Антенная система

 

АНТЕННАЯ СИСТЕМА, содержащая решетку излучателей, источник плоских волн и среду распространения плоских волн, в которой с возможностью вращения установлена уменьшенная модель решетки излучателей, элементы которой соединены фидерами равной длины с соответствующими излучателями , отличающаяся тем, что, с целью упрощения антенной системы путем уменьшения объема и габаритов аппаратуры формирования амплитудно-фазового распределения, исключения паразитных излучений, расширения рабочего диапазона при сканировании в плоскости решетки излучателей , среда распространения плоских в.олн выполнена в виде LC -сетки, ограниченной окружностью радиуса г , состоящей из П-образных ячеек в виде последовательной индуктивности L и параллельных конденсаторов, включенных между узлами, расположенными на плоскости, и подключенной ближайшими узлами к неподвижным контактам, расположенным равномерно на окружности радиуса г , причем отношение индуктивности L, к емкости С и отношение К с электрической длины ячейки ЕЭ 3- к расстоянию между узлами ее включения постоянны для всех ячеек, а сумма R электрических длин ячеек вдоль радиуса не менее 1/2КОАЧ.КС, где k 21Г/А; Л - минимальная рабочая длина волны; максимальный размер решетки излучателей, источник плоских волн выполнен в виде подвижных контактов, расположенных равномерно на половине окружности радиуса Г и соединенных с общей точкой, являющейся входом антенной § системы, линиями, электрическая длина каждой из которых 6, связана с ее (Л угловым расстоянием о(; от середины половины окружности радиуса h и электрической длиной 8 линии,, присоединенной к среднему контакту половины окружности радиуса р , соотноше™ &, E,tR(l-cosoiO, эо к подвижным контактам, расположенным. равномерно по другой половине окруж4ia ности радиуса г , присоединены резисторы величиной 9 и ( R С co5oi; элементы уменьшенной модели решетки излучателей выполнены в виде конденсаторов емкостью Сд,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (1I> (51)4 Н 01 (3/26

ГГ ( R со с ;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3567099/24-09 (22) 17.03.83 (46) 07.10.85. Бюл. И - 37 (72) П.С. Казанский (53) 621.396.677.55(088.8) (56) Патент США Ф 3710330, кл. 343-100, 1973, Патент США - 3262115, кл. 343-100, 1966. (54)(57) АНТЕННАЯ СНСТЕМА, содержащая решетку излучателей, источник плоских волн и среду распространения плоских волн, в которой с возможностью вращения установлена умень-. шенная модель решетки излучателей, элементы которой соединены фидерами равной длины с соответствующими излучателями, отличающаяся тем, что, с целью упрощения антенной системы путем уменьшения объема и габаритов аппаратуры формирования амплитудно-фазового распределения, исключения паразитных излучений, расширения рабочего диапазона при сканировании в плоскости решетки излучателей, среда распространения плоских волн выполнена в виде LC -сетки, ограниченной окружностью радиуса г состоящей из П-образных ячеек в виде последовательной индуктивности L u параллельных конденсаторов, включенных между узлами, расположенными на плоскости, и подключенной ближайшими узлами к неподвижным контактам, расположенным равномерно на окружности радиуса г, причем отношение индуктивности к емкости C и отношение К с электрической длины ячейки — 3 10 Д,C к расстоянию между узлами ее включения постоянны для всех ячеек, а сумма R электрических длин ячеек вдоль радиуса не менее

1/2 К В макс ) где K = 2Г/3;

9 — минимальная рабочая длина волны

З„щ„с- максимальный размер решетки излучателей, источник плоских волн выполнен в виде подвижных контактов, расположенных равномерно на половине окружности радиуса 1. и соединенных с общей точкой, являющейся входом антенной системы, линиями, электрическая длина каждой из которых 3; связана с ее угловым расстоянием о ; от середины половины окружности радиуса и электрической длиной о линии, присоединенной к среднему контакту половины окружности радиуса Р, соотноше5 = f R (1- ñî î ) т к подвижным контактам, расположенным .

Ф равномерно по другой половине окружности радиуса Р, присоединены резисторы величиной элементы уменьшенной модели решетки излучателей выполнены в виде конденсаторов емкостью C = (0,1

0,2)C, расположенных аналогично излучателям решетки в масштабе К /Кс ср и подключенных к узлам 1 С-сетки, а характеристические сопротивления линий Ф; равны сопротивлением соответствующих резисторов ; .

1 1184

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано

10 для управления положением диаграммы направленности при сканировании в плоскости антенной решетки, например, в антенно-фидерных устройствах радиостанций зоновбй сети коротковол.новой радиостанции и коротковолно-вых станций, размещаемых на морских судах или больших, самолетах.

Цель изобретения — упрощение антенной системы путем уменьшения объема и габаритов аппаратуры формирования амплитудно-фазового распределения, исключение паразитных излучений и расширение рабочего диапазона при сканировании в плоскости решетки излучателей, На фиг. I представлена структурная схема антенной системы;на фиг.2 - 20 электрическая схема участка 16 -сетки.

Антенная система содержит решетку излучателей 1, соединенных фидерами

2 равной длины с соответствующими элементами 3 уменьшенной модели ре- 25 шетки излучателей, размещенной на С-сетке 4.

LC -сетка 4 ограничена окружностью радиуса г, на которой равномерно размешены неподвижные контакты 5.

На поворотной плоскости 6 также по окружности радиуса г равномерно установлены подвижные контакты 7, соответствующие неподвижным контактам 5.

К одной половине подвижных контактов

7 присоединены линии 8, длина кото35 рых увеличивается в соответствии с угловым расстоянием, на котором данная линия находится от середины этой половины окружности.

Другие концы всех линий 8 соединены параллельно в точке 9, которая является входом антенной системы.

К другой половине подвижных контактов 7 подключены резисторы 10, 45 величина которых также увеличивается от середины к концам половины окружности.

Элементы 3 уменьшенной модели решетки излучателей представляют собой

50 конденсаторы С, соединенные с узлами 11 (фиг. 2) 1 С -сетки 4. Иежду узлами 11 включены индуктивности .

;а между узлами 11 и корпусом — конденсаторы С„ Для удобства соединения с подвижными контактами 7 струк034 2 тура LC -стеки 4 может быть радиально-кольцевой (фиг. 2). Возможно использование LC -сетки, в основе которой лежит структура квадратной формы.

В этом случае подвижные контакты 7 присоединяются к ближайшим к ним узлам 11 1 С -сетки 4.

Система работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход антенной системы в LC-сетке 4 распространяется плоская волна от источника плоских волн, состоящего из подвижных контактов 7, в сторону резисторов 10. Это обеспечивается выбранными соотношениями между параметрами LC -сетки 4, линий 8 и резисторов 10 и практически полной иэотропностью LC-сетки 4, независимой от ее структуры.

Часть энергии плоской волны ответвляется в элементы 3 уменьшенной модели решетки излучателей, конденсаторы С и далее через фидеры 2 равной длины в излучатели 1, которыми излучается в свободное пространство. Остальная мощность поглощается без отражений резисторами 10.

Из-за того, что C> « C, искажения плоской волны от влияния элементов 3 уменьшенной модели практически несущественны.

Так как сигналы отводятся из плоской волны элементами 3 уменьшенной модели решетки излучателей при сохранении электродинамического подобия в масштабе К(Кс, то амплитудно-фазовое распределение на излучателях 1 решетки обеспечивает синфазный фронт их излучения в направлении плоской волны, распространяющейся в 1,С -сетки

4, показанном стрелками на фиг. 1.

При повороте плоскости 6 вокруг

LC-сетки 4 подвижные контакты 7 переходят на соседние неподвижные контакты 5, изменяется направление распространения плоской волны в LC-сетке 4 и соответственно направление плоского фронта и максимума диаграммы направленности антенной системы.

Так как С„„= (О, 1-0, 2) С, то мощность, подводимая к решетке излучателей, на 14 — 20 дБ ниже мощности передатчика, поэтому предпочтитель но использовать активные излучатели решетки.

1184034

Y Y Y Y Y

Y Y Y Y Y фиг. 1

1184034

Составитель В. Орлов

Текред A.Kèêåìåçåé

Корректор М. Демчик °

Редактор С. Саенко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6278/52 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5