МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРИЕМНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ, КОМПЛЕКСИРОВАННЫЙ С ДИПОЛЯМИ

Полезная модель относится к радиолокации, в частности к приемным устройствам, предназначенным для работы в составе активной фазированной антенной решетки (АФАР) радиолокационной станции (РЛС).
Известны приемные (ПМ) и приемопередающие (ППМ) модули АФАР, решающие аналогичные задачи, например, описанные в патентах: RU 2206155, US 6784837 В2, RU 2362268.
Общими недостатками аналогов являются малое количество каналов, объединенных в одном корпусе, что усложняет конструкцию антенной решетки, построенной на базе таких модулей, и уменьшает надежность приемной системы из-за наличия большого количества высокочастотных и низкочастотных кабелей, а также отсутствие встроенных излучающих элементов (диполей), что приводит к необходимости использования высокочастотных кабельных соединений между внешними, отдельно закрепленными на антенной решетке, диполями и входными разъемами модуля. Это приводит к увеличению потерь и, следовательно, к уменьшению чувствительности приемной системы.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому модулю является ППМ по патенту RU 2454763. В прототипе используется приемный канал, содержащий последовательно соединенные, по меньшей мере, один управляемый n-разрядный ступенчатый фазовращатель, по меньшей мере, один управляемый n-разрядный ступенчатый аттенюатор, по меньшей мере, один малошумящий усилитель, защитное и согласующее устройства, схемы управления аттенюаторами и фазовращателями, делитель мощности сверхвысокочастотного сигнала для включения параллельно с первым приемным каналом второго приемного канала, что дает возможность одновременного формирования двух приемных диаграмм направленности, позволяющих в режиме приема увеличить угол обзора и повысить точность определения координат цели, тем самым повысить потенциал РЛС с АФАР (дальность обнаружения цели) на базе ППМ.
Недостатком прототипа является его одноканальность по входу приемного канала, что усложняет конструкцию антенной решетки, построенной на базе таких модулей, и уменьшает надежность приемной системы из-за наличия большого количества высокочастотных и низкочастотных кабелей.
Кроме того, отсутствие комплексированных с модулем (интегрированных в конструкцию модуля) диполей приводит к необходимости использования высокочастотных кабельных соединений между внешними, отдельно закрепленными на антенной решетке, диполями и входными разъемами модуля, что приводит к увеличению потерь и, следовательно, к уменьшению чувствительности приемной системы, а также к снижению надежности АФАР.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение потенциала РЛС с АФАР (дальности обнаружения цели) путем уменьшения потерь во входных цепях, а также увеличение надежности путем уменьшения количества кабельных соединений за счет объединения в одном корпусе 32-х высокочастотных приемных каналов с одновременным интегрированием в конструкцию модуля (без промежуточных кабельных соединений) 32-х диполей, что позволяет данному модулю выполнять функцию подрешетки антенной решетки.
Технический результат достигается тем, что в известный модуль, включающий приемный канал, вводятся 32 диполя, которые установлены на корпусе модуля с 32-мя приемными каналами, сгруппированные в восемь столбцов. Каждый столбец содержит четыре диполя, соединенных с четырьмя приемными каналами, выходы которых через сумматор 4:1 каждого столбца соединены с входом делителя 1:2 этого столбца. Первые выходы делителей 1:2 восьми столбцов соединены с входом сумматора 8:1 луча 1, выход которого является выходом луча 1 и первым выходом модуля. Вторые выходы делителей 1:2 восьми столбцов через восемь фазосдвигающих цепей соединены с входом сумматора 8:1 луча 2, выход которого является выходом луча 2 и вторым выходом модуля.
На фигуре представлена структурная схема предлагаемой полезной модели, где приняты следующие обозначения:
1 - диполи;
2 - приемные каналы;
3 - сумматоры 4:1 столбца;
4 - делители 1:2 столбца;
1
8
5 - фазосдвигающие цепи φ…φ;
6 - сумматор 8:1 луча 1;
7 - сумматор 8:1 луча 2.
1
8
Как видно из фигуры, заявляемый приемный модуль состоит из восьми столбцов, каждый из которых содержит четыре диполя (1), установленные на корпусе модуля, соединенные через четыре приемных канала (2) с входами сумматора 4:1 (3), выходом подключенного к входу делителя 1:2 (4). Первые выходы делителей 1:2 (4) соединены со входом сумматора 8:1 (6) луча 1, выход которого является выходом луча 1 и первым выходом модуля. Вторые выходы делителей 1:2 (4) соединены со входами восьми фазосдвигающих цепей φ…φ (5), выходы которых подключены к входу сумматора 8:1 (7) луча 2, выход которого является выходом луча 2 и вторым выходом модуля.
Функционирует модуль следующим образом.
1
8
Эхо-сигналы, принятые диполями (1), установленными непосредственно на корпусе модуля через врубные высокочастотные соединители, поступают в приемные каналы (2), в которых производится усиление сигналов, их частотная фильтрация, подстройка по амплитуде и фазе. Сигналы четырех приемных каналов каждого столбца поступают на высокочастотный сумматор 4:1 (3), после которого делителем 1:2 (4) разделяются на два выхода. С первых выходов делителей 1:2 (4) каждого столбца сигналы поступают на первый сумматор 8:1 (6), в котором синфазно суммируются, образуя луч 1. Сигналы со вторых выходов делителей 1:2 (4) поступают на второй сумматор 8:1 (7) с фазовыми задержками, формируемыми фазосдвигающими цепями φ…φ (5), которые определяют пространственный поворот формируемого после такого суммирования луча 2 относительно луча 1, формируемого при синфазном суммировании.
В настоящее время на предприятии изготовлено три опытных образца предлагаемого модуля.
Таким образом, введение в известный модуль, содержащий приемный канал, 32-х диполей, установленных на корпусе модуля с 32-мя приемными каналами, сгруппированных в восемь столбцов, каждый из которых содержит четыре диполя соединенные с четырьмя приемными каналами, выходы которых через сумматор 4:1 каждого столбца соединены с входом делителя 1:2 этого столбца, причем первые выходы делителей 1:2 восьми столбцов соединены с входом сумматора 8:1 луча 1, выход которого является первым выходом модуля, а вторые выходы делителей 1:2 восьми столбцов через восемь фазосдвигающих цепей соединены с входом сумматора 8:1 луча 2, выход которого является вторым выходом модуля, позволило увеличить надежность и повысить потенциал РЛС с АФАР (дальность обнаружения цели).