ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА


RU (11) 2108646 (13) C1

(51) 6 H01Q3/26 

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

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

(21) Заявка: 96103143/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.02.19 
(45) Опубликовано: 1998.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Сазанов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. - М.: Высшая школа, 1988, с. 409. US, патент, 5132694, кл. H 01 Q 3/22, 1992. US, патент, 5204686, кл. H 01 Q 3/02, 1993. 
(71) Заявитель(и): Военная академия связи 
(72) Автор(ы): Вихарев Е.В.; Максимов О.Н.; Постюшков В.П.; Рубан В.С. 
(73) Патентообладатель(и): Военная академия связи 

(54) ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА 

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 ... 1К (К = 2, 3, ...), выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами коммутатора информационных сигналов 2, выходы которого соединены с входами К возбудителей 31 ... 3К, выходы которых соединены с входами К управляемых разветвителей высокочастотных (ВЧ) сигналов 41 . . . 4К, выходы каждого из которых соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5, М выходов (М = 2, 3, ...) которого последовательно соединены с управляемыми фазовращателями 61 ... 6М, усилителями мощности 71 ... 7М и антенными элементами 81 ... 8М, блок управления 9, выходы которого соединены с входами управления блоков 11 ... 1К, 2, 41 ... 4К, 5, 61 ... 6К 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. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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...1К, каждый из которых имеет один информационный вход И1...ИК, q информационных выходов а1...аq (q=2, 3 ...) и q выходов управления s1...sq; коммутатора информационных сигналов 2, имеющего Кq информационных входов, К информационных входов b1...bК и qК2 входов управления f1. ..fq, К возбудителей 31...3К; К управляемых разветвителей ВЧ сигналов 41...4К, каждый из которых имеет один информационный вход с1...сК, n информационных выходов d1...dn (n=2, 3...) и n входов управления g1...gn; коммутатора ВЧ сигналов 5, имеющего Кn информационных входов, М информационных выходов е1...еМ и nМК входов управления h1...hn; М управляемых фазовращателей 61...6М, имеющим по p входов управления j1...jp (p=2, 3...); М усилителей мощности 71...7М; М антенных элементов 81...8М; блока управления 9 и приемника сигналов обратной связи 10.

Вход каждого управляемого разветвителя информационных сигналов 11...1К является информационных входом соответствующего направления связи. Выходы а1. . . аq каждого управляемого разветвителя информационных сигналов 11...1К соединены с соответствующими входами коммутатора информационных сигналов 2, выходы которого b1...bК соединены с К информационными входами возбудителей 31. ..3К. Выходы каждого их возбудителей 31...3К соединены с входами с1...сК управляемых разветвителей ВЧ сигналов 41...4К. Выходы d1...dn каждого управляемого разветвителя ВЧ сигналов 41...4К соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5, выходы которого е1...еМ соединены с М информационными входами управляемых фазовращателей 61...6М. Выходы r1...rМ каждого из управляемых фазовращателей 61...6М соединены с входами усилителей мощности 71...7М, выходы которых соединены с антенными элементами 81...8М. Входы управления s1. . . sq каждого из К управляемых разветвителей информационных сигналов 11. ..1К соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Входы управления f1...fq (по числу пар управляемых переключателей 2.1 - 2.2) коммутатора информационных сигналов 2 соединены с соответствующими входами блока управления 9. Входы управления g1...gn каждого из К управляемых разветвителей ВЧ сигналов соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Входы управления h1...hn (по числу пар управляемых переключателей 5.1 - 5.2) коммутатора ВЧ сигналов 5 соединены с соответствующими выходами блока управления 9. Выходы управления j1...jn каждого из М управляемых фазовращателей 61...6М 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...1.2q, балластные резисторы 1.31...1.3q.

Выход усилителя 1.1 одновременно подключен к соответствующим входам управляемых переключателей 1.21...1.2q. Первые выходы управляемых переключателей 1.21...1.2n являются выходами а1...аq данного разветвителя 1, а вторые входы управляемых переключателей 1.21...1.2n соединены с соответствующими балластными резисторами 1.31...1.3q. Выходы управления s1...sq управляемых переключателей 1.21. ..1.2q 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 ...1.2q 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 K3q информационных входов a1...aq...K1...Kq, K информационных выходов b1... bK, qK2 входных управляемых переключателей 2.111...2.1K.qK, qK2 выходных управляемых переключателей 2.211...2.2K.qK.

Каждый из информационных входов a1...Kq 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...bK.Входы управления f1...fq (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...4.3n, n управляемых переключателей 4.41...4.4n, n управляемых переключателей 4.51... 4.5n, n резисторов 4.61...4.6n, n трансформаторов 4.71...4.7n, дешифратор 4,8.

Выход управляемого усилителя 4.1 подключен к входу автотрансформатора 4.2, выходы которого соединены с соответствующими входами управляемых переключателей 4.31...4.3n. Выходы управляемых переключателей 4.31...4.3n подключены в параллель к входам управляемых переключателей 4.41...4.4n, выходы которых соединены с соответствующими выходами обмотками трансформаторов 4.71. . . 4.7n. Первичные обмотки трансформаторов 4.71...4.7n зашунтированы резисторами 4.61...4.6n. В контуры первичных обмоток трансформаторов 4.71... 4.7n последовательно включены управляемые переключатели 4.51...4.5n. При этом вход управляемого переключателя 4.51 соединен с выходом управляемого переключателя 4.5n, а соответствующие выходы управляемых переключателей 4.51...4.5n-1, начиная с первого, последовательно соединены с входом последующего. Входы управления управляемых переключателей 4.41...4.4n, 4.51...4.5n соединены с соответствующими выходами g1...gn 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. ..4.3n и параллельно с входами управления 1...n управляемого усилителя 4.1. В частном случае управляемые переключатели 4.31... 4.3n, 4.41. ..4.4n, 4.51, 4.5n 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...4.1.1n, n управляемых переключателей 4.1.21...4.1.2n, усилитель 4.1.3, резистор 4.1.4.

Вход усилителя 4.1 одновременно подключен к n резисторам 4.1.11...4.1.1n магазина сопротивлений, выходы которых соединены с соответствующими входами управляемых переключателей 4.1.21...4.1.2n. Выходы управляемых переключателей 4.1.21...4.1.2n одновременно подключены к входу усилителя 4.1.3 и резистору 4.1.4. Входы управления 1. ..n управляемых переключателей 4.1.21... 4.1.2n 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...4.8.1n, дешифратор 4.8.2.

Входы первого сумматора двоичных единиц A1 и B1 соединены с соответствующими выходами g1. . . gn блока управления 9, а входы A2, B2...An, Bn, P0заземлены. Выходы S1, S2...Sn, Pn первого сумматора двоичных единиц 4.8.11 соединены с соответствующими входами A1, A2...An, P0 второго сумматора двоичных единиц 4.8.12, а выходы второго со входами третьего, такая совокупность соединений осуществляется до 4.8.1n сумматора двоичных единиц. Выходы S1, S2. ..Sn, Pn сумматора двоичных единиц 4.8.1n подключены ко входам 0, 1,..., n дешифратора 4.8.2, выходы которого 1...n являются выходами данного блока. Входы B2...Bn сумматоров 4.8.11...4.8.1n 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...4.8.1n 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...3K, 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 ... 6.1p, каждая из которых зашунтирована соответствующим управляемым переключателем 6.21 ... 6.2p.

Входы управления j1 . . . jp управляемых переключателей 6.21 ... 6.2p 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 . .. 6.1p увеличивается в два раза по сравнению с предыдущей. Управляемые переключатели 6.21 . .. 6.2p 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...7m 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 ... 9.1q, блоков 11 ... 1L, ключи управления 9.21 ... 9.2q блока 2, ключи управления 9.31 ... 9.3n блоков 41 ... 4к, ключи управления 9.41 ... 9.4n блока 5, ключи управления 9.51 ... 9.5p блоков 61 ... 6M.

Выход источника постоянного напряжения подключен в параллель к входам ключей управления 9.11 . . . 9.1q, 9.21 ... 9.2q, 9.31 ... 9.3n, 9.41 ... 9.4n, 9.51 ... 9.5p. 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 1k. Разветвитель информационных сигналов 1k в соответствии с сигналами управления, поступающими с выходов блока управления 9 на соответствующие входы управления s1 ... sq, производит соединение И-го информационного сигнала по одному из своих выходов a1 ... aq 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 ... fq этого коммутатора с соответствующих выходов блока управления 9, соединяет один из выходов b1 ... bk 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 ... gn, производит соединение И-го высокочастотного сигнала по одному из своих выходов d1 ... dn с соответствующим входом коммутатора ВЧ 5. Коммутатор ВЧ сигналов 5 с помощью соответствующих сигналов управления, поступающих на входы управления h1 ... hn этого коммутатора с соответствующих выходов блока управления 9, соединяет один из входов d1 ... dn 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 1k. Разветвитель информационных сигналов 1k в соответствии с сигналами управления, поступающими с выходов блока управления 9 на соответствующие входы управления s1 ... sq, производит соединение И-го информационного сигнала по одному из своих выходов a1 ... aq с соответствующим входом коммутатора информационных сигналов 2. Коммутатор информационных сигналов управления, поступающих на входы управления f1 ... fq этого коммутатора с соответствующих выходов блока управления 9, соединяет один из входов a1 ... aq 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 ... gn одного из управляемых разветвителей ВЧ сигналов 41 ... 4k, осуществляется разветвление ВЧ сигнала на n = m выходов d1 ... dn, которые соединены с соответствующими входами коммутатора ВЧ сигналов 5. Согласно командам управления, поступающим с блока управления 9 на входы управления h1 ... hn 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 ... jp управляемых фазовращателей 61 ... 6m, устанавливаются такие значения фазовых сдвигов управляемых фазовращателей 61 ... 6m, которые обеспечивают формирование диаграммы направленности с максимумом в сторону корреспондента. Высокочастотные сигналы с выходов управляемых фазовращателей 61 ... 6m поступают на соответствующие входы усилителей мощности 71 ... 7m. Усиленные ВЧ сигналы с выходов УМ 71 ... 7m подаются на антенные элементы 81 ... 8m 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 1k 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...sq управляемого разветвителя информационных сигналов 1k 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. . . fq 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. . .gn 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... hn коммутатора ВЧ сигналов 5, происходит соединение m k входов коммутатора ВЧ сигналов с входами m k управляемых фазовращателей (61. .. 6m)k. Высокочастотные сигналы с выходов управляемых фазовращателей (61. .. 6)m k поступают на соответствующие входы усилителей мощности (71. . . 7m)k. Усиленные ВЧ сигналы с выходов усилителей мощности (71. . . 7m)k подаются на антенные элементы (81... 8m)k. По командам блока управления 9, поступающим на соответствующие входы управления j1... jp управляемых фазовращателей (61... 6m)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 1k 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...sq управляемого разветвителя информационных сигналов 1k, 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... fq 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... 4k. 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. ..gn 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... hn 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... jp 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. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.




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