Антенна бегущей волны с электрическим сканированием

 

Изобретение относится к антенной технике. Цель изобретения - обеспечение двумерного сканирования, уменьшение мощности управления и получение круговой поляризации излучаемого поля. В антенне токи, протекающие через токовые проводники 2, создают магнитный поток, который замыкается через периодическую гребенчатую решетку (ПГР) 3 и управляемый ферритовый элемент (УФЭ) 1. Изменение магнитного потока приводит к изменению скорости распространения электромагнитной волны, распространяющейся в волноведущей структуре, содержащей УФЭ 1 и слой металлизации. Электромагнитная волна возбуждает линейки излучателей, которые излучают СВЧ-энергию в пространство. В случае использования ПГР 3, на второй стороне 10 которой выполнены пазы 6, излучающими элементами являются излучатели 12 (вибраторы или щели), расположенные на диэлектрической пластине 11 над УФЭ 1 на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны. УФЭ 1 может быть выполнен в виде сплошной пластины или нескольких пластин. Так как магнитная система в антенне является замкнутой, то обеспечивается уменьшение мощности управления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 01 ч 13/00, 13/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч-!. !

4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и ОТИРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4266129/24-09, 4267808 /24-Оо (22) 23.06.87 (46) 30.09.90. Бюп. 9 36 (71) Ленинградский политехнический институт им.М.И.Калинина (72) Э.Ф.Зайцев, Ю.А.Комаров, А.Н.Федотов и Ю.П.Явон (53) 621.396.677 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1072154, кл . Н 01 Q 3/26, 13/10, 1982. (54) АНТЕННА БЕГЛ .ЕЙ ВОЛНЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СКАНИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к антенной технике. Цель изобретения — обеспечение двумерного сканирования, уменьшение мощности управления и получение круговой поляризации излучаемого поля. В антенне токи, протекающие через токовые проводники 2, создают магнитный поток, который замыкается через периодическую греИзобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны с электрическим сканированием в сверхвысокочастотном диапазоне, вплоть до миллиметровых волн.

Цель изобретения — обеспечение двумерного сканирования и уменьшение мощности управления, На фиг,1 представлена структурная схема антенны бегущей волны с электрическим сканированием; на фиг.2 и

3 — то же,вариант.

Антенна бегущей волны с электри1 ческим сканированием содержит управ„„Я1.1„„1596416 А 1

2 бенчатую решетку (ПГР) 3 и управляемый ферритовый элемент (УФЭ) 1. Изменение магнитного потока приводит к изменению скорости распространения электромагнитной волны, распространяющейся в волноведущей структуре, содержащей УЭФ 1 и слой металлизации.

Электромагнитная волна возбуждает линейки излучателей, которые излучают

СВЧ-энергию в пространство. В случае использования ПГР 3, на второй стороне 10 которой выполнены пазы 6, излучающими элементами являются излучатели 12 (вибраторы или щели), расположенные на диэлектрической пластине l1 над УФЭ 1 на расстоянии друг от друга,. равном половине длины волны. 1

УФЭ 1 можете быть выполнен в виде сплошной пластины или нескольких пластин. Так как магнитная система в антенне является замкнутой, то обеспечивается уменьшение мощности управления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. ляемый ферритовый элемент 1, токовые проводники 2, периодическую гребенчатую решетку 3, выполненную из магнитомягкого материала, первые пазы 4, выполненные на первой стороне 5 периодической гребенчатой решетки, вторые пазы 6, перпендикулярные первым и выполненные на одной из сторон периодической гребенчатой решетке. Токовые проводники 2 расположены в первых пазах 4 и в отверстиях, образованных в местах пересечения первых 4 и вторых 6 пазов. Управляемый ферритовый элемент 1 расположен на первой стороне 5 периодической гребенчатой решет1596416 ки 3, при этом одна из соприкасающихся поверхностей металлизирована.

Антенна с электрическим сканированием (фиг.1) содержит третьи пазы 7, выполненные на первой стороне 8 управляемого ферритового элемента 1, выполненного в виде пластины, вторую сторону 9 пластины, которая металлизирована, вторые пазы 6, выполненные на второй стороне 10 периодической гребенчатой решетки 3, при этом суммарная глубина первых 4 и вторых

6 пазов равна толщине периодической гребенчатой решетки 3, диэлектрическую пластину 11, решетку излучателей

12, Антенна бегущей волны с электрическим сканированием на фиг.2 содержит вторые пазы 6, выполненные на 20 первой стороне 5 периодической гребенчатой решетки 3, которая металлизирована. Управляемый ферритовый элемент 1 может быть выполнен в виде сплошной пластины (фиг.2) или в виде нескольких пластин (фиг ° 3) расположенных между вторыми пазами 6 периодической гребенчатой решетки 3, при этом ширина крайних первых пазов 4 периодической гребенчатой решетки больше ширины остальных, а стороны этих пазов, ближайшие к краям периодической гребенчатой решетки имеют скосы.

Антенна бегущей волны с электрическим сканированием работает следующим образом.

Токи, протекающие через токовые проводники 2, создают магнитный поток, который замыкается через периодическую гребенчатую решетку 3 и ферритовый элемент 1. Изменение магнитного потока приводит к изменению скорости распространения электромагнитной волны, распространяющейся в вол45 новедущей структуре, содержащей ферритовый элемент 1, и слой металлизации. Электромагнитная волна возбуждает линейки излучателей, которые излучают сверхвысокочастотную энергию

50 в пространство. В случае использования (фиг. 1) периодической гребенчатой решетки 3 на второй стороне 10 кото рой выполнены вторые пазы 6, излучаю щими элементами являются излучатели

12 (вибраторы или щели), расположен 5 ные на диэлектрической пластине 11 над ферритовым элементом 1 на расстоянии Я/2 друг от друга.

Намагничивание участков ферритового элемента 1 под излучателями 12 (вибраторами или щелями) обеспечивает электрическое сканирование в одной плоскости, а намагничивание участков длиной 1 — в перпендикулярной плоскости.

При использовании (фиг.2) периодической гребенчатой решетки 3, на первой стороне 5 которой выполнены вторые пазы 6, роль излучателей играют первые пазы 4 периодической гребенчатой решетки 3. Намагничивание участков ферритового элемента 1 над первыми пазами 4 периодической гребенчатой решетки 3 обеспечивает сканирование в одной плоскости, а участков над крайними широкими первыми пазами — в перпендикулярной плоскости.

Поле бегущей электромагнитной волны в основном концентрируется в ферритовом элементе 1, который распадается на несколько линейных волноводов, расположенных на расстоянии Л /2 друг от друга. Каждый из линейных волноводов возбуждает, в свою очередь, линейку излучателей: линейку вибраторов (щелей) (фиг.1), либо линейку (фиг.2) первых пазов 4 периодической гребенчатой решетки 3, расположенных на расстоянии Я/2 друг от друга.

Ряды этих линеек образуют плоскую фазированную антенную решетку (ФАР).

Участки периодической гребенчатой решетки 3 длиной 1 эквивалентны трактовым фазовращателям обычной ФАР, их намагничивание создает линейный набег фаз и сканирование лучом в поперечном направлении. Намагничивание остальных участков периодической гребенчатой решетки 3 создает управляемый набег фаз вдоль линейки и сканирование лучом в продольном направлении, т.е. обеспечивается двумерное сканирование лучом.

Поскольку магнитная система в антенне бегущей волны с электрическим сканированием является замкнутой, то обеспечивается уменьшение мощности управления.

Формула изобретения

1. Антенна бегущей волны с электри. ческим сканированием, содержащая управляемый ферритовый элемент, токовые проводники и периодическую гребенчатую решетку, содержащую первые пазы, 15964

6 10

Я г. 1 б

° ° ° б

° ° бб

° °

° ° ° °

1 ° °

° ° ° ° °

° °

° ° б а ° ° Ю ° выполненные на ее первой стороне, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения двумерного сканирования и уменьшения мощности управления, периодическая гребенчатая решетка выполнена из магнитно-мягкого материала и на одной иэ ее сторон выполнены вторые пазы, перпендикулярные первым, токовые проводники расположены в первых пазах и в отверстиях, образованных в местах пересечения первых и вторых пазов, управляемый ферритовый элемент расположен на первой стороне периодической гребенчатой решетки, при этом одна из соприкасающихся поверхностей металлизирована.

2. Антенна по п.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что вторые пазы выполнены на второй стороне периодической гребенчатой решетки, при этом

16 6 суммарная глубина первых и вторых пазов ранна толщине периодической гребенчатой решетки, управляемый ферритовый элемент выполнен в виде плас- тины, на первой стороне которой выполнены третьи . пазы, расположенные над вторыми пазами периодической гребенчатой решетки, при этом металлиэирована вторая сторона пластины.

3. Антенна по п.2, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью получения круговой поляризации излучаемого поля, введена диэлектрическая пластина, расположенная на первой стороне пластины, при этом на расстоянии 1 от краев диэлектрической пластины на ее внешней стороне сформирована решетка излучателей, выполненных в виде крестообразных щелей или вибраторов и расположенных между третьими пазами пластины.

1596416

Составитель А.Немцова

Техред g.Ходайич Корректор С,Черни

Редактор И.Сегляник

Заказ 2914 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101