологии АФАР, усиления сигнала, переноса спектра сигнала с рабочей частоты на промежуточную частоту и обратно, формирования радиосигналов канала управления и канала данных.
Известна антенно-приемопередающая система радиолокационной станции (патент RU 2165665 опубл. 20.04.2001), которая содержит активную приемопередающую фазированную антенную решетку, состоящую из распределительного устройства и приемопередающих модулей.
Известна многолучевая активная фазированная антенная решетка, выбранная нами за прототип (патент RU 2298267 опубл. 27.04.2007), которая содержит подрешетки, состоящие из излучателей, приемопередающих модулей, сумматоров.
Недостатком известного технического решения является то, что в прототипе отсутствует канал управления с широкой диаграммой направленности (ДН) для обмена общей информацией и для ускорения и упрощения вхождения нового абонента в сектор работы решетки. А так же, используемая в прототипе многолучевость снижает скрытность подобной системы в случае использования ее в качестве связной.
Технический результат, достигаемый с помощью предложенного решения, заключается в увеличение мощности излучаемого сигнала в заданном направлении и формирование узкого луча для создания канала связи.
Использование дополнительного канала управления с широкой ДН, позволяет идентифицировать объект, определить рабочую частоту и направление для установления канала связи. Кроме того в канале данных, состоящем из двенадцати каналов, формируется узкий луч для передачи данных между абонентами. Использование узкого луча позволяет повысить скрытность системы и увеличить мощность излучаемого сигнала в заданном направлении. Для управления ДН по каналу данных, уровнем сигналов, получения сигналов телеметрии используется блок управления антенной решеткой (БУАР).
Основной технический результат достигается тем, что в подрешетке антенной, состоящей из излучателей, приемопередающих модулей, сумматоров, конвертеров, согласно предложенному решению, в канале управления приемопередающий модуль канала управления через фильтр СВЧ соединен с излучателем канала управления, и соединен с приемопередающим конвертором, а в канале данных три четырехканальных приемо-передающих модуля через фильтры СВЧ соединены с групповым излучателем канала данных и через сумматор с приемопередающим конвертором, при этом приемопередающие конверторы канала управления и канала данных, и приемопередающие модули канала управления и канала данных соединены шинами управления и шинами питания, соответственно, с блоком управления и блоком питания, причем количество каналов данных равно двенадцати.
На рисунке представлен общий вид устройства.
Канал управления 1 подрешетки антенной состоит из излучателя 2 канала управления 1, который соединен через фильтр СВЧ 3 с приемопередающим модулем 4 (ППМ) канала управления 1. Выход (вход) ППМ 4 канала управления 1 при помощи кабеля соединен с приемопередающим конвертором 5. Канал данных 6 подрешетки антенной состоит из группового излучателя 7 канала данных 6, соединенного через фильтры СВЧ 8 с приемо-передающими модулями 9 канала данных 6. Выходы (входы) ППМ 9 канала данных 6 через сумматор 10 при помощи СВЧ переходников соединены с конвертором приемопередающим 11.
ППМ 4 канала управления 1, ППМ 9 канала данных 6, конверторы приемо-передающие 5 и 10 соединены шинами управления с блоком управления 12. ППМ 4 канала управления 1 ППМ 9 канала данных 6, конверторы приемо-передающие 5 и 10 соединены шинами питания с блоком питания 13.
Работа устройства
На этапе идентификация объекта и определение рабочей частоты, излучение и прием сигнала происходит только по каналу управления 1, при этом в момент передачи на вход приемо-передающего конвертора 5 поступает сигнал промежуточной частоты (ПЧ). В приемо-передающем конверторе 5 сигнал ПЧ по средствам смесителя и встроенного синтезатора частот преобразуется на СВЧ (на одну из рабочих частот рабочего диапазона), усиливается, фильтруется и поступает на ППМ 4 канала управления 1. В ППМ 4 канала управления 1 сигнал усиливается и, пройдя через фильтр СВЧ 3 излучается в эфир по средствам излучателя 2 канала управления 1. Рабочую частоту, уровень излучаемого сигнала, - задает блок управления 12. Блок управления 12 также формирует сигналы переключения прием/передача для конвертора 5 и ППМ 4 канала управления 1. В момент приема сигнал СВЧ из излучателя 2 канала управления 1 поступает через фильтр СВЧ 3 на приемный канал МПП 4 канала управления 1, усиливается и поступает на конвертор приемо-передающий 5, где преобразуется на ПЧ.
После определения рабочей частоты, направления для создания каналов связи, к работе подключается канал данных 6, при этом в момент передачи на вход приемо-передающего конвертора 11 поступает сигнал ПЧ; в приемо-передающем конверторе 11 сигнал ПЧ по средствам смесителя и встроенного синтезатора частот преобразуется на СВЧ (на одну из рабочих частот рабочего диапазона), усиливается, фильтруется и поступает на сумматор 10, где сигнал раздается по трем четырех канальным ППМ 9 канала данных 6. В ППМ 9 канала данных 6 сигнал, в свою очередь, делится на четыре канала, усиливается, фазируется и, пройдя через фильтры СВЧ 8 излучается в эфир по средствам 12-канального группового излучателя 7 канала данных 6. Рабочую частоту, уровень излучаемого сигнала, направление луча - задает блок управления 12. Блок управления 12 также формирует сигналы переключения прием/передача для конвертора 11 и МПП 9 канала данных 6. Каждый канал МПП 9 канала данных 6 содержит аттенюаторы и фазовращатели, управляя которыми происходит формирование требуемого амплитудно-фазового распределения в апертуре антенны. Управление фазовращателями и аттенюаторами осуществляется посредствам блока управления 12. В момент приема сигнал СВЧ из группового излучателя 9 канала данных 6 поступает через фильтры СВЧ 8 на приемные каналы МПП 9 канала данных, усиливается и поступает на приемо-передающий конвертор 11, где преобразуется на ПЧ.
Для снижения кабельных наводок в подрешетке используется собственный вторичный импульсный источник питания (ВИП), раздающий необходимые напряжения питания по подрешетке. На вход ВИП поступает напряжение питания подрешетки +27 В.
Таким образом, по каналу управления 1 происходит обнаружение объекта для установления канала связи, идентификация объекта, определение рабочей частоты для работы из рабочего диапазона частот, Ширина диаграммы направленности антенны канала управления 1 составляет порядка 30° по углу места и 60° по азимуту. По каналу данных 2 происходит основной обмен информацией между объектами. Диаграмма антенны канала данных 6 представляет собой узкий луч с шириной порядка 30° по углу места и 10° по азимуту с электронным сканированием по азимуту в пределах 60° по технологии АФАР. В канале данных 6 диаграмму направленности возможно расширить вплоть до 60° по азимуту за счет последовательного симметричного отключения крайних каналов.
Система, состоящая из шести заявляемых подрешеток антенных, представляет полноценную АФАР и используется для системы связи.