Устройство распределенного автофазирования антенной решетки Советский патент 1989 года по МПК H01Q3/26 

1

(21) 434032А/24-09

(22 ) 02.11.87

(46 ) 07.09.89. Бюл. № 33

(71)Московский институт радиотехники, электроники и автоматики

(72)С.В.Есин, В.И.Каганов и А.П.Пирхавка

(53)621.386.677 (088.8)

(56)Самойленко В.И., Шишов Ю.А., Управление фазированными антенными решетками. -М.: Радио и связь, 1983, с.80.

(54)УСТРОЙСТВО РАСПРЕДЕЛЕННОГО АВТОФАЗИРОВАНИЯ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ

(57)Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в антенных решетках с электрическим сканированием. Цель изобретения - повьшение точности фазирования при любых наклонах фазового фронта. Устр-во содержит управляемые

фазовращатели J, фазовые дискриминаторы 2, канальные сумматоры 3, интеграторы 4, блок 5 управления лучом, сумматоры СЕЧ 8. Для достижения цели в каждом канале, с второго по N-1-й входы сумматора СВЧ 8 соединены через введенные дискретные фазовращатели (ДФ) 6 и 7 с выходами фазовращателей 1 предьщущего и последующего каналов соответственно. Выход сумматора СВЧ через введенньгй ДФ 9 подключен к второму входу дискриминатора 2. В результате введения ДФ 6, 7, 9 сигн. ш на выходе сумматора СВЧ 8 может уменьшиться не более чем на ЗдБ во всем диапазоне изменения межканальных разностей фаз /3 /.., что повышает точность фазирования при любых наклонах фазового фронта. Коды управления ДФ могут вырабатьшаться в блоке 5. 1 шт., 1 табл.

(Л

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в антенных решетках с электрическим сканированием. Цель изобретения - повышение точности фазирования при любых наклонах фазового фронта. Устройство содержит управляемые фазовращатели 1, фазовые дискриминаторы 2, канальные сумматоры 3, интеграторы 4, блок 5 управления лучом, сумматоры СВЧ 8. Для достижения цели в каждом канале, с второго по N-1 =й, входы сумматора СВЧ 8 соединены через введенные дискретные фазовращатели (ДФ) 6 И 7 с выходами фазовращателей 1 предыдущего и последующего каналов соответственно. Выход сумматора СВЧ через введенный ДФ 9 подключен к второму входу дискриминатора 2. В результате введения ДФ 6, 7, 9 сигнал на выходе сумматора СВЧ 8 может уменьшиться не более, чем на 3ДБ во всем диапазоне изменения межканальных разностей фаз Δ φ_н, что повышает точность фазирования при любых наклонах фазового фронта. Коды управления ДФ могут вырабатываться в блоке 5. 1 ил.

3 150

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использова- йия в антенных решетках с электрическим сканированиемо

Цель изобретения - повышение точности фазирования при любьк наклонах фазового фронта.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.,

Устройство распределенного, автофазирования антенной решетки содержи управляемые фазовращатели 1, фазовые дискриминаторы 2, канальные сумматоры 3, интеграторы А, блок 5 управле- ния лучом, первые дискретные фазовращатели 6, вторые дискретные фазовращатели 7, сумматоры 8 СВЧ и треть дискретные фазовращатели 9.

Устройство работает следующим об- разом.

Для обеспечения необходимого фазового распределения,, фронт которого изменяется под воздействием внешних условий, связанных с протяженностью фидерных линий, в устройстве распределенного автвфазирования антенной решеткм в соответствии с алгоритмом распределенного фазирования фаза сигнала на выходе каждого канала, начиная с второго по (и)-1)-й канал, подстраивается под среднее значение фаз сигналов предыдущего и последующего каналов. Фаза выходных сигналов первого и N-ro каналов подстраивает- ся под фазу сигнала на выходе второг и (N-1)-ro каналов соответственно. Если номинальное значение межканальных разностей фаз и ац ,, где i - номер канала, i 2,3, . ., N-1 , определяемое величиной и знаком напряжения, подаваемого через шину управления на управляющий вход каналь- нбго сумматора 3 с выхода блока 5 управления лучом, не превьпаает по модулю 45°, то при использовании синфазного сумматора 8 СВЧ третий дискретный фазовращатель 9 вносит фазовый сдвиг 90°. При достижении модулю значения 45 амплитуда выходного сигнала сумматора СВЧ 8 уменшится до уровня 0,707 (-3 дБ) от своей величины при Л . На такую же величину снизится коэффициент передачи разомкнутого контура фазовой автоподстройки.

Для того, чтобы предотвратить дальнейшее снижение амплитуды выходного сигнала сумматора 8 СВЧ при

0

5

0

5 0 0 0

превьппении модулем й значения 43, фазовый сдвиг, вносИмьп1 тем из дискг ретных фазовращателей (первым 6 или вторым 7), который связывает вход сумматора 8 СВЧ с вькодом канала с меньшей фазой выходного сигнала, изменяется на 90. В результате разность фаз суммируемых в сумматоре 8 СВЧ колебаний снижается и амплитуда выходного сигнала сумматора 8 СВЧ возрастает. Очевидно, что данная коммутация изменяет фазу выходного сигнала сумматора 8 СВЧ на 45°. Поэтому одновременно должно измениться состояние третьего дискретного фазовращателя 9,вносимый им фазовый сдвиг уменьшается на 45.

В том случае, когда величина UL( по модулю превьш1ает 90° , необходимо изменить на 90° фазовый сдвиг, вносимый тем дискретным фазовращателем, который связывает вход сумматора 8 СВЧ с выходом канала с большей фазой выходного сигнала. При этом для восстановления знака обратной связи контура автоподстройки фазы и для компенсации изменения фазового сдвига в одном из дискретных фазовращателей (первом 6 или втором 7), стоящих на входах сумматора 8 ,СБЧ„ необходимо изменить состояние третьего дискретного фазовращателя 9: вносимый им фазовый сдвиг должен составлять 225.

При увеличении модуля й(ц на величину, превышающую 135, первый 6 и второй 7 дискретные фазовращатели не вносят фазового сдвига, а третий дискретный фазовращатель 9 должен вносить сдвиг 270. Это обеспечивает инвертирование выходного сигнала сумматора 8 СВЧ и поддержание неизменным знака обратной связи.

Таким образом, первый 6 и второй 7 дискретные фазовращатели служат для уменьшения колебаний амплитуды сигнала на выходе сумматора 8 СВЧ. Третий дискретный фазовращатель 9 компенсирует фазовый сдвиг, вносимый первым 6 и вторым 7 фазовращателями, и поддерживает неизменный знак обратной связи контура авторегулирования фазы.

Выравнивание электрических длин линий передачи, подключенных к входам фазовых дискриминаторов 2, проводится при состояниях дискретных фазовращателей 6, 7 и 9, соответствующих режиму 0 г/лсД/- 45 .

При реализации дискретных фазовращателей 6, 7 и 9 в виде коммутирующих отрезков линий передачи длиной А п (п 0,1,,.. ) и ./4 для первого 6 и второго 7 дискретных фазовращателей и /8, Л/4 и Зй/8 для третьего дискретног о фазовращателя 9 можно положить, что подключение отрезка линии в дискретных фазовращателях 6, 7 и 9 происходит при подаче на со- ответствуюпшй вход устройства управления уровня напряжения логической единицы.

Описанный алгоритм управления дискретными фазовращателями 6, 7 и 9

жащее N каналов,каждый из которых состоит из последовательно соединенных управляемого фазовращателя, сигнальный вход которого является входом канала, фазового дискриминатора, канального сумматора, интегратора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фазовращателя, N-2 сумматоров СВЧ, блок управления лучом, выходы которого подключены к второму входу соответствующего канального сумматора, отличающееся тем, что, с целью 15 повышения точности фазирования при любых наклонах фазовогб фронта, в каждом канале, начиная с второго по (N-1)-й, первый и второй входы сумматора СВЧ соединены через введенные

сведен в таблицу.

Таким образом, в результате введе- 20первый и второй дискретные фаэовраца- ния дополнительных дискретных фаз о-тетти с выходами управляемых фазовра- вращателей 6, 7 и 9 при описанномщателей предыдущего и последующего . дополнительном фазировании входных иканалов соответственно, а выход сум- выходных сигналов сумматора 8 СВЧматера СВЧ через введенный третий сигнал на его выходе может уменьшить- 25дискретный фазовращатель подключен ся не более, чем на 3 дБ во всем диа-к второму входу фазового дискрими- пазоне изменения межканальных разнос-натора, первые входы фазовых диск- теЙ фаз Л(-рц, что повышает точностьриминаторов первого и N-ro каналов фазирования формируемых устройствомсоединены с выходами управляемых фазо30

сигналов при любых наклонах фазового фронта. Коды управления дискретными фазовращателями могут вырабатьшаться в блоке управления лучом. Формула изобретения

Устройство распределенного авто- фазирования антенной решетки, содер35

Вращателей второго и (N-l)-ro каналов соответственно, а управляю1цие входы первого, второго и третьего дискретных фазовращателей через шину управления соединены с дополнительными выходами блока управления лучом.

ОЧ//1Ч1„/ 45°

-45V4M H -90

90°

135° дс/„ 180

Q

жащее N каналов,каждый из которых состоит из последовательно соединенных управляемого фазовращателя, сигнальный вход которого является входом канала, фазового дискриминатора, канального сумматора, интегратора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого фазовращателя, N-2 сумматоров СВЧ, блок управления лучом, выходы которого подключены к второму входу соответствующего канального сумматора, отличающееся тем, что, с целью 5 повышения точности фазирования при любых наклонах фазовогб фронта, в каждом канале, начиная с второго по (N-1)-й, первый и второй входы сумматора СВЧ соединены через введенные

30

35

Вращателей второго и (N-l)-ro каналов соответственно, а управляю1цие входы первого, второго и третьего дискретных фазовращателей через шину управления соединены с дополнительными выходами блока управления лучом.