ЛОПАСТНАЯ АНТЕННА ВЕРТОЛЕТНОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ КРУГОВОГО ОБЗОРА

Полезная модель относится к антенным системам и используется в составе вертолетной радиолокационной станции для определения местоположения целей и предотвращения столкновения с объектами.
Известна лопастная активная фазированная антенная решетка вертолетного пассивного пеленгатора со вспомогательным облучателем на хвостовой балке, предназначенная для определения направления прихода радиоизлучения в передней полусфере [1].
Прототипом является линейная щелевая антенная решетка многофункциональной радиолокационной станции, установленной на вертолете UH-1. Линейная щелевая антенная решетка располагается в передней кромке лопасти несущего винта, имеет несущую частоту 16.5 ГГц и мощность в импульсе 30 кВт, и используется в режиме картографирования и селекции движущихся целей. Эта антенна соединена с передатчиком и приемником волноводом, который проходит через полый вал несущего винта и четырехосевое вращающееся сочленение, смонтированное на втулке несущего винта [2].
Недостатками системы являются: недостаточная надежность и эффективность линии передачи высокочастотной энергии с фюзеляжа вертолета на несущий винт, обусловленная относительно высокой мощностью передаваемого сигнала; значительное уменьшение дальности действия при работе в неблагоприятных метеоусловиях, вследствие поглощения радиоволн рабочего диапазона газами и рассеяния гидрометеорами (туманом, дождем, снегом) [3].
Полезной моделью является крупноапертурная активная фазированная антенная решетка вертолетной радиолокационной станции кругового обзора, установленная на лопастях несущего винта, и предназначенная для определения местоположения объектов и обеспечения безопасности полета в условиях ограниченной видимости (ночью и в непогоду).
Активная фазированная антенная решетка представляет собой совокупность модулей, размещенных на одной из лопастей несущего винта вертолета. Питание активных модулей осуществляется относительно слабым напряжением, в результате чего не требуется передача мощного сигнала с корпуса вертолета на несущий винт. Взаимное расположение модулей выбирается из условия формирования одного главного максимума диаграммы направленности. Размеры лопасти позволяют сформировать крупноапертурную антенну с высокой разрешающей способностью, работающую в диапазоне длин волн более 5-7 см для исключения влияния осадков на дальность действия радиолокационной станции [3]. Фазирование в антенне осуществляется посредством вспомогательного излучения, которое формируется первичным облучателем, расположенным на одной из лопастей несущего винта. При таком способе фазирования управляемая фаза в каждом модуле устанавливается практически мгновенно независимо относительно других модулей антенной решетки, при этом для обеспечения независимой фазировки каждого излучателя используется информация, содержащаяся во вспомогательном излучении. В результате этого отпадает необходимость использования управляемых фазовращателей и организации вычислительного процесса по расчету координат излучателей и регулируемых фаз. При таком способе фазирования перемещение модулей в пространстве за счет колебательных движений лопастей не приводит к нарушению направленных свойств антенной системы [4]. Круговой обзор пространства обеспечивается за счет вращения несущего винта.
На фиг.1 представлена лопастная активная фазированная антенная решетка вертолетной радиолокационной станции кругового обзора.
Антенная система содержит: лопасти 1; расположенные на лопасти модули 2, каждый из которых содержит приемопередающую антенну сигнала на рабочей частоте, антенну для приема излучений первичного облучателя, амплитудный детектор, фильтр биений, усилитель, преобразователь частоты;
первичный облучатель 3.
Система работает следующим образом. Первичный облучатель 3 формирует в пространстве вспомогательное излучение, представляющее собой сумму двух сферических электромагнитных волн с разнесенными центрами кривизны. Эти электромагнитные волны имеют разные, но близкие частоты. Вспомогательное излучение принимается модулями 2. В модулях 2 с помощью амплитудного детектора и фильтра осуществляется выделение биений, частота которых соответствует рабочей частоте радиолокационной станции. Биения далее поступают в передающий тракт в качестве задающего колебания, и в приемный тракт в качестве гетеродинного сигнала. В задающем колебании и гетеродинном сигнале содержится информация о фазировании. В передающем тракте задающее колебание усиливается, модулируется и излучается в пространство. Гетеродинный сигнал смешивается в преобразователе частоты с принимаемым отраженным от цели сигналом. На выходе преобразователя частоты формируется сигнал на промежуточной частоте, равной удвоенной рабочей частоте радиолокационной станции. Затем сигналы на промежуточной частоте из модулей поступают на общий сумматор. В сумматоре формируется сигнал, характеризующий облучаемый объект. Далее происходит стандартная обработка принимаемого сигнала.
Литература:
1. Заявка №2000104239/09 (004309) от 21.02.2000 (положительное решение 17.03.2003).
2. Грибанов А.С.  Радиоэлектронные средства наблюдения, размещаемые на вертолетах - Зарубежная радиоэлектроника, 1991, №12, с.15-33.
3. Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Распространение радиоволн и работа радиолиний. - М.: Связь, 1971.
4. Бахрах Л.Д., Степаненко С.Н., Поваренкин Н.В. Способы фазирования нежестких антенных решеток/Под ред. А.А.Лаврова, - М.: ВВИА им. Жуковского, Факультет авиационного радиоэлектронного оборудования, НММ, 1997, с.139-149.