ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА Российский патент 1998 года по МПК H01Q3/26 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи сообщений в группе одновременно работающих радионаправлений.

Известно устройство /см. авт.св. СССР N 1022244, кл. H 01 Q 3/26, бюл. N 21, 1983/, содержащее антенную решетку и систему фазирования, позволяющую управлять диаграммой направленности, активные антенные элементы запитываются от опорного генератора высокочастотных колебаний.

Аналогичным является и устройство /см. авт.св. СССР N 1584006, H 01 Q 3/26, бюл. N 29, 1990/, содержащее генератор опорных сигналов, группу усилителей, соединенных со своими антенными элементами, группу управляемых фазовращателей, блок управления.

Недостатком данных устройств является невозможность одновременного обеспечения связи в нескольких радионаправлениях, т.е. они позволяют обеспечить связь лишь с одним корреспондентом или в одном направлении связи.

Наиболее близким к заявленному изобретению является передающая антенная решетка, содержащая K возбудителей высокочастотных сигналов (K= 2, 3 ...), M последовательно соединенных управляемых фазовращателей (M=2, 3 ...), усилителей мощности, антенных элементов, К разветвителей высокочастотных сигналов, каждый из которых подключен к выходу соответствующего возбудителя высокочастотных сигналов, коммутатор высокочастотных сигналов, выходы которого подключены к соответствующим управляемым фазовращателям, а выходы - к выходам K разветвителей высокочастотных сигналов, а также блок управления, выходы которого подключены к входам управления коммутатора высокочастотных сигналов и управляемых фазовращателей (патент США N 52044686, кл. H 01 Q 3/02, 1993).

Данное устройство позволяет повысить электрическую эффективность высокочастотных усилителей на нисходящих линиях спутниковой связи.

Недостатком прототипа является невозможность перераспределения излучаемой мощности между несколькими корреспондентами, расположенными в различных направлениях.

Целью изобретения является разработка передающей антенной решетки, обеспечивающей возможность перераспределения мощностного ресурса и суммарного коэффициента усиления антенной решетки между отдельными направлениями связи и ветвями частотного разнесения.

Поставленная цель достигается тем, что в передающую антенную решетку, содержащую K возбудителей высокочастотных сигналов (K=2, 3 ... ) M последовательно соединенных управляемых фазовращателей (M= 2, 3, ...), усилителей мощности и антенных элементов, K разветвителей высокочастотных сигналов, коммутатор высокочастотных сигналов, а также блок управления, дополнительно введены K управляемых разветвителей информационных сигналов, коммутатор информационных сигналов. Вход управляемого разветвителя информационных сигналов является информационным входом соответствующего направления связи. Выходы каждого управляемого разветвителя информационных сигналов соединены с соответствующими входами коммутаторов информационных сигналов. Выходы коммутатора информационных сигналов через возбудители соединены с входами соответствующих управляемых разветвителей высокочастотных сигналов. Выходы каждого управляемого разветвителя высокочастотных сигналов соединены с сигнальными входами коммутатора высокочастотных сигналов. Каждый из выходов коммутатора высокочастотных сигналов соединен с сигнальными входами управляемого фазовращателя. Выходы блока управления соединены с соответствующими входами управления разветвителей информационных сигналов, коммутатора информационных сигналов, управляемых разветвителей высокочастотных сигналов, коммутатора высокочастотных сигналов и управляемых фазовращателей.

Сущность изобретения заключается в том, что введение дополнительных элементов, их взаиморасположение и взаимосвязи между собой и известными элементами позволяет осуществлять разветвление информационных сигналов каждого из группы информационных входов и коммутацию их на входы тех возбудителей, которые выделены в соответствующие направления связи, а также разветвление ВЧ сигналов каждого из группы возбудителей и их коммутацию на соответствующие входы УМ, выделенных в соответствующие направления связи. С помощью управляемых фазовращателей, установленных перед входами УМ, обеспечивается независимое для каждого направления связи управление диаграммой направленности излучения. Благодаря наличию возможности управления числом разветвленных информационных и ВЧ сигналов и их коммутацию на соответствующие входы любого УМ обеспечивается перераспределение мощностного ресурса и суммарного коэффициента усиления антенной решетки между отдельными направлениями связи заявленного технического решения, в частности устройство позволяет выделять в каждое направление, работающее на своей частоте, необходимое число УМ, осуществлять перераспределение общего числа УМ между работающими радионаправлениями, осуществлять передачу сообщений в тех или иных направлениях, одновременно на нескольких частотах, осуществлять перераспределение числа ветвей частотного разнесения между работающими радионаправлениями, осуществлять передачу циркулярного сообщения группе корреспондентов в различных радионаправлениях на разных частотах.

На фиг. 1 показана общая функциональная схема передающей антенной решетки; на фиг. 2 - функциональная электрическая схема управляемого разветвителя информационных сигналов; на фиг. 3 - функциональная электрическая схема коммутатора информационных (высокочастотных) сигналов; на фиг. 4 - функциональная электрическая схема управляемого разветвителя высокочастотных сигналов; на фиг. 5 - функциональная электрическая схема управляемого усилителя; на фиг. 6 - функциональная электрическая схема дешифратора; на фиг. 7 - функциональная электрическая схема управляемого фазовращателя; на фиг. 8 - функциональная электрическая схема блока управления; на фиг. 9 - функциональная электрическая схема управляемого переключателя; на фиг. 10 - функциональная электрическая схема управляемого переключателя.

Заявленное устройство, показанное на фиг. 1 состоит из K управляемых разветвителей информационных сигналов 1₁...1_К, каждый из которых имеет один информационный вход И₁...И_К, q информационных выходов а₁...а_q (q=2, 3 ...) и q выходов управления s₁...s_q; коммутатора информационных сигналов 2, имеющего К•q информационных входов, К информационных входов b₁...b_К и q•К² входов управления f₁. ..f_q, К возбудителей 3₁...3_К; К управляемых разветвителей ВЧ сигналов 4₁...4_К, каждый из которых имеет один информационный вход с₁...с_К, n информационных выходов d₁...d_n (n=2, 3...) и n входов управления g₁...g_n; коммутатора ВЧ сигналов 5, имеющего К•n информационных входов, М информационных выходов е₁...е_М и n•М•К входов управления h₁...h_n; М управляемых фазовращателей 6₁...6_М, имеющим по p входов управления j₁...j_p (p=2, 3...); М усилителей мощности 7₁...7_М; М антенных элементов 8₁...8_М; блока управления 9 и приемника сигналов обратной связи 10.

Вход каждого управляемого разветвителя информационных сигналов 1₁...1_К является информационных входом соответствующего направления связи. Выходы а₁. . . а_q каждого управляемого разветвителя информационных сигналов 1₁...1_К соединены с соответствующими входами коммутатора информационных сигналов 2, выходы которого b₁...b_К соединены с К информационными входами возбудителей 3₁. ..3_К. Выходы каждого их возбудителей 3₁...3_К соединены с входами с₁...с_К управляемых разветвителей ВЧ сигналов 4₁...4_К. Выходы d₁...d_n каждого управляемого разветвителя ВЧ сигналов 4₁...4_К соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5, выходы которого е₁...е_М соединены с М информационными входами управляемых фазовращателей 6₁...6_М. Выходы r₁...r_М каждого из управляемых фазовращателей 6₁...6_М соединены с входами усилителей мощности 7₁...7_М, выходы которых соединены с антенными элементами 8₁...8_М. Входы управления s₁. . . s_q каждого из К управляемых разветвителей информационных сигналов 1₁. ..1_К соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Входы управления f₁...f_q (по числу пар управляемых переключателей 2.1 - 2.2) коммутатора информационных сигналов 2 соединены с соответствующими входами блока управления 9. Входы управления g₁...g_n каждого из К управляемых разветвителей ВЧ сигналов соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Входы управления h₁...h_n (по числу пар управляемых переключателей 5.1 - 5.2) коммутатора ВЧ сигналов 5 соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Выходы управления j₁...j_n каждого из М управляемых фазовращателей 6₁...6_М соединены с соответствующими выходами управления блока 9. Приемник сигналов обратной связи 10 может иметь слуховые выходы при построении передающей антенной решетки в автоматизированном варианте (при наличии оператора), либо выходы приемника сигналов обратной связи 10 могут быть соединены с соответствующими входами приема сигналов обратной связи блока управления 9 (при работе передающей антенной решетки в автоматическом режиме с применением специализированной ЭВМ).

На фиг. 2 представлен один из вариантов построения функциональной электрической схемы управляемого разветвителя информационных сигналов 1, содержащего усилитель 1.1 с одним входом И₁, управляемые переключатели 1.2₁...1.2_q, балластные резисторы 1.3₁...1.3_q.

Выход усилителя 1.1 одновременно подключен к соответствующим входам управляемых переключателей 1.2₁...1.2_q. Первые выходы управляемых переключателей 1.2₁...1.2_n являются выходами а₁...а_q данного разветвителя 1, а вторые входы управляемых переключателей 1.2₁...1.2_n соединены с соответствующими балластными резисторами 1.3₁...1.3_q. Выходы управления s₁...s_q управляемых переключателей 1.2₁. ..1.2_q соединены с соответствующими выходами блока управления 9.

Схемы построения усилителей 1.1 известны и описаны (см. Вениаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение. -М.: Радио и связь, 1983, с. 63 - 67). В частном случае усилитель 1.1 можно построить на микросхемах KP119YH1 (KP119УН2) (Интегральные микросхемы. Справочник./ Под ред. Тарабрина Б.В. М. : Радио и связь, 1985, с. 389.), а управляемые переключатели 1.2₁ ...1.2_q могут быть выполнены в варианте, показанном на фиг. 9.

На фиг.3 представлен один из вариантов построения функциональной электрической схемы коммутатора информационных (ВЧ) сигналов 2(5), содержащего K3_q информационных входов a₁...a_q...K₁...K_q, K информационных выходов b₁... b_K, q•K² входных управляемых переключателей 2.1₁₁...2.1_K.qK, q•K² выходных управляемых переключателей 2.2₁₁...2.2_K.qK.

Каждый из информационных входов a₁...K_q подключен в параллель к K соответствующим входам входных управляемых переключателей 2.1 одной из K групп. Выходы входных управляемых 2.1 каждой из K групп соединены с соответствующими входами K выходных управляемых переключателей 2.2, которые образуют K групп по K в каждой. Выходы каждой группы из K выходных групп управляемых переключателей 2.2 подключены в параллель и образуют один их входов коммутатора b₁...b_K.Входы управления f₁...f_q (по числу пар управляемых переключателей 2.1 - 2.2) коммутатора информационных (ВЧ) сигналов 2(5) соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Схемы построения коммутаторов и управляемых переключателей известны и описаны (см. Вениаминов В.Н.и др. Микросхемы и их применение. Справочное пособие. М.: Радио и связь, 1983, с. 61 - 62). В частном случае управляемые переключатели коммутатора ВЧ сигналов 5 можно построить на микросхеме 2КЭ491 (см. Вениаминов и др. Микросхемы и их применение. Справочное пособие. М.: Радио и связь, 1983, с. 61), а управляемые переключатели коммутатора информационных сигналов 2 могут выполнены в варианте, показанном на фиг. 10.

На фиг. 4 представлен один из вариантов построения функциональной электрической схемы управляемого разветвителя ВЧ сигналов 4, содержащего регулируемый усилитель 4.1 с одним входом и n входов управления, автотрансформатор 4.2 с одним входом и n выходами, n управляемых переключателей 4.3₁...4.3_n, n управляемых переключателей 4.4₁...4.4_n, n управляемых переключателей 4.5₁... 4.5_n, n резисторов 4.6₁...4.6_n, n трансформаторов 4.7₁...4.7_n, дешифратор 4,8.

Выход управляемого усилителя 4.1 подключен к входу автотрансформатора 4.2, выходы которого соединены с соответствующими входами управляемых переключателей 4.3₁...4.3_n. Выходы управляемых переключателей 4.3₁...4.3_n подключены в параллель к входам управляемых переключателей 4.4₁...4.4_n, выходы которых соединены с соответствующими выходами обмотками трансформаторов 4.7₁. . . 4.7_n. Первичные обмотки трансформаторов 4.7₁...4.7_n зашунтированы резисторами 4.6₁...4.6_n. В контуры первичных обмоток трансформаторов 4.7₁... 4.7_n последовательно включены управляемые переключатели 4.5₁...4.5_n. При этом вход управляемого переключателя 4.5₁ соединен с выходом управляемого переключателя 4.5_n, а соответствующие выходы управляемых переключателей 4.5₁...4.5_n-1, начиная с первого, последовательно соединены с входом последующего. Входы управления управляемых переключателей 4.4₁...4.4_n, 4.5₁...4.5_n соединены с соответствующими выходами g₁...g_n блока управления 9, которые одновременно подключены к соответствующим входам дешифратора 4.8. Выходы дешифратора 4.8 соединены с соответствующими входами управления управляемых переключателей 4.3₁. ..4.3_n и параллельно с входами управления 1...n управляемого усилителя 4.1. В частном случае управляемые переключатели 4.3₁... 4.3_n, 4.4₁. ..4.4_n, 4.5₁, 4.5_n могут быть реализованы, как показано на фиг. 10.

На фиг. 5 представлен один из вариантов построения функциональной электрической схемы управляемого усилителя 4.1, содержащего магазина сопротивлений 4.1.1₁...4.1.1_n, n управляемых переключателей 4.1.2₁...4.1.2_n, усилитель 4.1.3, резистор 4.1.4.

Вход усилителя 4.1 одновременно подключен к n резисторам 4.1.1₁...4.1.1_n магазина сопротивлений, выходы которых соединены с соответствующими входами управляемых переключателей 4.1.2₁...4.1.2_n. Выходы управляемых переключателей 4.1.2₁...4.1.2_n одновременно подключены к входу усилителя 4.1.3 и резистору 4.1.4. Входы управления 1. ..n управляемых переключателей 4.1.2₁... 4.1.2_n соединены с соответствующими выходами блока управления 9.

Схемы построения усилителя 4.1 известны и описаны (см. Вениаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение. Справочное пособие. М.: Радио и связь, 1983, с. 22 - 30). В частном случае усилитель 4.1 может быть построен на микросхеме K237XA5 (Интегральные микросхемы. Справочник. /Под ред. Тарабрина Б.В. - М.: Радио и связь, 1985, с. 434).

На фиг. 6 представлен один из вариантов построения функциональной электрической схемы дешифратора 4.8, содержащего сумматоры двоичных единиц 4.8.1₁...4.8.1_n, дешифратор 4.8.2.

Входы первого сумматора двоичных единиц A₁ и B₁ соединены с соответствующими выходами g₁. . . g_n блока управления 9, а входы A₂, B₂...A_n, B_n, P₀заземлены. Выходы S₁, S₂...S_n, P_n первого сумматора двоичных единиц 4.8.1₁ соединены с соответствующими входами A₁, A₂...A_n, P₀ второго сумматора двоичных единиц 4.8.1₂, а выходы второго со входами третьего, такая совокупность соединений осуществляется до 4.8.1_n сумматора двоичных единиц. Выходы S₁, S₂. ..S_n, P_n сумматора двоичных единиц 4.8.1_n подключены ко входам 0, 1,..., n дешифратора 4.8.2, выходы которого 1...n являются выходами данного блока. Входы B₂...B_n сумматоров 4.8.1₁...4.8.1_n заземлены.

Схемы построения сумматоров двоичных единиц 4.8.1 и дешифратора 4.8.2 известны и описаны (см. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1988, с. 120 - 135, с. 87 - 96). В частном случае сумматоры двоичных единиц 4.8.1₁...4.8.1_n могут быть построены на интегральных микросхемах серии К155 К155ИМ2 (К155ИМ3), а дешифратор 4.8.2 - на микросхеме 155ИД1 (155ИД3) (Интегральные микросхемы. Справочник. (М.: Радио и связь, 1985, с. 64 - 65, 74 - 75).

Схемы построения возбудителей 3₁...3_K, пути реализации их функций и конструктивное оформление будет определяться конкретными назначением данной передающей антенной решетки (назначение, диапазон рабочих, и т.д.). Однако требования унификации аппаратуры ведут к тому, что ко всем возбудителям предъявляются определенные требования, основными из них являются: обеспечение формирования определенного вида радиосигналов; требуемый шаг дискретной сетки частот; требуемая точность и стабильность рабочих частот; допустимый уровень неосновных колебаний на выходе возбудителя; время перестройки возбудителя; необходимый уровень сигнала на выходе возбудителя. Один из вариантов структурной схемы возбудителя можно представить в виде, как показано на рис. 53 (Военные системы радиосвязи. Ч.1. Теоретические основы построения средств и комплексов военной радиосвязи, Л.: БАС, 1989, с. 135).

На фиг.7 представлен один из вариантов построения функциональной электрический схемы управления фазовращателя, содержащего один вход и последовательно соединенные линии задержки 6.1₁ ... 6.1_p, каждая из которых зашунтирована соответствующим управляемым переключателем 6.2₁ ... 6.2_p.

Входы управления j₁ . . . j_p управляемых переключателей 6.2₁ ... 6.2_p соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Данный фазовращатель можно отнести к классу дискретно-коммутационных фазовращателей с переключаемыми отрезками линий, которые характеризуются максимальным значением фазового сдвига и наименьшим значением скачка фазы (дискретом). Применительно к построению управляемого фазовращателя 6 длина линий задержек 6.1₁ . .. 6.1_p увеличивается в два раза по сравнению с предыдущей. Управляемые переключатели 6.2₁ . .. 6.2_p могут быть выполнены в варианте, как показано на фиг. 10. Данную схему управляемого фазовращателя можно выполнить в микрополосковом исполнении.

Схемы построения фазовращателей известны и описаны (см. Каганов В.И. СВЧ-полупроводниковые передатчики. М.: Радио и связь, 1981, с. 74 - 79).

Усилители мощности 7₁...7_m по схеме построения можно условно разделить на три большие группы: резонансные, на коммутируемых полосовых фильтрах и с распределенным усилением. Однако независимо от схемы построения к усилителям предъявляется ряд общих требований: обеспечение номинальной выходной мощности при ее неравномерности в рабочем диапазоне частот не более ±20%; получение максимально возможного КПД; высокая линейность усиления сигналов; заданная степень фильтрации побочных колебаний; малое время перестройки, устойчивость в работе, высокая техническая надежность. Вариант построения УМ зависит от предназначения данной передающей антенной решетки.

На фиг. 8 представлен один их вариантов построения функциональной электрической схемы блока управления 9, содержащего источник постоянного напряжения, ключи управления 9.1₁ ... 9.1_q, блоков 1₁ ... 1_L, ключи управления 9.2₁ ... 9.2_q блока 2, ключи управления 9.3₁ ... 9.3_n блоков 4₁ ... 4_к, ключи управления 9.4₁ ... 9.4_n блока 5, ключи управления 9.5₁ ... 9.5_p блоков 6₁ ... 6_M.

Выход источника постоянного напряжения подключен в параллель к входам ключей управления 9.1₁ . . . 9.1_q, 9.2₁ ... 9.2_q, 9.3₁ ... 9.3_n, 9.4₁ ... 9.4_n, 9.5₁ ... 9.5_p. Управление ключами может осуществляться как автоматически с использованием специализированной ЭВМ, так и автоматизированно с помощью оператора.

Схемы построения ключей известны и описаны, могут быть построены на микросхеме 2КЭ491 (см. Вениаминов В.Н. и др. Микросхемы и их применение. Справочное пособие М.: Радио и связь, 1983, с. 61).

Заявленное устройство работает следующим образом. Возможны несколько режимов:
Режим 1 - формирование излучения в заданном направлении связи одним УМ на одной частоте. Остальные УМ в резерве;
Режим 2 - формирование излучения в заданном направлении связи сложением мощности группы из m (m < M) усилителей мощности на одной частоте. Остальные УМ в резерве;
Режим 3 - формирование излучения в заданном направлении связи Q группами усилителей мощности по m в каждой (Q • m = M), работающих на различных частотах. (Режим разнесения по частоте с резервом УМ);
Режим 4 - формирование излучения в заданном направлении связи Q группами усилителей мощности по m в каждой (Q • m = M), работающих на различных частотах. (Режим разнесения по частоте без резерва УМ);
Режим 5 - формирование излучения в нескольких направлениях связи путем сложения мощностей по m усилителей в каждом направлении и передаче одного сообщения на различных частотах. (Циркулярная связь без резерва УМ).

Режим 1. Предположим, что принято решение выделить в заданное направление связи k-й возбудитель 3k, m-й усилитель мощности 7m, и пусть в этом направлении требуется передать сообщение с И-го информационного входа. В этом случае И-й информационный сигнал поступает на вход управляемого разветвителя информационных сигналов 1_k. Разветвитель информационных сигналов 1_k в соответствии с сигналами управления, поступающими с выходов блока управления 9 на соответствующие входы управления s₁ ... s_q, производит соединение И-го информационного сигнала по одному из своих выходов a₁ ... a_q с соответствующим входом коммутатора информационных сигналов 2. Поскольку требуется лишь один ВЧ сигнал (т.к. в данное направление выделен лишь один УМ), то коммутатор информационных сигналов 2 с помощью соответствующих сигналов управления, поступающих на входы управления f₁ ... f_q этого коммутатора с соответствующих выходов блока управления 9, соединяет один из выходов b₁ ... b_k данного коммутатора информационных сигналов 2 с входом k-го возбудителя 3k. В результате И-й информационный сигнал поступает на вход k-го возбудителя. Высокочастотный сигнал с выхода k-го возбудителя поступает на вход управляемого разветвителя ВЧ сигналов 4k, который в соответствии с сигналами управления, поступающими с выходов блока управления 9 на соответствующие входы управления g₁ ... g_n, производит соединение И-го высокочастотного сигнала по одному из своих выходов d₁ ... d_n с соответствующим входом коммутатора ВЧ 5. Коммутатор ВЧ сигналов 5 с помощью соответствующих сигналов управления, поступающих на входы управления h₁ ... h_n этого коммутатора с соответствующих выходов блока управления 9, соединяет один из входов d₁ ... d_n данного коммутатора ВЧ сигналов 5 с входом m-го управляемого фазовращателя. Высокочастотный сигнал с выхода m-го управляемого фазовращателя 6m поступает на вход m-го усилителя мощности 7m. Усиленный ВЧ сигнал с выхода усилителя мощности 7m подается на m-й антенный элемент 8m и излучается в эфир. Остальные УМ выключены и находятся в резерве.

Таким образом обеспечивается возможность передачи сообщения от И-го источника с использованием одного усилителя мощности. Аналогичным образом может быть осуществлено использование остальных усилителей мощности для сообщений в других направлениях связи в соответствии с сигналами управления, поступающими из приемника сигналов обратной связи 10.

Режим 2. Предположим, что в заданное направление связи необходимо выделить k-й возбудитель 3k и несколько, например m, усилителей мощности 7m, и пусть в этом направлении требуется передать сообщение с И-го информационного входа. Количество выделяемых усилителей мощности m определяется по каналу обратной связи с использованием приемника сигналов обратной связи 10. В этом случае И-й информационный сигнал поступает на вход одного из управляемых разветвителей информационных сигналов 1_k. Разветвитель информационных сигналов 1_k в соответствии с сигналами управления, поступающими с выходов блока управления 9 на соответствующие входы управления s₁ ... s_q, производит соединение И-го информационного сигнала по одному из своих выходов a₁ ... a_q с соответствующим входом коммутатора информационных сигналов 2. Коммутатор информационных сигналов управления, поступающих на входы управления f₁ ... f_q этого коммутатора с соответствующих выходов блока управления 9, соединяет один из входов a₁ ... a_q данного коммутатора информационных сигналов 2 с входом k-го возбудителя 3k. В результате И-й информационный сигнал поступает на вход k-го возбудителя.

Высокочастотный сигнал с выхода k-го возбудителя подается на вход управляемого разветвителя ВЧ сигналов 4k. Поскольку в данное направление связи требуется выделить m усилителей мощности, то по командам блока управления 9, поступающим на соответствующие входы управления g₁ ... g_n одного из управляемых разветвителей ВЧ сигналов 4₁ ... 4_k, осуществляется разветвление ВЧ сигнала на n = m выходов d₁ ... d_n, которые соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5. Согласно командам управления, поступающим с блока управления 9 на входы управления h₁ ... h_n коммутатора ВЧ сигналов 5, происходит соединение n входов коммутатора ВЧ сигналов 5 с входами m управляемых фазовращателей 6m. По командам блока управления 9, поступающим на соответствующие входы управления j₁ ... j_p управляемых фазовращателей 6₁ ... 6_m, устанавливаются такие значения фазовых сдвигов управляемых фазовращателей 6₁ ... 6_m, которые обеспечивают формирование диаграммы направленности с максимумом в сторону корреспондента. Высокочастотные сигналы с выходов управляемых фазовращателей 6₁ ... 6_m поступают на соответствующие входы усилителей мощности 7₁ ... 7_m. Усиленные ВЧ сигналы с выходов УМ 7₁ ... 7_m подаются на антенные элементы 8₁ ... 8_m и излучаются в эфир. Остальные M m усилителей мощности находятся в резерве.

Таким образом осуществляется выделение в некоторое направление связи нескольких усилителей мощности со своими антенными элементами, которые образуют активную фазированную подрешетку для данного направления связи. Аналогичным образом может быть осуществлено использование остальных (незадействованных) усилителей мощности в других направлениях связи.

Режим 3. Предположим, что принято решение обеспечить передачу в заданном направлении связи от И-го источника сообщения на нескольких частотах (частотно-разнесенная передача) с выделением в каждую ветвь частотного разнесения отдельной подгруппы усилителей мощности. В этом случае в рассматриваемое направление связи выделяется столько возбудителей 3, на скольких частотах будет осуществляться передача сообщения от И-го источника. Пусть на вход одного из управляемых разветвителей информационных сигналов 1_k поступает И-й информационный сигнал. Поскольку в данное направление связи требуется выделить k возбудителей (по числу частот разнесения), то по командам блока управления 9, поступающим на соответствующие входы управления s₁...s_q управляемого разветвителя информационных сигналов 1_k осуществляется разветвление И-го информационного сигнала на q=k выходов, которые соединены с соответствующими входами коммутатора информационных сигналов 2. Согласно командам управления, поступающим с выходов блока управления 9 на входы управления f₁. . . f_q коммутатора информационных сигналов 2, происходит соединение q входов коммутатора информационных сигналов 2 с входами k возбудителей. Высокочастотные сигналы с выходов k возбудителей 3k поступают на входы управляемых разветвителей ВЧ сигналов 4k. По командам управления, поступающим на входы управления g₁. . .g_n каждого из k управляемых разветвителей ВЧ сигналов 4k, осуществляется разветвление ВЧ сигналов на m выходов (по числу выделяемых усилителей мощности в каждую ветвь разнесения), которые соединены с m • k входами (при равном количестве УМ в каждой ветви разнесения) коммутатора ВЧ сигналов 5. Согласно командам управления, поступающим с выходов блока управления 9 на входы управления h₁... h_n коммутатора ВЧ сигналов 5, происходит соединение m • k входов коммутатора ВЧ сигналов с входами m • k управляемых фазовращателей (6₁. .. 6_m)•k. Высокочастотные сигналы с выходов управляемых фазовращателей (6₁. .. 6)_m• k поступают на соответствующие входы усилителей мощности (7₁. . . 7_m)•k. Усиленные ВЧ сигналы с выходов усилителей мощности (7₁. . . 7_m)•k подаются на антенные элементы (8₁... 8_m)•k. По командам блока управления 9, поступающим на соответствующие входы управления j₁... j_p управляемых фазовращателей (6₁... 6_m)•k устанавливаются такие значения разности фаз управляемых фазовращателей (k ветвей разнесения по 2... m управляемых фазовращателей в каждой ветви), выделенных в данное направление связи, которые обеспечивают формирование диаграммы направленности в ветвях разнесения с максимумом излучения в сторону корреспондента. На каждой частоте формируется своя диаграмма направленности и выделяется своя группа усилителей мощности (своя фазированная антенная подрешетка). Диаграммы направленности всех антенных подрешеток данного направления связи должны быть ориентированы своим максимумом в сторону одного и того же корреспондента. Остальные (незадействованные) УМ находятся в резерве.

Таким образом обеспечивается возможность выделения в данное направление связи несколько подгрупп усилителей мощности, работающих на разных частотах, несущих одну и ту же информацию от одного И-го источника сообщения. При этом по командам, поступающим от корреспондентов по каналам обратной связи, возможно перераспределение отдельных усилителей мощности между подгруппами (ветвями частотного разнесения) в каждом работающем направлении связи, а также перераспределение числа усилителей мощности и числа ветвей частотного разнесения между отдельными направлениями связи.

Режим 4. Указанный режим отличается от режима 3 только составов используемых усилителей мощности, в данном случае используются все усилители мощности.

Режим 5. В этом случае в каждое направление связи выделается один возбудитель и требуемое число усилителей мощности ( в зависимости от условий ведения связи). Предположим, что принято решение обеспечить циркулярную передачу И-го источника сообщения N-му числу корреспондентов. Пусть на вход одного из управляемых разветвителей информационных сигналов 1_k поступает И-й информационный сигнал. Поскольку требуется выделить N возбудителей (по числу корреспондентов), то по командам блока управления 9, поступающим на соответствующие входы управления s₁...s_q управляемого разветвителя информационных сигналов 1_k, осуществляется разветвление И-го информационного сигнала на N= q выходов, которые соединены с соответствующим входами коммутатора информационных сигналов 2. Согласно командам управления, поступающим с выходов блока управления 9 на входы управления f₁... f_q коммутатора информационных сигналов 2, происходит соединение q входов коммутатора информационных сигналов 2 с входами k возбудителей.

Высокочастотные сигналы, промодулированные одним циркулярным информационным сигналом, с выходов k возбудителей поступают на соответствующие входы управляемых разветвителей ВЧ сигналов 4₁... 4_k. Если в какое-либо направление связи требуется один усилитель мощности, то разветвление ВЧ сигнала в управляемом разветвителе ВЧ сигналов не происходит и соответствующий ВЧ сигнал по одному из выходов разветвителей соединяется с соответствующим входом коммутатора ВЧ сигналов 5 и дальнейшее прохождение сигнала соответствует варианту 1. В случае выделения в каждое направления связи двух и более усилителей мощности осуществляется разветвление ВЧ сигнала. По командам управления, поступающим на входы управления g₁. ..g_n каждого из k управляемых разветвителей ВЧ сигналов, осуществляется разветвление ВЧ сигналов по числу требуемых усилителей мощности для связи с каждым корреспондентом. Выходы управляемых разветвителей ВЧ сигналов соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5. Согласно команд управления, поступающих на входы управления h₁... h_n коммутатора ВЧ сигналов 5, происходит соединение задействованных входов коммутатора ВЧ сигналов 5 с входами управляемых фазовращателей (по числу требуемых УМ в каждое направление связи). Высокочастотные сигналы с выходов управляемых фазовращателей 6m поступают на соответствующие входы усилителей мощности 7m. Усиленные ВЧ сигналы с выходов усилителей мощности 7m подаются на антенные элементы 8m и излучаются в эфир. По сигналам управления, поступающим на входы управления j₁... j_p управляемых фазовращателей от соответствующих выходов блока управления 9, устанавливаются такие значения фазовых сдвигов управляемых фазовращателей 6m, выделенных в соответствующие направления связи, которые обеспечивают формирование диаграммы направленности в радионаправлениях с максимумом излучения в сторону каждого из корреспондентов.

В результате обеспечивается передача циркулярного сообщения группе корреспондентов (каждому корреспонденту на своей частоте) с выделением в каждое направление связи требуемого числа усилителей мощности в зависимости от условий ведения связи.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для передачи сообщений в группе одновременно работающих радионаправлений. Целью изобретения является разработка передающей антенной решетки, обеспечивающей возможность перераспределения мощностного ресурса и суммарного коэффициента усиления антенной решетки между отдельными направлениями связи. Передающая антенная решетка включает К управляемых разветвителей информационных сигналов 1₁ ... 1_К (К = 2, 3, ...), выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами коммутатора информационных сигналов 2, выходы которого соединены с входами К возбудителей 3₁ ... 3_К, выходы которых соединены с входами К управляемых разветвителей высокочастотных (ВЧ) сигналов 4₁ . . . 4_К, выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5, М выходов (М = 2, 3, ...) которого последовательно соединены с управляемыми фазовращателями 6₁ ... 6_М, усилителями мощности 7₁ ... 7_М и антенными элементами 8₁ ... 8_М, блок управления 9, выходы которого соединены с входами управления блоков 1₁ ... 1_К, 2, 4₁ ... 4_К, 5, 6₁ ... 6_К и приемник сигналов обратной связи 10. Введение управляемых разветвителей информационных и ВЧ-сигналов, а также соответствующих коммутаторов и управляемых фазовращателей позволяет обеспечить перераспределение суммарного мощностного ресурса и суммарного коэффициента усиления передающей антенной решетки между отдельными направлениями связи. 10 ил.

Передающая антенная решетка, содержащая К возбудителей высокочастотных сигналов (К = 2,3 ...), М последовательно соединенных управляемых фазовращателей (М = 2,3...), усилителей мощности и антенных элементов, К разветвителей высокочастотных сигналов, каждый из которых подключен к выходу соответствующего возбудителя высокочастотных сигналов, коммутатор высокочастотных сигналов, выходы которого подключены к соответствующим управляемым фазовращателям, а входы - к выходам К разветвителей высокочастотных сигналов, а также блок управления, выходы которого подключены к входам управления коммутатора высокочастотных сигналов и управляемых фазовращателей, отличающаяся тем, что дополнительно введены К управляемых разветвителей информационных сигналов, вход каждого из которых является информационным входом соответствующего направления связи, коммутатор информационных сигналов, входы которого подключены к выходам К управляемых разветвителей информационных сигналов, а выходы - к соответствующим возбудителям высокочастотных сигналов, при этом разветвители высокочастотных сигналов выполнены управляемыми, а блок управления снабжен дополнительными выходами, подключенными к входам управления управляемых разветвителей соответственно информационных сигналов и высокочастотных сигналов.