СПОСОБ ЭЛЕКТРОННОГО СКАНИРОВАНИЯ ЛУЧА ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ
METHOD FOR ELECTRONIC SCANNING OF PHASED ARRAY BEAM

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в фазированных антенных решетках для перемещения луча в секторе сканирования. Известен «Способ получения требуемого фазового распределения на элементах пространственной фазированной антенной решетки и пространственная фазированная антенная решетка (варианты)» (2282921 С1, опубл. 27.08.2006 г.). Этот способ заключается в том, что осуществляют управление фазами сигналов на когерентных служебных частотах столбцов и строк, получающихся на задающем смесителе из двух задающих частот, причем сигналы служебных частот, несущие информацию о требуемой фазе сигнала для каждого столбца и строки, суммируются на смесителях излучателей фазированной антенной решетки, а суммарные сигналы, несущие информацию о фазе каждого элемента решетки, требуемой для качания луча антенны, подают на выходной усилитель решетки или используют как носители требуемой фазы в формировании других сигналов элемента фазированной антенной решетки.
Известен также «Способ управления лучом фазированной антенной решетки» (1753907 А1, опубл. 20.01.1996 г.). Сущность способа состоит в том, что входной сигнал управления преобразуют в промежуточный сигнал с помощью функции, обратной реальной характеристике управления, и формируют по этому сигналу необходимые фазовые сдвиги. Для уменьшения влияния скачка угла фазирования на точность управления переход между двумя последовательными положениями луча осуществляют путем поочередного переключения групп фазовращателей с преобразованием входного сигнала при каждом переходе.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ электронного сканирования луча антенной фазированной решетки» (1087020 А1, опубл. 20.10.1996 г.), включающий последовательное перемещение луча в секторе сканирования путем изменения с помощью фазовращателей фазового распределения сигналов на излучателях фазированной антенной решетки в зависимости от времени, фазы сигналов на каждом из излучателей фазированной антенной решетки изменяют дискретно с постоянной для каждой из них величиной приращения фазы, а интервалы времени между моментами изменения фазы сигналов выбирают в соответствии с заданным законом последовательного перемещения луча в секторе сканирования.
Недостатками этих способов являются:
возможность применения способа только для фазированных антенных решеток с монотонно непрерывным изменением фазы на фазовращателях, что приводит к накоплению фазовой ошибки на излучателях;
невозможность использования при произвольной траектории перемещения луча, в частности, в пространстве, где приращения фазы непостоянны;
невозможность использования для фазированных антенных решеток с ферритовыми фазовращателями с магнитной памятью, когда каждое изменение фазы на фазовращателе требует перевода его в исходное состояние намагниченности.
Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении плавного перемещения луча фазированной антенной решетки с любым типом фазовращателей и повышения точности реализации фазового распределения.
Сущность предлагаемого «Способа электронного сканирования луча фазированной антенной решетки» заключается в последовательном перемещении луча между двумя фиксированными угловыми направлениями в пространстве путем изменения с помощью фазовращателей фазового распределения сигналов на излучателях. Новыми в предлагаемом способе является то, что вычисляют начальное фазовое положение луча и выставляют луч в начальное угловое положение. Затем вычисляют фазовое распределение конечного положения луча путем определения значения фазы для каждого излучателя, запоминают его, распределяют излучатели на N подрешеток, причем N выбирают из условия
, где
Т - задаваемое для фазированной антенной решетки время одного цикла работы;
τ - временной интервал перефазировки каждой подрешетки излучателей.
Далее осуществляют перефазирование подрешеток излучателей в любой последовательности в соответствии с запомненными значениями фазы для каждого излучателя подрешетки, а начало перефазирования следующей подрешетки осуществляют по завершении перефазирования предыдущей.
Электронное сканирование луча по предлагаемому способу осуществляют следующим образом:
- вычисляют фазовое распределение для начального положения луча и выставляют луч в начальное угловое положение путем перевода всех фазовращателей в исходное состояние (начальное фазовое состояние с последующей отработкой требуемого фазового распределения):
- вычисляют фазовое распределение для конечного положения луча и запоминают его для каждого излучателя;
- распределяют излучатели фазированной антенной решетки на N подрешеток, причем N выбирают из условия
, где
Т - задаваемое для фазированной антенной решетки время одного цикла работы;
τ - временной интервал перефазировки каждой подрешетки излучателей
Например при Т=5 мс, τ=400 мкс количество подрешеток должно быть не более 12. Далее осуществляют перефазирование подрешеток излучателей в любой последовательности в соответствии с запомненными значениями фазы для каждого излучателя подрешетки, а начало перефазирования следующей подрешетки осуществляют по завершении перефазирования предыдущей.
Таким образом, луч фазированной антенной решетки непрерывно, без разрушения перемещается от одного фиксированного положения к другому, причем фазовая ошибка на излучателях остается неизменной для всех излучателей. Кроме того, предлагаемый способ может быть реализован при любом типе используемых в ФАР фазовращателей, в том числе и ферритовых с магнитной памятью, для которых последовательный набор фазы без возврата каждый раз в исходное положение недопустим.