Решетка с многофункциональной совместно используемой апертурой - RU2696948C2
Код документа: RU2696948C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее раскрытие относится к антенным решеткам, радиолокационным системам и системам связи, а более конкретно, к решетке с многофункциональной совместно используемой апертурой или совместно используемой антенной решетке. Существующие в настоящее время радиолокационные системы или подсистемы и системы или подсистемы связи реализуются как независимые системы, каждая из которых имеет отдельные апертуру и электронные средства. Такие решения требуют большего веса и больших площадей поверхности для отдельных апертур. В некоторых случаях это может быть приемлемо. Однако когда такая многофункциональность была необходима на платформах, которые имеют небольшие площади поверхности и ограничения по весу, таких как беспилотные летательные аппараты (БПЛА, UAV), наличие множества отдельных функций и систем не является практичным решением. Кроме того, отдельные системы также требуют большего времени для выгрузки данных датчиков, таких как данные датчиков, принятые и обработанные радиолокационной системой и затем выгруженные или переданные системой связи в другое место, например от БПЛА на наземную станцию. Это снижает способность обеспечивать осведомленность об условиях, близкую к реальному времени. Отдельные независимые системы также делают менее эффективным использование БПЛА, объединенных в сеть, для распределенного восприятия данных, обработки и совместной работы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В соответствии с примером, многофункциональная радиочастотная (RF) система может включать в себя подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Система может также включать в себя встроенный электронный модульный блок, выполненный с возможностью управления работой подсистемы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Встроенный электронный модульный блок может включать в себя модуляторную/демодуляторную подсистему. Модуляторная/демодуляторная подсистема может включать в себя радиолокационный модуль, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов. Радиолокационный модуль может быть выполнен с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Модуляторная/демодуляторная подсистема может также включать в себя модуль связи, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема сигналов связи. Модуль связи может быть выполнен с возможностью передачи и приема сигналов связи через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
[0003] В соответствии с другим примером и предыдущим примером подсистема на основе совместно используемой фазированной антенной решетки может включать в себя множество антенных мозаичных элементов, расположенных смежно друг с другом. Каждый антенный мозаичный элемент может включать в себя апертуру, реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Подсистема, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, может также включать в себя промежуточную область между смежными мозаичными элементами. Подсистема, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, дополнительно может включать в себя распределительную сеть по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия, радиочастотные RF сообщения связи и данные, - для указанного множества мозаичных элементов. Распределительная сеть может находиться в промежуточной области между смежными мозаичными элементами.
[0004] В соответствии еще с одним примером способ передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи может включать в себя операции, согласно которым обеспечивают подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки и выполненную с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Способ может также включать в себя операции, согласно которым обеспечивают встроенный электронный модульный блок, выполненный с возможностью управления работой подсистемы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Встроенный электронный модульный блок может включать в себя радиолокационный модуль, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов. Радиолокационный модуль может быть выполнен с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Встроенный электронный модульный блок может также включать в себя модуль связи, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема сигналов связи. Модуль связи может быть выполнен с возможностью передачи и приема сигналов связи через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0005] Последующее подробное описание примеров дано со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые иллюстрируют конкретные примеры приведенного раскрытия. Другие примеры, имеющие иные конструкции и операции, охватываются объемом настоящего раскрытия.
[0006] На ФИГ. 1 показана блок-схема примера системы на основе многофункциональной совместно используемой апертуры (multi-function shared aperture, MFSA) в соответствии с примером.
[0007] На ФИГ. 2 показана блок-схема примера компьютерной подсистемы выполняемой целевой задачи для системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером.
[0008] На ФИГ. 3 показана блок-схема примера модуляторной/демодуляторной подсистемы системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером.
[0009] На ФИГ. 4 показана блок-схема примера радиочастотной (RF) интерфейсной подсистемы и многофункциональной подсистемы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером.
[00010] На ФИГ. 5 показана блок-схема примера элементарной ячейки подсистемы, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером.
[00011] На ФИГ. 6А показан перспективный вид примера совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности излучателей системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером.
[00012] На ФИГ. 6В показан перспективный вид примера совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности излучателей по ФИГ. 6А с удаленной верхней схемной платой.
[00013] На ФИГ. 7 показан вид сверху примера совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности излучателей, включающей в себя 64 антенных элемента в соответствии с примером.
[00014] На ФИГ. 8 показан перспективный вид с разнесенными элементами системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером настоящего раскрытия.
[00015] На ФИГ. 9 показана структурная схема примера способа, обеспечивающего создание системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры, выполненной с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи, в соответствии с примером настоящего раскрытия.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00016] Последующее подробное описание примеров дано со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые иллюстрируют конкретные примеры приведенного раскрытия. Другие примеры, имеющие различные конструкции и операции, не выходят за пределы объема настоящего раскрытия. Одинаковые ссылочные позиции могут относиться к одному и тому же элементу или компоненту на разных чертежах.
[00017] Некоторые термины используются в настоящем документе только для удобства и не должны быть истолкованы как ограничивающие описанный пример. Например, такие выражения, как "ближний", "дальний", "верх", "низ", "верхний", "нижний", "левый", "правый", "горизонтальный", "вертикальный", "вверх" и "вниз" и т.д. описывают только конфигурацию, показанную на фигурах чертежей или относительные положения, используемые в отношении ориентаций, описанных на представленных фигурах чертежей. Поскольку компоненты примеров могут быть размещены в нескольких различных ориентациях, терминология, относящаяся к направлениям, использована только в целях иллюстрации и не предназначена для какого-либо ограничения. Следует понимать, что возможно использование других примеров, и могут быть выполнены конструктивные или логические изменения без отхода от объема настоящего изобретения. Последующее подробное описание, следовательно, не должно быть истолковано в ограничивающем смысле, а объем настоящего изобретения определяется приложенной формулой изобретения.
[00018] НА ФИГ. 1 показана блок-схема примера системы 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры (MFSA) в соответствии с примером. Как описано в настоящем документе, система MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры может быть выполнена с возможностью передачи и приема радиочастотных (RF) сигналов, которые могут включать в себя радиолокационные сигналы или волновые сигналы и сигналы связи или волновые сигналы. Соответственно, система MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры может также называться многофункциональной радиочастотной RF системой. Система MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры может включать в себя подсистему 102, реализованную на основе совместно используемой активной фазированной решетки, которая может быть выполнена с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Пример подсистемы, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной решетки, которая может быть использована для подсистемы 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, будет описан более подробно со ссылкой на ФИГ. 5 и 6. Система 100 может также включать в себя встроенный электронный модульный блок 104, который может быть выполнен с возможностью управления работой подсистемы 102, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Встроенный электронный модульный блок 104 может включать в себя модуляторную/демодуляторную подсистему 106. Пример модуляторной/демодуляторной подсистемы, которая может быть использована для модуляторной/демодуляторной подсистемы 106, будет описан более подробно со ссылкой на ФИГ. 3. Модуляторная/демодуляторная подсистема 106 может быть соединена с подсистемой 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, посредством радиочастотной RF интерфейсной подсистемы 108. Пример радиочастотной RF интерфейсной подсистемы, которая может быть использована для радиочастотной RF интерфейсной подсистемы 108 будет описан более подробно со ссылкой на ФИГ. 4.
[00019] Куб 110 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA может быть связан с модуляторной/демодуляторной подсистемой 106 для хранения различных типов информации или данных. Пример куба памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA, который может быть использован для куба 110, будет описан со ссылкой на ФИГ. 3. Примеры различных типов информации или данных, которые могут быть сохранены посредством куба 110 памяти, могут включать в себя, помимо прочего, информацию управления положением луча, информацию наблюдения, которая может быть собрана системой 100 перед выгрузкой в другую систему, информацию или сообщения сети связи или другую информацию или другие данные.
[00020] Блок 112 тактовых сигналов и возвратов в исходное состояние может быть также связан с модуляторной/демодуляторной подсистемой 106. Блок 112 тактовых сигналов и возврата в исходное состояние может обеспечить выдачу входных сигналов в модуляторную/демодуляторную подсистему 106 для синхронизации работы модуляторной/демодуляторной подсистемы 106.
[00021] Система 100 или встроенный электронный модульный блок 104 может также включать в себя компьютерную подсистему 114 выполняемой целевой задачи. Компьютерная подсистема 114 выполняемой целевой задачи может быть выполнена с возможностью управления работой других подсистем системы MFSA 100, выполненной на основе многофункциональной совместно используемой апертуры, и может включать в себя комплекс из модулей 116 команд, управления, интерфейса и обработки данных, которые могут быть выполнены с возможностью функционального объединения работы других подсистем и управления операциями других подсистем. Пример компьютерной подсистемы выполняемой целевой задачи, которая может быть использована для компьютерной подсистемы 112 выполняемой целевой задачи, будет описан более подробно со ссылкой на ФИГ. 2.
[00022] Компьютерная подсистема 114 выполняемой целевой задачи может осуществлять прием данных от блока 118 глобальной системы позиционирования (GPS) и блока 120 инерциальных измерителей (IMU). Эти данные глобальной системы позиционирования GPS и блока инерциальных измерителей IMU от блока IMU инерциальных измерителей могут быть переданы из компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи в модуляторную/демодуляторную подсистему 106 посредством линий 122 и 124 связи. Примеры других линий связи или шин между компьютерной подсистемой 114 выполняемой целевой задачи и модуляторной/демодуляторной подсистемой 106 могут включать в себя, помимо прочего, интерфейс 126 универсальной последовательной шины (USB), шину 128 Ethernet и шину 130 PCIe взаимного соединения периферийных компонентов.
[00023] Система 100 может также включать в себя главный интерфейс 132 управления платформой. Главный интерфейс 132 управления платформой обеспечивает пользовательский интерфейс для управления работой компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи и обновления компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи.
[00024] Система 100 может быть выполнена, как описано в настоящем документе, для обеспечения диапазона рабочих частот радиолокации между примерно 15,7 ГГц (гигагерц) и примерно 17,3 ГГц и диапазона рабочих частот связи между примерно 14,4 ГГц и примерно 15,35 ГГц.
[00025] На ФИГ. 2 показана блок-схема примера компьютерной подсистемы 200 выполняемой целевой задачи, которая может быть частью системы MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры по ФИГ. 1 в соответствии с примером. Компьютерная подсистема 200 выполняемой целевой задачи может быть использована для компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи по ФИГ. 1. Компьютерная подсистема 200 выполняемой целевой задачи может включать в себя множество многоядерных вычислительных модулей 202, которые могут быть скомпилированы и запущены в процессоре 204 для выполнения различных функций и операций, как описано ниже. Примеры многоядерных вычислительных модулей 202 могут включать в себя, помимо прочего, процессор 206 возбудителя для радиолокационных данных, устройство 208 управления построением полета и устройство 210 управления мощностью антенны, модуль 212 радиолокационного классифицирования, модуль 214 радиолокационного отслеживания, модуль 216 радиолокационного поиска, устройство 218 управления обновлением волновых сигналов или другие модули 220. Процессор 206 возбудителя для радиолокационных данных может генерировать определенные радиолокационные сигналы или волновые сигналы, которые могут быть переданы подсистемой 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, для выполнения наблюдения или отслеживания одного или более целевых объектов. Устройство 208 управления построением полета может быть выполнено с возможностью управления системой 100 для работы в координации или совместно с другими системами MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры или радиочастотными RF системами. Устройство 210 управления мощностью антенны может быть выполнено с возможностью управления величиной мощности или коэффициентом усиления антенных элементов или излучательных элементов, связанных с подсистемой 102, реализованной на основе антенны с совместно используемой активной апертурой. Модуль 212 радиолокационного классифицирования может быть выполнен с возможностью идентификации различных целей или объектов на основе возвращенного или рассеянного радиолокационного сигнала или волнового сигнала, принятого подсистемой 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки. Модуль 214 радиолокационного отслеживания и модуль 216 радиолокационного поиска могут быть выполнены с возможностью генерирования сигналов управления для управления сканированием, направлением, формированием луча и другими характеристиками радиолокационных сигналов, лучей или волновых сигналов, генерируемых системой 100 и переданных подсистемой 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки. Устройство 218 управления обновлением волновых сигналов может управлять различными типами волновых сигналов, которые могут быть получены системой 100 и переданы подсистемой 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки.
[00026] Компьютерная подсистема 200 выполняемой целевой задачи может также включать в себя множество физических интерфейсов 222 компьютера выполняемой целевой задачи. Примеры физических интерфейсов 222 компьютера выполняемой целевой задачи могут включать в себя, помимо прочего, переключатель 224 Ethernet, переключатель 226 PCIe, запоминающее устройство 228 наблюдения и интерфейс 230 защиты от несанкционированного вмешательства. Запоминающее устройство 228 наблюдения может быть энергонезависимым запоминающим устройством (NVM). Переключатель 224 Ethernet может включать в себя интерфейс 232 нагрузки платформы, который соединен с интерфейсом 132 консоли главной платформы посредством первой шины 234 Ethernet. Переключатель 224 Ethernet также может быть соединен с модуляторной/демодуляторной подсистемой 106 посредством второй шины 128 Ethernet. Переключатель 224 Ethernet кроме того может быть соединен с модуляторной/демодуляторной подсистемой 106 посредством интерфейсной шины 126 USB.
[00027] Переключатель 226 PCIe может включать в себя интерфейс 236 управления платформой. Интерфейс 236 управления платформой может быть соединен с переключателем 224 Ethernet для приема сигналов от переключателя 224 Ethernet и также может быть соединен с интерфейсом 132 консоли главной платформы посредством первой шины 238 PCIe. Переключатель 226 PCIe может быть соединен с модулятором/демодулятором 106 посредством второй шины 130 PCIe.
[00028] Переключатель 226 PCIe может также включать в себя интерфейс 240 хранения и извлечения интегрированных радиолокационных данных наблюдения (integrated surveillance radar, ISR) для хранения данных ISR в запоминающем устройстве 228 наблюдения и извлечения данных ISR в запоминающее устройство 228 наблюдения. Переключатель 226 PCIe может также включать в себя интерфейс 242 обнуления для приема сигналов из запоминающего устройства 228 наблюдения для обнуления или сброса сохраненной информации наблюдения в запоминающем устройстве 228, которое команда анализа безопасности может посчитать подходящим с точки зрения собственности.
[00029] Запоминающее устройство 228 наблюдения может сохранять информацию наблюдения или данные, связанные с целями. Интерфейс 230 защиты от несанкционированного вмешательства может быть соединен с запоминающим устройством 228 наблюдения для предотвращения вмешательства в наблюдение или данные в запоминающем устройстве 228 наблюдения. Запоминающее устройство наблюдения может представлять собой энергонезависимую память.
[00030] Физические интерфейсы 222 компьютера выполняемой целевой задачи могут осуществлять прием информации или данных от блока GPS 118 глобальной системы позиционирования и блока 1MU 120 инерциальных измерителей и данных или информации глобальной системы позиционирования GPS и данных или информации блока IMU инерциальных измерителей в модуляторную/демодуляторную подсистему 106 посредством линий 122 и 124 связи соответственно, как описано ранее.
[00031] На ФИГ. 3 показана блок-схема примера модуляторной/демодуляторной подсистемы 300 и куба 302 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA, который может быть частью системы MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры по ФИГ. 1 в соответствии с примером. Модулятор/демодулятор 300 может быть использован для модуляторной/демодуляторной подсистемы 106 по ФИГ. 1, а куб 302 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA может быть использован для куба 110 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA. Куб 302 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA может включать в себя очередь 304 управления положением луча, временную очередь 306 наблюдения и очередь 308 сети связи. Модуляторная/демодуляторная подсистема 300 может включать в себя устройство 302 управления лучом. Устройство 302 управления лучом может быть выполнено с возможностью управления характеристиками радиолокационных лучей и лучей связи, переданных или принятых подсистемой 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, таких как ширина луча, угол луча, сканирование, характеристики волновых сигналов, радиочастотная RF мощность и других характеристик. Кроме того модуляторная/демодуляторная подсистема 300 может быть главной для волновых сигналов связи, свойственных различным назначениям платформ целевой задачи, в средах, не допускающих доступа радиочастотных RF сигналов, включая волновые сигналы для 1) технологии широкополосного спектра, используемой для обеспечения низкой вероятности перехвата, низкой вероятности обнаружения (LPI/LPD); 2) технологии высокоскоростной связи, используемой для высокоскоростной выгрузки информации; 3) обеспечения помехозащищенности при работе в воздушной среде, к которой противнику нет доступа (access denied air-to-air defense, A2AD). Устройство 302 управления лучом может осуществлять прием данных и информации управления из очереди 304 управления положением луча куба 302 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA. Устройство 302 управления лучом может осуществлять передачу и прием сигнала 310 управления лучом, включая информацию управления лучом, и сигнала 312 управления переключателем каналов, включая информацию управления каналом, от других компонентов или подсистем системы 100, таких как радиочастотная RF интерфейсная подсистема 108 и подсистема 102, реализованная на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, для управления работой этих других компонентов или подсистем.
[00032] Модуляторная/демодуляторная подсистема 300 может также включать в себя компонент 314 управления прямой выгрузкой радиолокационных данных наблюдения, который может осуществлять прием радиолокационных данных или информации 316, принятых системой 100, и может осуществлять выгрузку 318 радиолокационной информации или данных в другую систему. Компонент 314 управления прямой выгрузкой данных наблюдения может сохранять и извлекать радиолокационные данные и информацию 316, принятые системой 100 во временной очереди 306 наблюдения для куба 302 памяти для многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA. Радиолокационные данные или информация 316, принятая системой 100, может быть временно сохранена во временной очереди 306 наблюдения и затем позже, в подходящее время, может быть выгружена 318 посредством компонента 314 управления прямой выгрузкой данных наблюдения в другую систему.
[00033] Модуляторная/демодуляторная подсистема 300 может также включать в себя протокол PHY 320 физического уровня сети Ethernet или микросхему физического уровня, соединенную с компьютерной подсистемой 114 выполняемой целевой задачи посредством шины 128 Ethernet. Протокол PHY 320 физического уровня Ethernet может транслировать и передавать данные и информацию, принятые посредством шины 128 Ethernet, от компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи в модуль 332 модуляции/демодуляции обеспечения связи. Модуль 332 модуляции/демодуляции обеспечения связи может быть выполнен с возможностью модуляции сигналов связи, переданных системой 100 (ФИГ. 1), и для модуляции сигналов связи, принятых системой 100. Например, модуль 332 модуляции/демодуляции может включать в себя программу обработки сигналов или программы для обработки сигналов связи на основе фазового центра (phase center processing) для четырех каналов связи (канал 1 - канал 4) 324. Модуль 332 модуляции/демодуляции обеспечения связи может осуществлять прием данных и сигналов управления из очереди 308 сети связи и может сохранять данные и информацию управления в очереди 308 сети связи.
[00034] Подсистема 300 модуляции/демодуляции может включать в себя переключатель 326 PCIe для приема и передачи данных, сигналов управления и информации от компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи и к ней посредством шины 130 PCIe. Переключатель 326 PCIe может передавать информацию управления 328 положением луча, принятую от компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи, на устройство 302 управления лучом и может осуществлять прием любых ответных данных или информации от устройства 302 управления лучом. Переключатель 326 PCIe может также передавать данные управления связью и информацию 330 от компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи в модуль 332 модуляции/демодуляции обеспечения связи и может осуществлять прием любых ответных данных или информации. Переключатель 326 PCIe также может передавать информацию 332 управления лучом, принятую от компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи в компьютер 334 использования лучей для обеспечения навигации и может осуществлять прием любых ответных данных или информации. Компьютер 334 использования лучей для обеспечения навигации может также осуществлять прием данных 118 глобальной системы позиционирования GPS и данных 120 инерциальных измерителей IMU. Переключатель 326 PCIe может также включать в себя порты 335 для передачи и приема радиолокационных данных и информации к компьютерной подсистеме 114 выполняемой целевой задачи и от нее посредством шины 130 PCIe.
[00035] Модуляторная/демодуляторная подсистема 300 может также включать в себя радиолокационный модуль 336 модуляции/демодуляции. Модуль 336 модуляции/демодуляции может быть выполнен с возможностью модуляции радиолокационных сигналов, переданных системой 100 (ФИГ. 1), и для демодуляции радиолокационных сигналов, принятых системой 100. Например, модуль 336 модуляции/демодуляции может включать в себя программу обработки сигналов или программы для обработки радиолокационных сигналов на основе фазового центра для четырех радиолокационных каналов (канал 1 - канал 4) 338.
[00036] Модуляторная/демодуляторная подсистема 300 дополнительно может включать в себя модуль 340 обработки демодуляционных данных радиолокации. Модуль обработки демодуляционных данных радиолокации соединен с радиолокационным модулем 336 модуляции/демодуляции и может обрабатывать радиолокационные сигналы или данные, принятые от радиолокационного модуля 336 модуляции/демодуляции. Модуль 340 обработки демодуляционных данных радиолокации может включать в себя компонент 342 выгрузки данных радиолокации для управления выгрузкой радиолокационной информации 344, принятой и обработанной системой 100. Модуль 340 обработки демодуляционных данных радиолокации может включать в себя порты 344 для радиолокационных каналов 1-4 для передачи радиолокационных данных и информации 316 в компонент 314 управления прямой выгрузкой данных наблюдения и в переключатель 326 PCIe. Порты 344 могут также осуществлять передачу и прием радиолокационных данных и информации из портов 335 переключателя 326 PCIe. Переключатель 326 PCIe может осуществлять передачу и прием радиолокационных данных и информации в модуль 340 обработки демодуляционных данных радиолокации и компьютерную подсистему 114 выполняемой целевой задачи и из модуля 340 обработки демодуляционных данных радиолокации и компьютерной подсистемы 114 выполняемой целевой задачи.
[00037] Модуль 340 обработки демодуляционных данных радиолокации кроме того может включать в себя компонент 346 конфигурирования возбудителя и запоминающее устройство 348 хранения демодуляционных данных радиолокации. Компонент 346 конфигурирования возбудителя может генерировать определенный волновой сигнал радиолокации или сигнал для генерации системой 100. Запоминающее устройство 348 хранения демодуляционных данных радиолокации может сохранять радиолокационные данные и информацию.
[00038] На ФИГ. 4 показана блок-схема примера радиочастотной (RF) интерфейсной подсистемы 400 и многофункциональной подсистемы 402, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, которая может быть частью системы MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры по ФИГ. 1 в соответствии с примером. Радиочастотная RF интерфейсная подсистема 400 может быть использована для радиочастотной RF интерфейсной подсистемы 108 по ФИГ. 1 и подсистема 402, реализованная на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, может быть использована для подсистемы 102, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Радиочастотная RF интерфейсная подсистема 400 может включать в себя радиочастотный RF переключатель 404 обеспечения связи и радиолокационный радиочастотный RF переключатель 406. Радиочастотный RF переключатель обеспечения связи может осуществлять передачу и прием сигналов связи от модуля 332 модуляции/демодуляции обеспечения связи. Подобно описанному выше, модуль 332 модуляции/демодуляции обеспечения связи может включать в себя обработку сигналов связи на основе фазового центра для четырех каналов 324a-324d связи (каналов связи 1-4).
[00039] Радиочастотный RF радиолокационный переключатель 406 может осуществлять передачу и прием радиолокационных сигналов от радиолокационного модуля 336 модуляции/демодуляции. Подобно описанному выше, радиолокационный модуль 336 модуляции/демодуляции может включать в себя обработку радиолокационных сигналов связи на основе фазового центра для четырех каналов связи (радиолокационных каналов 1-4) 338a-338d.
[00040] Радиочастотная RF интерфейсная подсистема 400 может также включать в себя переключатель 408 радиолокации/обеспечения связи, соединенный с радиочастотным RF переключателем 404 обеспечения связи и радиолокационным радиочастотным RF переключателем 406. Выходы переключателя 408 радиолокации/обеспечения связи соединены с подсистемой 402, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки.
[00041] Подсистема 402, реализованная на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, может включать в себя множество антенных мозаичных элементов 410a-410d. Например, подсистема 402, реализованная на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, может включать в себя четыре антенных мозаичных элемента 410a-410d. Подсистема 402, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, может включать в себя между примерно 16 и примерно 128 антенных элементов. В соответствии с одним примером подсистема 402, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, включает в себя 64 антенных элемента. Блок-схема примера элементарной ячейки подсистемы антенных мозаичных элементов, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной решетки, которая может быть использована для подсистемы 102 или 402, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной решетки, будет описана более подробно со ссылкой на ФИГ. 5, а пример совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности излучателей или части решетки, которая может быть использована для подсистемы 102 или 402, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной решетки, будет описан со ссылкой на ФИГ. 6А и 6В.
[00042] Переключатель 408 радиолокации/обеспечения связи и радиочастотный RF переключатель 404 обеспечения связи и радиолокационный радиочастотный RF переключатель 406 может работать или управляться в качестве реакции на сигнал 312 управления переключателем каналов от устройства 302 управления лучом модуляторной/демодуляторной подсистемы 300 (ФИГ. 3). Соответственно, один конкретный канал из каналов 324a-324d обработки сигналов связи на основе фазового центра или каналов 338a-338d обработки радиолокационных сигналов связи на основе фазового центра может быть выборочно соединен с конкретным антенным мозаичным элементом 410a-410d подсистемы 402, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, в качестве реакции на сигнал 312 управления переключателем каналов. Конкретные характеристики луча, генерируемого подсистемой 402, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, могут быть определены на основе сигнала 310 управления лучом или сигналов от устройства 302 управления лучом.
[00043] На ФИГ. 5 показана блок-схема примера элементарной ячейки 500 подсистемы, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером. Элементарная ячейка 500 может быть использована для антенных мозаичных элементов 410a-410d подсистемы 402, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной решетки, или может быть частью одного из них. Элементарная ячейка 500 может включать в себя модуль 502 формирователя луча. Модуль 502 формирователя луча может быть выполнен с возможностью генерирования луча связи или луча радиолокации, имеющего конкретные характеристики, такие как определенная ширина луча и форма или диаграмма направленности излучения и т.п. Выход модуля 502 формирователя луча соединен с усилителем 504 мощности. Усилитель мощности может усиливать сигнал связи или радиолокационный сигнал. Усилитель 504 мощности (РА) соединен с радиочастотным RF переключателем 506. Радиочастотный RF переключатель 506 может работать для подключения сигнала связи или радиолокационного сигнала от усилителя мощности к первому антенному элементу 508 или второму антенному элементу 510. Первый антенный элемент 508 и второй антенный элемент 510 могут определять совместно используемую апертуру 512, выполненную с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи.
[00044] Радиолокационный сигнал или сигнал связи, принятый совместно используемой апертурой 512, может быть соединен с первым малошумящим усилителем (LNA) 514 или вторым малошумящим усилителем 516 в зависимости от типа сигнала. Выход каждого малошумящего усилителя 514 и 516 соединен с формирователем 502 луча.
[00045] На ФИГ. 6А показан перспективный вид примера совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности 600 излучателей системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером. На ФИГ. 6В показан перспективный вид примера совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности излучателей по ФИГ. 6А с удаленной верхней схемной платой. Совместно используемая активная антенна на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупность излучателей может быть использована для подсистемы 102, реализованной на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, по ФИГ. 1 или 402 по ФИГ. 4. В примере по ФИГ. 6, совместно используемая активная антенна на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупность 600 излучателей включает в себя четыре смежных антенных мозаичных элемента 602a-602d. Подсистема 102 или 402, реализованная на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, может включать в себя множество антенных решеток 600 совместно используемых активных антенн или излучателей. Антенные мозаичные элементы 602а-602d также могут быть названы антенными элементами или излучательными элементами. Примерные антенные мозаичные элементы 602a-602d показаны на ФИГ. 6А и 6В имеющими шестиугольную форму, хотя в других примерах могут быть использованы другие формы, такие как квадратная, прямоугольная, или другие формы в зависимости от среды, в которой может быть использована антенная решетка 600 совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA. Множество антенных мозаичных элементов 602a-602d могут быть расположены или размещены смежно друг с другом. Каждый антенный мозаичный элемент 602a-602d может включать в себя апертуру 604a-604d, реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Между каждым смежным мозаичным элементом 602a-602d выполняют промежуточную область 606. Промежуточные области 606 изображены на ФИГ. 6 посредством пунктирных линий. В промежуточной области 606 между смежными антенными мозаичными элементами 602a-602d на верхней схемной плате 608 может находиться распределительная сеть 609 по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия или радиочастотная RF энергия, радиочастотные RF сигналы, данные или иная информация. В соответствии с примером распределительная сеть для каждого из следующего: электрическая или радиочастотная RF энергия, радиочастотные RF сигналы, данные и иная информация - может быть выполнена в промежуточной области 606 между смежными антенными мозаичными элементами 602a-602d.
[00046] Подсистема, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, может включать в себя верхнюю схемную плату 608 и нижнюю схемную плату 610. Смежные антенные мозаичные элементы 602a-602d могут быть выполнены между верхней схемной платой 608 и нижней схемной платой 610. Группа микрополосковых линий 612 передачи может быть выполнена на верхней схемной плате 608 в промежуточных областях 606 между смежными антенными мозаичными элементами 602a-602d. Микрополосковые линии 612 передачи могут соединять между собой указанное множество антенных мозаичных элементов 602a-602d для распределения радиочастотной RF энергии или для иных целей. Линии 612 передачи могут определять распределительную сеть 609. Еще одна распределительная сеть 611 по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия или радиочастотная RF энергия, радиочастотные RF сигналы, данные или иная информация - также может находиться в промежуточной области между смежными антенными мозаичными элементами 602a-602d на нижней схемной плате 610.
[00047] Каждый антенный мозаичный элемент 602a-602d может включать в себя центральный штырь 614 из проводящего материала, проходящий между нижней схемной платой 610 и верхней схемной платой 608. Конец 616 каждого центрального штыря 614 может быть выполнен открытым с помощью переходного отверстия или отверстия 618 в верхней схемной плате 608. Между нижней схемной платой 610 и верхней схемной платой 608 возле каждого центрального штыря 614 может проходить клетка 620 с переходным отверстием. Каждая клетка 620 с переходным отверстием может включать в себя множество штырей 622 из проводящего материала на заданном расстоянии или расстоянии "D" между соседними штырями 622 вокруг периметра или границы возле центрального штыря 614. Штыри 622 каждой клетки 620 с переходным отверстием могу быть выполнены на заданном расстоянии от соответствующего центрального штыря 614. Клетка 620 может образовывать кольцо вокруг центрального штыря 614 с расстоянием "D" между соседними штырями 622 по окружности вокруг центрального штыря 614, и каждый штырь 622 может находиться с заранее установленным радиусом от соответствующего центрального штыря 614. Клетка 620 с переходным отверстием может иметь другие формы, такие как квадратная, прямоугольная, шестиугольная или другие формы в зависимости от необходимых рабочих характеристик. Клетка 620 с переходным отверстием в кольцевой конфигурации, показанной в примере по ФИГ. 6, может функционировать как круглый волновод.
[00048] Каждый антенный мозаичный элемент 602a-602d может также включать в себя питающую линию 624 или пару питающих линий 624, проходящих между нижней схемной платой 610 и верхней схемной платой 608 внутри клетки 620 с переходным отверстием. Датчик 626 излучателя может быть выполнен на нижней схемной плате 610 каждого антенного мозаичного элемента 602a-602d и соединен с каждой питающей линией 624.
[00049] Каждый антенный мозаичный элемент 602a-602d может включать в себя множество сторон или четыре стороны и может быть выполнен с возможностью конфигурирования для масштабирования в любом плоскостном направлении благодаря распределительной сети 609 или распределительным сетям, выполненной или выполненным в промежуточной области 606 между смежными антенными мозаичными элементами 602a-602d. Соответственно, подсистема 600, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, выполнена с возможностью масштабирования посредством добавления или удаления смежных антенных мозаичных элементов 602a-602d в любом плоскостном измерении. Расстояние между центром смежных антенных мозаичных элементов может составлять около половины длины волны (АУ2). Подсистема 600, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, включает в себя конфигурацию, которая выполнена с возможностью масштабирования посредством добавления или удаления антенных мозаичных элементов для обеспечения по меньшей мере одного из следующего: заданный диапазон работы, заданная скорость работы, конкретная вероятность обнаружения малозаметных характерных признаков, помехозащищенность и приспособляемость к сетевым линиям связи, осуществляемой одновременно.
[00050] На ФИГ. 7 показан вид сверху примера антенной решетки 700 совместно используемой активной антенны на основе многофункциональной совместно используемой апертуры MFSA или совокупности излучателей, включая 64 антенных мозаичных элемента 702 в соответствии с примером. Антенные мозаичные элементы 702 могут также быть названы антенными элементами или излучательными элементами. Каждый из антенных мозаичных элементов 702 может быть похож на антенные мозаичные элементы 602а-602b по ФИГ. 6А-6В. Множество антенных мозаичных элементов 702 могут быть расположены или размещены смежно друг с другом. Каждый антенный мозаичный элемент 702 может включать в себя апертуру 704, реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Между смежными мозаичными элементами 702 выполнены промежуточные области 706, сходные с промежуточными областями 606 по ФИГ. 6А и 6В. В промежуточных областях 706 между смежными антенными мозаичными элементами 702 может находиться распределительная сеть 709 по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия или радиочастотная RF энергия, радиочастотные RF сигналы, данные или иная информация. В соответствии с примером распределительная сеть для каждого из следующего: электрическая или радиочастотная RF энергия, радиочастотные RF сигналы, данные и иная информация - может быть выполнена в промежуточных областях 706 между смежными антенными мозаичными элементами 702.
[00051] На ФИГ. 8 показан перспективный вид с разнесенными элементами системы MFSA 800 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры в соответствии с примером настоящего раскрытия. Система MFSA 100 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры по ФИГ. 1 и примерные компонент или подсистемы, описанные со ссылкой на ФИГ. 2-6А и 6В, могут быть реализованы в системе MFSA 800 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры. Система MFSA 800 на основе многофункциональной совместно используемой апертуры может включать в себя конструкцию, содержащую множество слоев, или многослойную решетчатую конструкцию. Например, электронный модульный блок 802 может включать в себя многослойную решетчатую конструкцию, примыкающую к подсистеме 804, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, или находящуюся позади подсистемы 804, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. Как описано выше, подсистема 804, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, может включать в себя множество схемных плат, уложенных в стопу друг на друга. Примерный модульный блок 104 электронных средств по ФИГ. 1 может быть реализован в электронном модульном блоке 802 и может включать в себя компьютерную подсистему 114 выполняемой целевой задачи, модуляторную/демодуляторную подсистему 106 и радиочастотную RF интерфейсную подсистему 108. Подсистема 102 и 600, реализованная на основе совместно используемой активной фазированной антенной решетки, может быть реализована в подсистеме 804, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
[00052] На ФИГ. 9 показана структурная схема примера способа 900 для обеспечения создания системы MFSA на основе многофункциональной совместно используемой апертуры, выполненной с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи в соответствии с примером настоящего раскрытия. В блоке 902 может быть обеспечена подсистема, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки и выполненная с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. Блок 902 может включать в себя функции и операции, описанные в связи с блоками 904-910.
[00053] В блоке 904 множество антенных мозаичных элементов могут быть размещены смежно друг с другом. Каждый антенный мозаичный элемент может включать в себя апертуру, реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи. В блоке 906 между смежными мозаичными элементами может быть выполнена промежуточная область.
[00054] В блоке 908 распределительная сеть для электрической энергии или радиочастотной RF энергии, радиочастотных RF сигналов и/или данных для каждого элемента из указанного множества антенных мозаичных элементов может быть выполнена в промежуточной области между смежными антенными мозаичными элементами. В соответствии с другим примером распределительная сеть может быть выполнена для каждого из следующего: распределение электрической энергии или радиочастотной RF энергии, радиочастотные RF сигналы, распределение данных или распределение иной информации - для указанного множества антенных мозаичных элементов в промежуточных областях между смежными антенными мозаичными элементами.
[00055] В блоке 910 подсистема, реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, может быть подвергнута масштабированию посредством добавления или удаления смежных антенных мозаичных элементов в любом плоскостном направлении.
[00056] В блоке 912 может быть выполнен встроенный модульный блок электронных средств, выполненный с возможностью управления работой системы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
[00057] В блоке 914 радиолокационный модуль встроенного модульного блока электронных средств может быть соединен с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, через радиочастотную RF интерфейсную подсистему. В блоке 916 модуль связи встроенного модульного блока электронных средств может быть соединен с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, через радиочастотную RF интерфейсную подсистему. Радиочастотная RF интерфейсная подсистема может осуществлять прием сигналов управления для выборочного соединения радиолокационного модуля или модуля связи с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов или сигналов связи соответственно. Сигналы управления могут быть обеспечены посредством компьютерной подсистемы выполняемой целевой задачи, подобной той, которая описана в настоящем документе.
[00058] Кроме того, приведенное раскрытие содержит примеры согласно следующим пунктам:
Пункт 1. Многофункциональная радиочастотная (RF) система (100), содержащая:
подсистему (102, 402, 600), реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки и выполненную с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи; и
встроенный модульный блок (104) электронных средств, выполненный с возможностью управления работой подсистемы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, при этом встроенный модульный блок электронных средств содержит модуляторную/демодуляторную подсистему (106, 300), содержащую:
радиолокационный модуль (336), выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов, при этом радиолокационный модуль выполнен с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, и
модуль (322) связи, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема сигналов связи, при этом модуль связи выполнен с возможностью передачи и приема сигналов связи через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
Пункт 2. Система по пункту 1, в которой подсистема (102, 402, 600), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, содержит:
множество антенных мозаичных элементов (410a-410d, 602a-602d), расположенных смежно друг с другом, при этом каждый антенный мозаичный элемент содержит апертуру (604a-604d), реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи;
промежуточную область (606) между смежными мозаичными элементами и распределительную сеть (609) для каждого из следующего: электрическая энергия, радиочастотные RF сигналы и данные - для указанного множества мозаичных элементов, причем распределительные сети находятся в промежуточной области между смежными мозаичными элементами.
Пункт 3. Система по пункту 2, в которой подсистема (102, 402, 600), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, дополнительно содержит:
верхнюю схемную плату (608) и
нижнюю схемную плату (610);
группу микрополосковых линий (612) передачи, выполненную на верхней схемной плате в промежуточных областях между смежными мозаичными элементами и соединяющих между собой указанное множество антенных мозаичных элементов для распределения энергии,
при этом каждый антенный мозаичный элемент (602a-602d) содержит:
центральный штырь (614) из проводящего материала, проходящий между нижней схемной платой и верхней схемной платой, при этом конец (616) центрального штыря (614) открыт с помощью переходного отверстия (618) в верхней схемной плате (608);
клетку (620) с переходным отверстием, проходящую между нижней схемной платой и верхней схемной платой возле центрального штыря;
питающую линию (624), проходящую между нижней схемной платой и верхней схемной платой внутри клетки с переходным отверстием; и
датчик (626) излучателя, выполненный на нижней схемной плате и соединенный с питающей линией.
Пункт 4. Система по пункту 2, в которой каждый антенный мозаичный элемент (602a-602d) содержит множество сторон и выполнен с возможностью конфигурирования для масштабирования в любом плоскостном направлении благодаря распределительной сети (609), выполненной по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия, радиочастотные RF сообщения связи и данные, и находящейся в промежуточной области (606) между смежными мозаичными элементами.
Пункт 5. Система по пункту 4, в которой подсистема (102, 402, 600), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, выполнена с возможностью масштабирования посредством добавления смежных антенных мозаичных элементов (602a-602d) в любом плоскостном измерении.
Пункт 6. Система по пункту 2, в которой расстояние между центром смежных антенных мозаичных элементов (602a-602d) составляет примерно половину длины волны, что обеспечивает заданную способность осуществления сканирования.
Пункт 7. Система по пункту 2, в которой подсистема (600), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, содержит конфигурацию, которая выполнена с возможностью масштабирования посредством добавления или удаления антенных мозаичных элементов (602a-602d) для обеспечения по меньшей мере одного из следующего: заданный диапазон работы, заданная скорость работы, конкретная вероятность обнаружения малозаметных характерных признаков, помехозащищенность и приспособляемость к сетевым линиям связи, осуществляемой одновременно.
Пункт 8. Система по пункту 1, в которой модульный блок (802) электронных средств содержит многослойную решетчатую конструкцию, примыкающую к подсистеме (804), реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
Пункт 9. Система по пункту 1, в которой рабочая частота обеспечения радиолокации системы находится между примерно 15,7 ГГц и примерно 17,3 ГГц, и рабочая частота обеспечения связи системы находится между примерно 14,4 ГГц и примерно 15,35 ГГц.
Пункт 10. Система по пункту 1, дополнительно содержащая радиочастотную RF интерфейсную подсистему (108, 400), выполненную с возможностью выборочного соединения радиолокационного модуля (336) или модуля (322) связи с подсистемой (402), реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
Пункт 11. Система по пункту 1, в которой подсистема (700), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, содержит между примерно 16 антенных элементов (702) и примерно 128 антенных элементов (702).
Пункт 12. Система по пункту 1, дополнительно содержащая компьютер (114, 200) выполняемой целевой задачи, связанный с модуляторной/демодуляторной подсистемой (106),
причем компьютерная подсистема выполняемой целевой задачи содержит модуль (116) управления и подачи команд для управления работой системы, интерфейсный модуль (116) и модуль (116) обработки данных.
Пункт 13. Подсистема (402, 600), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, содержащая:
множество антенных мозаичных элементов (410a-410d, 602a-602d), расположенных смежно друг с другом, при этом каждый антенный мозаичный элемент содержит апертуру (604a-604d), реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи;
промежуточную область (606) между смежными мозаичными элементами и
распределительную сеть (609) по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия, радиочастотные (RF) сигналы и данные - для указанного множества мозаичных элементов, причем распределительная сеть находится в промежуточной области между смежными мозаичными элементами.
Пункт 14. Подсистема по пункту 13, дополнительно содержащая: верхнюю схемную плату (608); нижнюю схемную плату (610) и
группу микрополосковых линий (612) передачи, выполненную на верхней схемной плате в промежуточных областях (606) между смежными мозаичными элементами (602а-602d) и соединяющих между собой указанное множество антенных мозаичных элементов для распределения энергии,
при этом каждый антенный мозаичный элемент (602a-602d) содержит:
центральный штырь (614) из проводящего материала, проходящий между нижней схемной платой и верхней схемной платой, при этом конец (616) центрального штыря (614) открыт с помощью переходного отверстия (618) в верхней схемной плате (608);
клетку (620) с переходным отверстием, проходящую между нижней схемной платой и верхней схемной платой возле центрального штыря;
питающую линию (624), проходящую между нижней схемной платой и верхней схемной платой внутри клетки с переходным отверстием; и
датчик (626) излучателя, выполненный на нижней схемной плате и соединенный с питающей линией.
Пункт 15. Подсистема по пункту 13, в которой каждый антенный мозаичный элемент (602a-602d) содержит множество сторон и выполнен с возможностью конфигурирования масштабирования в любом плоскостном направлении благодаря распределительной сети, выполненной по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия, радиочастотные RF сообщения связи и данные, и находящейся в промежуточной области между смежными мозаичными элементами.
Пункт 16. Подсистема по пункту 15, в которой подсистема (102, 402, 600), реализованная на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, выполнена с возможностью масштабирования посредством добавления или удаления смежных антенных мозаичных элементов в любом плоскостном измерении.
Пункт 17. Способ (900) передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи, согласно которому:
- обеспечивают подсистему (102, 402, 600), реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки и выполненную с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи (902); и
- обеспечивают встроенный модульный блок (104) электронных средств, выполненный с возможностью управления работой подсистемы (912), реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, при этом встроенный модульный блок электронных средств содержит:
радиолокационный модуль (336), выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов, при этом радиолокационный модуль выполнен с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, и
модуль (322) связи, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема сигналов связи, при этом модуль связи выполнен с возможностью передачи и приема сигналов связи через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки.
Пункт 18. Способ по пункту 17, согласно которому дополнительно:
размещают множество антенных мозаичных элементов (410a-410d, 602a-602d) смежно друг с другом, при этом каждый антенный мозаичный элемент содержит апертуру (604a-604d), реализованную на основе активной фазированной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи (904);
обеспечивают промежуточную область (606) между смежными мозаичными элементами (906); и
размещают распределительную сеть (609) по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия, радиочастотные (RF) сообщения связи и данные -для указанного множества антенных мозаичных элементов в промежуточной области между смежными мозаичными элементами (908).
Пункт 19. Способ по пункту 18, в котором каждый антенный мозаичный элемент (602a-602d) содержит множество сторон, и
согласно которому дополнительно выполняют масштабирование (910) подсистемы (102, 402, 600), реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, в любом плоскостном направлении посредством размещения (908) распределительной сети (609) по меньшей мере для одного из следующего: электрическая энергия, радиочастотные RF сообщения связи и данные - в промежуточной области (606) между смежными мозаичными элементами.
Пункт 20. Способ по пункту 18, согласно которому дополнительно выполняют масштабирование подсистемы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, посредством добавления смежных антенных мозаичных элементов в любом плоскостном измерении (910).
[00059] Технологическая схема и блок-схемы на чертежах иллюстрируют архитектуру, функциональность и работу возможных вариантов реализации систем, способов и компьютерных программных продуктов согласно различным примерам настоящего изобретения. В этом отношении каждый блок в технологической схеме и блок-схемах может представлять собой модуль, сегмент или часть инструкций, который или которая содержит одну или более исполняемых инструкций для осуществления конкретной логической функции (конкретных логических функций). В некоторых альтернативных вариантах реализации функции, отмеченные в блоке, могут выполняться в другом порядке, чем порядок, показанный на фигурах чертежей. Например, два блока, показанные последовательно, на самом деле могут быть выполнены по существу одновременно, или блоки иногда могут быть выполнены в обратном порядке, в зависимости от необходимой функциональности. Следует также отметить, что каждый блок иллюстрации блок-схем и/или технологической схемы и комбинации блоков в иллюстрации блок-схем и/или технологической схемы, может быть реализован посредством систем специального назначения на основе аппаратных средств, которые выполняют конкретные функции, или действия, или может осуществлять комбинации аппаратных средств специального назначения и компьютерных инструкций.
[00060] Терминология, использованная в настоящем документе, служит только в целях описания конкретных примеров и не предназначена для ограничения примеров настоящего изобретения. При использовании в настоящем в настоящем документе формы единственного числа английских артиклей "a", "an" и "the" предназначены для включения в себя также и форм множественного числа, если из контекста явно не следует иное. Также следует понимать, что выражения "содержит" и/или "содержащий", при использовании в настоящем документе, указывают на наличие указанных признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают присутствия или добавления одного или более других признаков, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп.
[00061] Соответствующие конструкции, материалы, действия и эквиваленты всех средств или элементов типа "этап плюс функция" в формуле изобретения предназначены, чтобы включать в себя любую конструкцию, материал или действие для выполнения функции в комбинации с другими представленными в формуле элементами, как положительным образом заявлено в формуле изобретения. Описание настоящего изобретения было представлено в целях иллюстрации и описания, но не является исчерпывающим и не предназначено для ограничения примерами представленного изобретения в раскрытой форме. Специалистам в данной области техники могут быть очевидны модификации и варианты без отхода от объема и идей примеров представленного изобретения. Пример был выбран для описания в целях наилучшего объяснения принципов примеров представленного изобретения и конкретного применения, и обеспечивает возможность специалистам в данной области техники понять примеры представленного изобретения для различных примеров с различными модификациями, которые подходят для рассмотренного конкретного применения.
[00062] Хотя в настоящем документе были описаны и проиллюстрированы конкретные примеры, специалистам в данной области техники будет понятно, что любое расположение, которое рассчитывается для достижения той же цели, может быть заменено для конкретных показанных примеров, и что примеры изобретения имеют другие применения в других средах. Настоящая заявка предназначена для охвата любых изменений или вариантов настоящего изобретения. Последующая формула изобретения не предназначена для ограничения объема примеров настоящего изобретения конкретными примерами, описанными в настоящем документе.
Реферат
Изобретение относится к антенной технике. Многофункциональная радиочастотная "RF" система (100) содержит: подсистему (102, 402, 600), реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки и выполненную с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов и сигналов связи, и встроенный модульный блок (104) электронных средств, выполненный с возможностью управления работой подсистемы, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. При этом встроенный модульный блок электронных средств содержит модуляторную/демодуляторную подсистему (106, 300), содержащую: радиолокационный модуль (336), выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема радиолокационных сигналов, при этом радиолокационный модуль выполнен с возможностью передачи и приема радиолокационных сигналов через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, и модуль (322) связи, выборочно соединяемый с подсистемой, реализованной на основе совместно используемой фазированной антенной решетки, для передачи и приема сигналов связи, при этом модуль связи выполнен с возможностью передачи и приема сигналов связи через подсистему, реализованную на основе совместно используемой фазированной антенной решетки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.
