Способ развертывания фазированной антенной решетки

Способ развертывания фазированной антенной решетки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для оперативного развертывания фазированной антенной решетки.

Известны способы [1-7] применения и управления для роя беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), обеспечивающие заданное взаимное расположении БПЛА в рое, заданное положение БПЛА в пространстве, заданное положение роя в пространстве. Данные способы не применяются для оперативного развертывания антенн.

Известны способы [8-11] развертывания антенн. Однако они неприменимы для развертывания фазированной антенной решетки и предназначены для развертывания антенн других видов.

Известны способы [12, 13] размещения элементов (излучателей) на апертуре фазированной антенной решетки. При реализации данных способов для обеспечения заданной диаграммы направленности и поддержания ее стабильности требуется, чтобы сама антенна была жесткой и имела жесткую опору для поддержания излучателей на плоскости с заданными допусками. Как следствие, антенна имеет большую массу, а для разворачивания антенны и удержания обеспечения ее жесткости при разворачивании требуются сложные и дорогостоящие механизмы. Большая масса антенны существенно осложняет задачу ее укладки и развертывания. Элементы фазированной антенной решетки требуют сложного набора соединений между основной шиной и антенными элементами. Соединительные фидеры необходимы для обеспечения питания, управления, контроля и распределения высокочастотных сигналов на передачу и прием. Требуются сложные устройства для выполнения соединений, чтобы сформировать диаграмму направленности оперативно разворачиваемой антенной решетки. Все это увеличивает массу, сложность и стоимость разворачиваемой антенной решетки.

Эти недостатки частично устранены техническим решением, которое является наиболее близким к заявляемому. Это способ [14], заключающийся в том, что на антенной панели размещают блоки автономного питания, приемо-передающие блоки и элементы фазированной антенной решетки, соединяют блоки на антенной панели с центральной станцией каналами связи, рабочие сигналы между центральной станцией и приемо-передающими блоками передают по каналам связи на опорной частоте, отличной от рабочей частоты фазированной антенной решетки, между приемо-передающим блоком и элементами фазированной антенной решетки рабочие сигналы передают на несущей частоте, равной рабочей частоте фазированной антенной решетки, а в приемо-передающем блоке выполняют перенос рабочих сигналов с опорной частоты на рабочую частоту фазированной антенной решетки и обратно, при этом рабочие сигналы на опорной частоте и сигналы управления между центральной станцией и блоками на антенной панели передаются по разным каналам связи.

Возможности изменения положения антенной панели, взаимного расположения элементов фазированной антенной решетки и их положения в пространстве ограничены, что ограничивает возможности оперативного развертывания фазированной антенной решетки, изменений диаграммы направленности и, как следствие, область применения способа.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу развертывания фазированной антенной решетки в некотором пространстве размещают блоки автономного питания, приемо-передающие блоки и элементы фазированной антенной решетки, соединяют отдельные блоки и элементы с центральной станцией каналами связи, по которым передают рабочие сигналы и сигналы управления, причем рабочие сигналы и сигналы управления передают по разным каналам связи, при этом формируют рой беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), по одному блоку автономного питания и одному приемо-передающему блоку размещают на одном БПЛА, на котором закрепляют элемент фазированной антенной решетки, соединяют блоки и элементы на БПЛА с центральной станцией и между собой каналами связи, по каналам связи управляют роем БПЛА, размещают БПЛА и ориентируют их в пространстве так, чтобы обеспечить заданную диаграмму направленности, при этом для управления БПЛА и фазированной антенной решеткой используют каналы радиосвязи, а для передачи рабочих сигналов либо каналы радиосвязи, либо каналы связи по отдельным кабелям, которыми в этом случае элементы фазированной антенной решетки на каждом БПЛА соединяют с центральной станцией.

На чертеже (Фиг. 1) представлен вариант структурной схемы устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство включает рой БПЛА 1, который содержит БПЛА с автономным блоком питания и приемо-передающим блоком 2 и закрепленным на нем элементом фазированной антенной решетки 3, центральную станцию 4, каналы радиосвязи 5 и каналы связи по отдельным кабелям 6. БПЛА с автономным блоком питания и приемо-передающим блоком 2 и закрепленным на нем элементом фазированной антенной решетки 3 образуют рой БПЛА 1 и соединены между собой и с центральной станцией 4 через каналы радиосвязи 5. Элементы фазированной антенной решетки 3 через каналы связи по отдельным кабелям 6 соединены с центральной станцией 4.

Устройство работает следующим образом.

Под управлением с центральной станции 4 через каналы радиосвязи 5 рой БПЛА 1 размещается в пространстве с заданными взаимным положением и ориентацией каждого из БПЛА с автономным блоком питания и приемо-передающим блоком 2 и закрепленным на нем элементом фазированной антенной решетки 3 такими, чтобы расположение и ориентация элементов фазированной антенной решетки обеспечивали заданные диаграммы направленности. Через каналы связи по отдельным кабелям 6 на рабочей частоте фазированной антенной решетки с изменяющимися во времени по заданному алгоритму мощностью и фазой рабочие сигналы передаются на элементы фазированной решетки. При необходимости местоположение и ориентация в пространстве каждого из БПЛА с автономным блоком питания и приемо-передающим блоком 2 и закрепленным на нем элементом фазированной антенной решетки 3 корректируются при передаче сигналов управления от центральной станции 4 через каналы радиосвязи 5.

В отличие от известного способа, которым является прототип, в заявляемом способе размещение элементов антенной решетки в пространстве, их взаимное расположение и ориентация в пространстве ограничены значительно меньше, а пределы, в которых можно корректировать эти параметры, существенно больше, что увеличивает возможности оперативного развертывания фазированной антенной решетки, изменений ее диаграммы направленности и, как следствие, обеспечивает расширение области применения способа по сравнению с прототипом.

ЛИТЕРАТУРА

1. RU 2008/140595

2. RU 2457531

3. US 2014/249693

4. US 4997144

5. US 5340056

6. US 5521817

7. US 9104201

8. RU 2336610

9. RU 2084994

10. RU 2586007

11. RU 2586012

12. RU 2349997

13. RU 2502162

14. RU 2367068.

Способ развертывания фазированной антенной решетки, заключающийся в том, что в некотором пространстве размещают блоки автономного питания, приемо-передающие блоки и элементы фазированной антенной решетки, соединяют отдельные блоки и элементы с центральной станцией каналами связи, по которым передают рабочие сигналы и сигналы управления, причем рабочие сигналы и сигналы управления передают по разным каналам связи, отличающийся тем, что формируют рой беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), по одному блоку автономного питания и одному приемо-передающему блоку размещают на одном БПЛА, на котором закрепляют элемент фазированной антенной решетки, соединяют блоки и элементы на БПЛА с центральной станцией и между собой каналами связи, по каналам связи управляют роем БПЛА, размещают БПЛА и ориентируют их в пространстве так, чтобы обеспечить заданную диаграмму направленности, при этом для управления БПЛА и фазированной антенной решеткой используют каналы радиосвязи, а для передачи рабочих сигналов - либо каналы радиосвязи, либо каналы связи по отдельным кабелям, которыми в этом случае элементы фазированной антенной решетки на каждом БПЛА соединяют с центральной станцией.