电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统的制作方法

专利名称:电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电子对抗射频仿真【技术领域】，公开一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，所述的设备由连接射频信号的若干馈电控制电路与功率合成器输入端相连，功率合成器输出端第一部分的若干通道通过馈线与极化控制电路输入端相连；功率合成器输出端第二部分的若干通道通过末级放大控制电路通道对应的与极化控制电路输入端相连；极化控制电路输出端与三元组射频仿真天线阵列相连；本实用新型中采用高、低输出功率天线单元间隔布置的方法，解决了仿真系统既能满足接收射频信号能力强的大口径天线设备，又能兼顾接收射频信号能力弱的小口径天线设备对射频仿真的试验。具有可靠性高，系统工作配置与转换灵活的特性。其结构简单，成本低。
【专利说明】电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电子对抗射频仿真【技术领域】，尤其涉及射频仿真天线阵列实现中 的一种电子对抗射频仿真天线阵列设备，适用于通用型的电子对抗射频仿真试验系统。

【背景技术】
[0002] 目前，H元组天线：仿真系统模拟的目标信号是天线阵列相邻的H个单元福射的 合成得到的信号，此H个单元一般按等边H角形排列，构成一个天线子阵列，即为H元组天 线。
[0003] 射频仿真天线阵列；用于发射射频仿真试验中的雷达回波信号、干扰信号、杂波等 电磁信号的一组天线，W模拟目标或干扰等信号与接收信号的被试设备在空间上的相对运 动；
[0004] 馈电控制：选通福射射频信号天线组的馈电通道，并控制组天线各路福射信号的 幅度的大小和输出相位，W达到模拟射频信号传播方向的目的。
[0005] 射频仿真天线阵列的布置及馈电控制方案，决定了承担试验任务的射频仿真试验 系统所能模拟的空域范围与角模拟精度、系统对射频信号的接收处理能力W及系统所能适 应的设备天线口径。不同的被试设备对福射式仿真试验系统天线阵列的输出功率需求不一 致，对天线阵列合成信号角模拟精度的要求也不一致。当被试设备天线口径较大时，天线的 波束宽度窄，天线阵列需要使用较小的H元组天线张角，W满足设备对仿真角模拟精度的 要求，而为保证足够大的模拟试验空域，需要通用型射频仿真试验系统具备规模大、阵元多 的大型天线阵列。当被试设备天线口径较小时，天线波束较宽，可W使用较大H元组天线张 角即可满足被试设备的角模拟精度需求，但由于天线增益小，其接收弱信号的能力相对较 弱，试验时需要的信号功率相比大口径天线设备的需求要高约H、四十分贝，因此需要天线 阵合成信号具有较大的输出功率，W满足小口径天线被试设备的试验需求。。通用型电子对 抗射频仿真试验系统需要满足不同试验环境、试验方法下不同种类电子设备的试验需求， 因此，其仿真天线阵列及馈电控制系统通常规模鹿大，代价高昂。
[0006] 目前在建和常用的射频仿真试验系统，主要用于某一类电子设备巧日雷达）的仿真 试验，其适应的设备范围有限，若需系统支持不同类型设备的仿真试验，则需要花费较大的 代价对仿真系统进行适应性改造。
[0007] 现有的天线阵列与馈电控制系统一般由H元组射频仿真天线阵列、馈电控制电 路、实时控制电路、末级功率放大与极化控制电路等组成，其组成及如图1所示。
[0008] 各部分的组成及功能参见第4节本发明技术方案中设计与实现部分的介绍。为满 足试验中不同设备天线对输出功率的要求，所有的末级输出都使用了射频功率放大器，投 资较大。


【发明内容】

[0009] 为降低福射式仿真试验系统的建设成本，本实用新型提供一种电子对抗射频仿真 天线阵列设备，该天线阵列设备与馈电控制方案，在射频仿真试验系统不减少试验环境的 基础上，使仿真试验系统既能满足大天线口径设备对角模拟精度的要求，又能满足小口径 天线设备对功率的要求，同时兼顾系统建设的经济性要求。
[0010] 为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0011] 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，包括：H元组射频仿真天线阵 列、馈电控制电路、实时控制电路、功率合成器、极化控制电路、末级放大控制电路。
[0012] 所述连接射频信号的若干馈电控制电路与功率合成器输入端相连，所述功率合成 器输出端第一部分的若干通道通过馈线与极化控制电路相连；所述功率合成器输出端第二 部分的若干通道通过对应的末级放大控制电路通道与极化控制电路输入端相连；极化控制 电路输出端与H元组射频仿真天线阵列相连。
[0013] 所述连接实时同步控制信号的实时控制电路设置的第一路输出端与连接射频信 号的若干馈电控制电路的控制端相连，设置的第二路输出端与末级放大控制电路的控制端 相连；设置的第二路输出端与极化控制电路的控制端相连。
[0014] 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，所述末级放大控制电路包括： 功率放大器、衰减器和控制电路，所述功率放大器与衰减器相连构成通道补偿电路，每个通 道补偿电路的输入端与功率合成器输出的通道相连，每个通道补偿电路的输出端与极化控 制电路相连；连接实时控制电路的控制电路输出端的每路分别与每个通道补偿电路的衰减 器控制端相连。
[0015] 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，所述控制电路由集成电路 DS90LV通过集成电路EP2C35F484与集成电路74FCT相连组成，集成电路DS90LV的输入端 与实时控制电路相连，集成电路74FCT输出端的每路分别与对应的程控衰减器相连。
[0016] 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，所述H元组射频仿真天线阵列 为在球面2上分布连接补偿通道的第一天线3和连接馈线通道的第二天线4组成的等边H 角形天线阵列，且连接补偿通道的第一天线3与连接馈线通道的第二天线4相隔排列组成 相隔的天线排，相隔的天线排与连接馈线通道的第二天线4排列组成的天线排交错排列。
[0017] 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，所述等边H角形天线为适用于 大天线口径的H元天线组，由一个使用末级放大电路的天线单元与相邻的两个未使用末级 放大电路的天线单元组成。
[0018] 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，所述等边H角形天线为适用于 小口径天线的H元组天线，由H个使用末级放大电路的相邻天线单元组成。
[0019] 由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：
[0020] 本实用新型技术方案中每个天线前端都使用末级功放，使系统投资要提高约10% 社。
[0021] (1)本实用新型中采用高、低输出功率天线单元间隔布置的方法，该发明解决了仿 真系统即要满足接收射频信号能力强的大口径天线设备的射频仿真试验精度要求，又要兼 顾接收射频信号能力弱的小口径天线设备的射频仿真试验的大功率的需求。
[0022] (2)本实用新型的技术方案用于构建或改造天线阵列及馈电控制系统，具有投资 成本低，系统工作配置与转换灵活的特性。其结构简单，可靠性高，制造成本低。

【附图说明】

[0023] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0024] 图1是现有天线阵列及馈电控制方案组成框图；
[0025] 图2是本发明天线阵列及馈电控制方案组成框图；
[0026] 图3是天线阵列布置示意图；
[0027] 图4是天线阵列单元排列示意图；
[0028] 图5是H元组天线排列示意图；
[0029] 图6是末级放大与控制电路组成框图。
[0030] 图中：1、为球也〇,2、球面，3、使用微波功率放大器的天线单元，4、未使用微波功 率放大器的天线单元。

【具体实施方式】
[0031] 如图1、2、3、4、5、6所示，一种电子对抗射频仿真天线阵列设备，包括；H元组射频 仿真天线阵列、馈电控制电路、实时控制电路、功率合成器、极化控制电路、末级放大控制电 路，其组成如图2所示。本方案中，在功率合成器后面，部分通道使用了功率放大器、衰减器 和控制电路，如图2中的②所示，部分通道使用馈线直接将信号送到极化控制电路，如图2 中的①所示。
[0032] 所述连接射频信号的若干馈电控制电路与功率合成器输入端相连，所述功率合成 器输出端第一部分的若干通道通过馈线与极化控制电路相连；所述功率合成器输出端第二 部分的若干通道通过对应的末级放大控制电路通道与极化控制电路输入端相连；极化控制 电路输出端与H元组射频仿真天线阵列相连；
[0033] 所述连接实时同步控制信号的实时控制电路设置的第一路输出端与连接射频信 号的若干馈电控制电路的控制端相连，设置的第二路输出端与末级放大控制电路的控制端 相连；设置的第二路输出端与极化控制电路的控制端相连。
[0034] 该电子对抗射频仿真天线阵列设备所述的末级放大控制电路包括；功率放大器、 衰减器和控制电路，所述功率放大器与衰减器相连构成通道补偿电路，每个通道补偿电路 的输入端与功率合成器输出的通道相连，每个通道补偿电路的输出端与极化控制电路相 连；连接实时控制电路的控制电路输出端的每路分别与每个通道补偿电路的衰减器控制端 相连。
[00巧]所述控制电路由集成电路DS90LV通过集成电路EP2C35F484与集成电路74FCT相 连组成，集成电路DS90LV的输入端与实时控制电路相连，集成电路74FCT输出端的每路分 别与对应的程控衰减器相连。
[0036] 该电子对抗射频仿真天线阵列设备所述的H元组射频仿真天线阵列为在球面2 上分布连接补偿通道的第一天线3和连接馈线通道的第二天线4组成的等边H角形天线阵 列，且连接补偿通道的第一天线3与连接馈线通道的第二天线4相隔排列组成相隔的天线 排，相隔的天线排与连接馈线通道的第二天线4排列组成的天线排交错排列。
[0037] 所述等边H角形天线为适用于大天线口径的H元天线组，由一个使用末级放大电 路的天线单元与相邻的两个未使用末级放大电路的天线单元组成。
[0038] 所述等边H角形天线为适用于小口径天线的H元组天线，由H个使用末级放大电 路的相邻天线单元组成。
[0039] -种电子对抗射频仿真天线阵列设备的天线阵列布局
[0040] 1)天线阵列采用球面阵布局，每个天线单元布置在一个球面2上，0为球也1，试 验设备的天线旋转中也放置于球也1位置，如图3所示。
[0041] 其中天线单元为：与补偿通道连接的天线3极化控制前级使用了微波功率放大器 的天线单元，或为与馈线通道连接的天线4 ;
[0042] 球面2上天线阵列中的天线单元相邻的排交错排列，任意H个天线单元都组成一 个等边H角形，且连接补偿通道的天线3与连接馈线通道的天线4相隔排列组成相隔的天 线排，相隔的天线排与连接馈线通道的天线4排列组成的天线排交错排列；如图4所示。
[0043] 天线福射目标时，采用H元组工作方式福射，即目标信号的模拟是由天线阵列相 邻的H个天线同时福射信号后合成的；该是射频仿真试验设备常用的工作方式。从球也1 看向球面2上的天线阵列，每一个H元组排列的天线单元都呈等边H角形；其排列如图5中 的1、2所示。
[0044] 图中?代表连接在图2中①所表示的部分通道的天线，它在极化控制前级未使用 微波功率放大器的天线单元，它们福射的最大信号功率相对较小；#代表连接在图2中② 所表示的部分通道的天线，极化控制前级使用了微波功率放大器的天线单元，它们福射的 最大信号功率相对较强。
[0045] 该系统有两种配置使用方式，其中H元组等边H角形的天线单元具体排列配置方 式为：
[0046] 第一种配置方式，是利用相邻的H个天线单元，都可组成一个H元天线组如图5 中标识为a和b的等边H角形，即利用一个使用了末级放大电路的天线单元3与相邻的两 个未使用末级放大电路的天线单元4,组成一个等边H角形的H元天线组a或等边H角形 的H元天线组b;它们相对被测设备的张角小，输出功率相对较小，通过控制电路完成带末 级放大的天线与无放大的天线的功率平衡，该配置方式适合于天线口径在2米W下，高接 收灵敏度的接收设备；
[0047] 第二种配置方式，是利用H个使用了末级放大电路的相邻天线单元3,组成等边H 角形的H元组天线C，或组成等边H角形的H元组天线山如图5所示；它们的输出功率相对 较强，适合于天线口径在0. 5米W下，灵敏度度相对较低的接收设备；
[004引 2)天线阵列的馈电控制
[0049] 电子对抗射频仿真天线阵列设备的馈电控制电路接收目标模拟机产生的模拟目 标射频信号，利用馈电控制电路完成对射频信号幅度与相位的控制，然后由功率合成器将 合成的射频信号送给末级放大电路进行功率放大，最后由极化控制模块控制射频信号W设 定的极化向被试设备福射。
[0050] 实时控制电路接收实时同步控制信号，进行实时解算得到馈电控制电路中射频信 号幅度的控制信息、开关控制信息、H元组中各个天线的幅度与相位控制信息及极化控制 信息，控制馈电控制电路中的射频控制器件，使模拟目标射频信号按照设定的要求从天线 阵列向被试设备福射。
[0051] 为适应小口径天线且灵敏度较低的电子设备的福射式仿真试验的需求，本方案对 部分天线单元的馈电通道采用末级放大控制电路，使其能够福射较大的射频功率，末级放 大控制电路包括；功率放大器、衰减器和控制电路，如图3所示。
[0052] 控制电路接收由实时控制电路发来的实时控制信号，解算出衰减器的控制字，并 控制程控衰减器的衰减值，W适应第一种配置方式与第二种配置方式的转换和H元组天线 功率控制的需求；如图6所示。
[0053] 所述实时控制电路由同步接收处理电路通过实时控制计算机与编码与分配接口 板电连接组成，同步接收处理电路接收实时同步信号，编码与分配接口板得到--输出；幅 度控制信号、相位控制信号、开关控制信号、极化控制信号。
【权利要求】
1. 一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，其特征是：包括：H元组射频仿 真天线阵列、馈电控制电路、实时控制电路、功率合成器、极化控制电路、末级放大控制电 路， 连接射频信号的若干馈电控制电路与功率合成器输入端相连，所述功率合成器输出端 第一部分的若干通道通过馈线与极化控制电路相连；所述功率合成器输出端第二部分的若 干通道通过对应的末级放大控制电路通道与极化控制电路输入端相连；极化控制电路输出 端与H元组射频仿真天线阵列相连； 连接实时同步控制信号的实时控制电路设置的第一路输出端与连接射频信号的若干 馈电控制电路的控制端相连，设置的第二路输出端与末级放大控制电路的控制端相连；设 置的第二路输出端与极化控制电路的控制端相连。2. 根据权利要求1所述的一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，其特征 是；所述末级放大控制电路包括：功率放大器、衰减器和控制电路，所述功率放大器与衰减 器相连构成通道补偿电路，每个通道补偿电路的输入端与功率合成器输出的通道相连，每 个通道补偿电路的输出端与极化控制电路相连；连接实时控制电路的控制电路输出端的每 路分别与每个通道补偿电路的衰减器控制端相连。3. 根据权利要求2所述的一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，其特征 是；所述控制电路由集成电路DS90LV通过集成电路EP2C35F484与集成电路74FCT相连组 成，集成电路DS90LV的输入端与实时控制电路相连，集成电路74FCT输出端的每路分别与 对应的程控衰减器相连。4. 根据权利要求1所述的一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，其特征 是；所述H元组射频仿真天线阵列为在球面（2)上分布连接补偿通道的第一天线（3)和连 接馈线通道的第二天线（4)组成的等边H角形天线阵列，且连接补偿通道的第一天线（3) 与连接馈线通道的第二天线（4)相隔排列组成相隔的天线排，相隔的天线排与连接馈线通 道的第二天线（4)排列组成的天线排交错排列。5. 根据权利要求4所述的一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，其特征 是：所述等边H角形天线为适用于大天线口径的H元天线组，由一个使用末级放大电路的 天线单元与相邻的两个未使用末级放大电路的天线单元组成。6. 根据权利要求4所述的一种电子对抗射频仿真天线阵列及馈电控制系统，其特征 是：所述等边H角形天线为适用于小口径天线的H元组天线，由H个使用末级放大电路的 相邻天线单元组成。
【文档编号】G05B17-02GK204287791SQ201420536937
【发明者】云雷, 杜震, 刘鹏军, 高军山, 符淑芹, 申磊, 牛凤梁, 赵明洋, 柏仲干 [申请人]中国人民解放军63892部队