СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ФОРМИРОВАНИЯ НУЛЕЙ В СУММАРНОЙ И РАЗНОСТНОЙ ДИАГРАММАХ НАПРАВЛЕННОСТИ МОНОИМПУЛЬСНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК

СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ФОРМИРОВАНИЯ НУЛЕЙ В СУММАРНОЙ И РАЗНОСТНОЙ ДИАГРАММАХ НАПРАВЛЕННОСТИ МОНОИМПУЛЬСНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК


RU (11) 2106728 (13) C1

(51) 6 H01Q3/26 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96122349/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.11.22 
(45) Опубликовано: 1998.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: А.С. Попов, А.С.Кузнецов, В.М.Баранов Особенности формирования нулей в диаграммах направленности моноимпульсных антенных решеток, Зарубежная радиоэлектроника, 1994, N 11/12. 
(71) Заявитель(и): Мануилов Борис Дмитриевич 
(72) Автор(ы): Мануилов Б.Д.; Пугачев В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Мануилов Борис Дмитриевич 

(54) СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ФОРМИРОВАНИЯ НУЛЕЙ В СУММАРНОЙ И РАЗНОСТНОЙ ДИАГРАММАХ НАПРАВЛЕННОСТИ МОНОИМПУЛЬСНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТОК 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для решения задачи формирования нулей в диаграммах направленности моноимпульсных фазированных антенных решеток. Способ основан на взвешивании сигналов, принятых каждым излучателем, их разделении на два канала, суммировании сигналов, полученных с одноименных выходов делителей с соответственно прогрессивным нарастающим и убывающим фазовым сдвигом, обеспечивающим отклонение каждого луча по обобщенной координате на U , где U - расстояние максимумов лучей до равносигнального направления, и последующем образовании суммарной и разностной диаграмм направленности. Весовые коэффиценты сигналов, принятых каждым излучателем, выбирают равными алгебраической сумме весовых коэффициентов, обеспечивающих формирование основной диаграммы направленности с максимумом, ориентированным в направлении Uo по обобщенной координате, и двух диаграмм направленности, компенсирующих помеху, действующую с направления Uп по обобщенной координате, максимумы которых ориентированы соответственно в направлениях (UП+U) и (UП-U). 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для решения задачи формирования нулей в диаграммах направленности (ДН) моноимпульсных фазированных антенных решеток (ФАР).

Известен способ совместного формирования нулей в ДН суммарного и разностного каналов моноимпульсных ФАР.

Существо известного способа заключается во взвешивании сигналов, принятых каждым излучателем, их разделении на два канала, суммировании сигналов, полученных с одноименных выходов делителей с соответственно прогрессивным нарастающим и убывающим фазовым сдвигом, обеспечивающим отклонение каждого луча по обобщенной координате на U, где U - расстояние максимумов лучей до равносигнального направления, и последующем образовании суммарной и разностной диаграмм направленности. Недостатком известного способа является сложная процедура определения комплексных весовых коэффициентов, связанная с необходимость решения недоопределенной системы линейных алгебраических уравнений, число которых равно удвоенному числу помех (2M), а число неизвестных N - числу излучателей, причем обычно M << N.

Предлагаемый способ направлен на устранение данного недостатка. Структурная схема устройства, функционирующего по предлагаемому способу, представлена на фиг. 1. Фиг. 2 и фиг. 3 поясняют механизм формирования нулей в исходной ДН. На фиг. 4 представлены лучи моноимпульсной группы с нулями в направлении помехи.

Рассмотрим существо предлагаемого способа. Как и в прототипе, сигналы, принятые каждым излучателем, взвешивают, разделяют на два канала, суммируют сигналы, полученные с одноименных выходов делителей, с соответственно прогрессивным нарастающим и убывающим фазовым сдвигом, обеспечивающим отклонение каждого луча по обобщенной координате на U , где U - расстояние лучей до равносигнального направления, после чего образуют суммарную и разностную диаграммы направленности. Однако в отличие от прототипа весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым излучателем, выбирают равными алгебраической сумме весовых коэффициентов, обеспечивающих формирование основной диаграммы направленности с максимумом, ориентированным в направлении Uо по обобщенной координате, и двух диаграмм направленности, компенсирующих помеху, действующую с направления Uп по обобщенной координате, максимумы которых ориентированы соответственно в направлениях (Uп+U) и (Uп-U). Результирующая диаграмма, сформированная в результате суммирования исходной и двух компенсирующих диаграмм направленности, имеет нули в направлениях (Uп+U) и (Uп-U). В результате разделения сигналов, принятых каждым излучателем, на два канала и суммирования сигналов, полученных с одноименных выходов делителей, с соответственно прогрессивным нарастающим и убывающим фазовым сдвигом, из результирующей диаграммы направленности образуют два луча моноимпульсной группы, в каждом из которых оказывается сформированным нуль в направлении на помеху. А это означает, что нули в направлении на помеху сформулируются как в суммарной, так в разностной диаграммах.

Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что заявленный способ отличается тем, что изменены условия выполнения операции взвешивания: весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым излучателем, выбирают равными алгебраической сумме весовых коэффициентов, обеспечивающих формирование основной диаграммы направленности с максимумом, ориентированным в направлении Uо по обобщенной координате, и двух диаграмм направленности, компенсирующих помеху, действующую с направления Uп по обобщенной координате, максимумы которых ориентированы соответственно в направлениях (Uп+U) и (Uп-U).

Рассмотрим предлагаемый способ на примере одной помехи.

Первый и второй лучи моноимпульсной группы могут быть представлены с помощью функций Котельникова. Здесь через U обозначена обобщенная угловая координата



где

N и x0 - число излучателей и шаг решетки,

- длина волны,

- угол, отсчитываемый от нормали к раскрыву.



Вначале формируют исходную ДН с максимумом в направлении Uo (по обобщенной координате)



затем регистрируют уровни исходной диаграммы направленности в направлениях, отстоящих от направления на помеху Uп в обе стороны на U, .

F(Uп+U) = R(Uп+U-Uo), (3)

F(Uп-U) = R(Uп-U-Uo), (4)

создают две дополнительные компенсирующие диаграммы направленности, максимумы которых ориентируют в направлениях (Uп+U) и (Uп-U) (см. фиг. 2, 3). В формулах (2) - (4) приняты следующие обозначения:



где

o - угол ориентации равносигнального направления,

п - угловая координата помехи,

- угол смещения максимумов лучей относительно равносигнального направления.

F(U) = R(U-Uo)+H1R(U-Uп-U)+H2R(U-Uп+U), (5)

а веса компенсирующих диаграмм находят из выражений:





Выражения (6) и (7) вытекают из системы двух линейных алгебраических уравнений, следующей из (5) при подстановках U = Uп+U и U = Uп-U :



после чего из полученной таким образом диаграммы направленности формируют два луча, смещенных соответственно на U (см. фиг. 4):





из которых образуют суммарную и разностную диаграммы направленности.

Так как каждый луч моноимпульсной решетки имеет нули в направлении на помеху, в этом направлении нули сформируются как в суммарной, так и в разностной диаграммах. Весовой коэффициент в излучателе с номером n (1nN) находят по формуле



В (11) приняты обозначения







Принятая в (11) запись номеров излучателей, как известно, обеспечивает привязку фазы центрального излучателя к нулю.

Аналогичным образом могут быть сформированы решеткой M нулей, причем M(N/2-1), где M - количество помех.

При этом для нахождения весов компенсирующих диаграмм придется решать систему линейных алгебраических уравнений, матрица которой является квадратной и имеет порядок 2M.

Работа устройства, функционирующего по предложенному способу, может быть проиллюстрирована с помощью фиг. 1. Принятые каждым излучателем 1 сигналы взвешиваются с помощью устройств комплексного взвешивания 2 и поступают на входы делителей 3 на два направления. Сигналы с одноименных выходов делителей поступают на входы сумматоров 4 и 5 соответственно через фиксированные фазовращатели 6. При этом на входах сумматора 4 обеспечивается прогрессивный нарастающий, а на входах сумматора 5 - убывающий фазовый сдвиг. В результате на выходах сумматоров 4 и 5 формируются лучи моноимпульсной группы. Если весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым излучателем, выбрать в соответствии с выражением (11), а фиксированные фазовращатели 6 исключить, то на выходах сумматоров 4 и 5 будут сформированы одинаковые диаграммы направленности (фиг. 3), максимумы которых ориентированы в направлении обобщенной координаты Uо, а нули - в направлениях (Uп+U) и (Uп-U).

Наличие фазовращателей 6 приводит к смещению лучей, сформированных сумматорами 4 и 5, по обобщенной координате соответственно на U (фиг. 4). При этом нули в лучах F1(U) и F2(U) моноимпульсной группы, как это следует из выражений (9) и (10), будут сформированы в следующих направлениях: в первом - (Uп+2U) и Uп, а во втором - Uп и (Uп-2U). С выходов сумматоров 4 и 5 сигналы, соответствующие лучам моноимпульсной группы, поступают на входы суммарно-разностного преобразователя 7 (например, двойного T-моста), на выходах 8 и 9 которого формируются суммарная F(U) и разностная F(U) диаграммы направленности соответственно. Поскольку в каждом из лучей моноимпульсной группы имеется нуль в направлении Uп, то нули в этом направлении сформируются как в суммарной, так и в разностной диаграммах направленности.

Таким образом, предложенный способ формирования нулей позволяет упростить процедуру определения весовых коэффициентов в излучателях моноимпульсных ФАР, обеспечивающих совместное формирование нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности, сводя ее к вычислению по известным значениям Uо, Uп и U весов компенсирующих диаграмм H1 и H2 с помощью формул (6) и (7), после чего весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым излучателем, определяют с помощью выражения (11). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ совместного формирования нулей в суммарной и разностной диаграммах направленности моноимпульсных антенных решеток, основанный на взвешивании сигналов, принятых каждым излучателем, их разделении на два канала, суммировании сигналов, полученных с одноименных выходов делителей с соответственно прогрессивным нарастающим и убывающим фазовым сдвигом, обеспечивающим отклонение каждого луча по обобщенной координате на U , где U - расстояние максимумов лучей до равносигнального направления, и последующем образовании суммарной и разностной диаграмм направленности, отличающийся тем, что весовые коэффициенты сигналов, принятых каждым излучателем, выбирают равными алгебраической сумме весовых кожффициентов, обеспечивающих формирование основной диаграммы направленности с максимумом, ориентированным в направлении U0 по обобщеной координате, и двух диаграмм направленности, компенсирующих помеху, действующую с направления Uп по обобщенной координате, максимумы которых ориентированы соответственно в направлениях (Uп+U) и (Uп-U) .




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru