Способ формирования эллиптической диаграммы направленности цифровой активной фазированной антенной решетки на базе "стаи" микроспутников с применением сверхрегенеративных приемопередающих устройств Российский патент 2019 года по МПК H01Q3/00 B64G1/10 

Способ формирования эллиптической диаграммы направленности цифровой активной фазированной антенной решетки на базе «стаи» микроспутников с применением сверхрегенеративных приемопередающих устройств

Изобретение относится к радиолокации.

Известна цифровая активная фазированная антенная решетка (ЦАФАР), у которой все приемопередающие модули расположены в одной плоскости [1]. Однако излучение от такой ЦАФАР не позволяет получить высокую разрешающую способность при пеленгации объектов за счет небольших размеров антенного поля.

Цель изобретения - повышение эффективности ЦАФАР за счет повышения чувствительности и энергоэффективности антенных систем.

Техническим результатом является формирование эллиптической диаграммы направленности при помощи «стаи» микроспутников, каждый из которых является приемопередающим модулем с динамически изменяемыми координатами по орбитальным траекториям.

Указанный технический результат достигается тем, что каждый микроспутник в строго определенные моменты времени выдает или принимает импульсные сигналы при помощи сверхрегенеративного приемопередающего устройства, управляемого бортовым микроконтроллером, причем моменты передачи или приема для каждого микроспутника в зависимости от его координат на орбите индивидуально подбираются таким образом, что только в определенной точке сканируемого пространства сигналы будут синфазны.

В этом случае ЦАФАР реализует эллиптическую диаграмму направленности [2]. Координаты пеленгуемой цели будут позиционироваться в трехмерной декартовой системе координат. Микроспутники собственные текущие координаты будут определять при помощи космических аппаратов системы ГЛОНАС.

На фиг. 1 изображена схема пеленгации объекта при помощи ЦАФАР на базе «стаи» микроспутников с применением сверхрегенеративных приемопередающих устройств.

Бортовой контроллер микроспутника 1 передает управляющую информацию на «стаю» микроспутников 2. В заданные моменты времени сверхрегенеративные приемопередающие устройства формируют радиоволны, которые на пеленгуемом объекте 3 окажутся в одинаковой фазе. Отраженные радиоволны от пеленгуемого объекта 3 достигнут «стаи» микроспутников 2 в разные моменты времени, причем индивидуально каждый микроспутник «стаи» 2 позволит сверхрегенеративному приемопередающему устройству осуществить прием импульсного сигнала по командам бортового микроконтроллера. Сверхрегенеративный приемник имеет коэффициент усиления свыше сотни тысяч, что позволяет значительно повысить чувствительность антенной системы в целом.

Недостатком сверхрегенеративного приемника являются шумы при приеме аналогового сигнала. Однако, сверхрегенеративный приемник при приеме цифровых сигналов практически лишен этого недостатка, что позволяет эффективно его применить для ЦАФАР. Дополнительным преимуществом является возможность исключения регулируемых линий задержек, так как можно задавать для сверхрегенеративного приемника момент времени для приема импульсного радиосигнала, а все остальное время блокировать его работу. Это касается и режима передачи радиоволны, так как момент начала генерации может быть задан с высокой точностью. Таким образом, сверхрегенеративные устройства в составе ЦАФАР позволяют отказаться от обычных приемопередающих устройств и регулируемых линий задержки и фазовращателей. Причем, чувствительность и энергоэффективность ЦАФАР при этом возрастет.

Дополнительным преимуществом является увеличение размеров ЦАФАР в соответствии с пространственным размещением на орбите «стаи» микроспутников. Это не только повысит разрешающую способность антенной системы за счет увеличения базы наблюдения, но и повысит скрытность антенной системы за счет малой мощности передаваемой радиоволны каждым микроспутником, что не позволяет его запеленговать. Кроме того, «стая» микроспутников может быть распределена на фрагменты для независимой пеленгации одновременно нескольких радиолокационных целей.

Литература

1. Цифровая активная фазированная антенная решетка: патент №2617457.

2. Способ формирования эллиптической диаграммы направленности для активной фазированной антенной решетки: патент №2642515.

Изобретение относится к радиолокации. Каждый микроспутник в строго определенные моменты времени выдает или принимает импульсные сигналы при помощи сверхрегенеративного приемопередающего устройства, управляемого бортовым микроконтроллером, причем моменты передачи или приема для каждого микроспутника в зависимости от его координат на орбите индивидуально подбираются таким образом, что только в определенной точке сканируемого пространства сигналы будут синфазны. Технический результат заключается в повышении чувствительности и энергоэффективности антенных систем. 1 ил.

Способ формирования эллиптической диаграммы направленности цифровой активной фазированной антенной решетки на базе «стаи» микроспутников с применением сверхрегенеративных приемопередающих устройств реализован на околоземной орбите, отличающийся тем, что каждый микроспутник в строго определенные моменты времени выдает или принимает импульсные сигналы при помощи сверхрегенеративного приемопередающего устройства, управляемого бортовым микроконтроллером, причем моменты передачи или приема для каждого микроспутника в зависимости от его координат на орбите индивидуально подбираются таким образом, что только в определенной точке сканируемого пространства сигналы будут синфазны.