Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

77-30569/248250 Моноимпульсный облучатель для приёмо-передающей системы с четырёхканальным цифровым приёмником

# 01, январь 2012
Файл статьи: Русов_P.pdf (523.03Кб)
авторы: Русов Ю. С., Голубцов М. Е., Овечкин В. С.

УДК 621.396.677.73

НИИ Радиоэлектронной техники МГТУ им. Н.Э. Баумана

rusov.yu.s@gmail.com

niiretsec62@mail.ru

ovechkin.v.s@gmail.com

Введение

В радиолокации широко применяются моноимпульсные антенные системы. Для формирования суммарной и разностных диаграмм направленности в таких системах используются моноимпульсные облучатели (МИО). Наиболее простым и в то же время эффективным является четырёхрупорный облучатель [1, 2]. Классические схемы построения таких облучателей содержат суммарно-разностные узлы возбуждения на основе двойных волноводных тройников. Недостатком таких облучателей является большая длина волноводных трактов, что приводит к значительной величине вносимого ослабления и в результате к ухудшению отношения сигнал/шум на входе приёмного модуля. Кроме того, технологические погрешности при изготовлении облучателя приводят к неидентичности каналов и ухудшению формы разностных диаграмм направленности облучателя. С целью устранения указанных недостатков необходимо уменьшать потери в волноводных трактах облучателя и устранить влияние неидентичности его каналов. Одним из путей решения является применение приёмной системы с цифровым формированием диаграмм направленности.

Основная часть

На рис. 1 приведена схема построения моноимпульсной системы с цифровым формированием приёмных диаграмм направленности. Раскрыв МИО 1 содержит четыре идентичных рупора. С целью обеспечения работы на волнах с круговой поляризацией поля к выходу каждого из рупоров подключен поляризатор. Приёмный и передающий волноводные тракты разделены с помощью четырёх селекторов поляризации. В передающем тракте облучателя, содержащем три двойных волноводных тройника, производится деление энергии передатчика на четыре канала излучателей синфазно и равноамплитудно, что обеспечивает формирование суммарной диаграммы направленности в режиме передачи. В отличие от известных конструкций [3, 4] приёмный тракт облучателя не содержит суммарно-разностных узлов возбуждения.

В режиме приёма сигналы, принятые четырьмя излучателями, поступают в приёмный модуль 2, который содержит четыре одинаковых канала. В них происходит усиление СВЧ сигнала, его фильтрация и перенос на промежуточную частоту.

Четыре выхода приёмного модуля 2 соединены с четырьмя входами модуля цифрового формирования и обработки сигналов 3. В данном модуле сигнал на промежуточной частоте оцифровывается. Здесь происходит формирование приёмных диаграмм направленности антенны и дальнейшая обработка. Также в этом модуле формируется сигнал передатчика на промежуточной частоте.

Рис. 1. Схема моноимпульсной системы

В передающем модуле 4 происходит формирование опорного сигнала для модуля цифрового формирования и обработки сигналов 3 и сигнала гетеродина для приемного модуля 2, перенос на СВЧ и усиление сигнала передатчика, который подается на передающий вход моноимпульсного облучателя 1. Также в модуле 4 формируется сигнал калибровки, который поступает на отдельный облучатель, располагаемый перед раскрывом МИО. Эталонный сигнал калибровки принимается четырьмя рупорами МИО и проходит по четырём приёмным каналам в модуль цифрового формирования и обработки сигналов 3, где по изменениям параметров сигнала в четырёх каналах определяются их различия и вычисляются поправочные коэффициенты.

Использование калибровки каналов приёмной системы позволяет снизить требования к идентичности четырёх приёмных каналов облучателя и снизить технические допуски при его изготовлении. Это позволяет существенно упростить изготовление и снизить стоимость облучателя. Кроме того, приёмный СВЧ тракт в такой конструкции содержит значительно меньшее количество элементов по сравнению с классической схемой МИО, что позволяет минимизировать вносимое облучателем ослабление.

Конструкция моноимпульсного облучателя [5] выполнена подобно известным устройствам [3, 4] и содержит узлы с высокой степенью интеграции элементов волноводных трактов. Отдельные узлы облучателя показаны на рис. 2. Фотография предлагаемого МИО, реализованного в Ka-диапазоне волн, представлена на рис. 3.

Рис. 2. Примеры выполнения узлов моноимпульсного облучателя

 

Рис. 3. Моноимпульсный облучатель Ка-диапазона волн

При таком выполнении МИО поперечные габариты устройства ограничены размерами раскрывов его рупоров. Облучатель предназначен для применения в двухзеркальной антенне, поэтому имеет достаточно узкую суммарную диаграмму направленности шириной 10° по уровню минус 10 дБ. Это достигается выбором расстояния между осями рупоров, равного 4,5λ0, где λ0 – длина волны на центральной частоте рабочего диапазона. Экспериментальная суммарная диаграмма направленности МИО приведена на рис. 4.

Рис. 4. Суммарная диаграмма направленности облучателя

На рис. 5 приведена фотография моноимпульсного облучателя, соединённого с волноводным трактом четырехканального приёмного модуля и волноводом передающего тракта.

Рис. 5. Моноимпульсный облучатель в составе приёмо-передающей системы

Изготовленный облучатель имеет следующие характеристики. Развязка передающего и приёмных каналов изготовленного образца составляет не менее 30 дБ в 5 % рабочем диапазоне частот. Коэффициент стоячей волны по напряжению на передающем входе и приёмных выходах облучателя в рабочем диапазоне частот не превышает значения 1,3.

Заключение

Предлагаемая схема построения приёмо-передающей системы позволяет упростить и удешевить конструкцию моноимпульсного облучателя, а также реализовать калибровку приёмных каналов и снизить потери в СВЧ трактах приёмных каналов, что позволяет улучшить отношение сигнал/шум на входе приёмного модуля.

Список литературы

1.    Сколник М. Справочник по радиолокации / Пер. с англ. под ред. К.Н. Трофимова. Т.4. М.: Сов. Радио, 1978. 376 c.

2.    Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. М.: Радио и связь, 1984. 312 с.

3.    Русов Ю.С., Крехтунов В.М. Моноимпульсный облучатель для кругополяризованных волн // 16-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь, 2006. С. 473-474.

4.    Моноимпульсная антенна: Пат. 2370863 РФ. / В.И. Образумов, В.М. Крехтунов, О.Ю. Шевцов, Ю.С. Русов, М.Е. Голубцов. Заявл. 04.08.2008; опубл. 20.10.2009. Бюлл. №29.

5.    Моноимпульсный облучатель для системы с цифровым формированием приёмных диаграмм направленности / Ю.С. Русов, М.Е. Голубцов, И.В. Крючков, В.С. Овечкин // 21-я Междунар. Крымская конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь, 2011. С. 531-532.


Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2023 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)