Сканирующая антенная система

 

Изобретение относится к антенно-Фидерным устройствам и может бить использовано в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча, Цель изобретения - уменьшение потерь СВЧэнергии при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн. Сканирующая антенная система содержит первую и вторую антенные решетки 1,5, состоящие из многомодовых управляемых пластин, корректирующие линзы 2, 6, расположенные в раскрывах антенных решеток 1, 5 и две системы преломляющих линз 3, 4. С помо-дью антенной решетки 5 на системах 3, 4 синтезировано фазовое распределение поля, необходимое для формирования антенной решеткой 1 диаграммы направленности в заданном направлении. При этом потепи энергии из-за рассогласования в данной системе существенно меньше, чем в одиночной линзе. 1 ил.

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (! 1) (si)s Н 01 0 3/26

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674962/09 (22) 06.04.89 .(46) 30.10.91. Бюл, М 40 (71} Научно-исследовательский институт радиофизики им. акад. А,А.Расплетина (72) B.Ä,Коротков, Г.В.Маркин и С,8.Кашин (53) 621.396.677(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1314406, кл. Н 01 Q 3/26, 1985. (54) СКАНИРУЮЩАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам и может быть использовано в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча. Цель изобретения — уменьшение потерь СВЧэнергии при сканировании в субмиллиметревом диапазоне волн, Сканирующая антенная система содержит первую и вторую антенные решетки 1, 5, состоящие из многомодовых управляемых пластин, корректирующие линзы 2, 6, расположенные в раскрывах антенных решеток 1, 5 и две системы преломляющих линз 3; 4. С помо;.цью антенной решетки 5 на системах 3, 4 синтезировано фазовое распределение поля, необходимое для формирования антенной решеткой 1 диаграммы направленности в заданном направлении. При этом потери энергии из-за рассогласования в данной системе существенно меньше, чем в одиночной линзе. 1 ил.

) с с!63 6. Изобретение относится:.1 антенно-фидерным устройствам и м!Нке! быть и!спользова!!о в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча, в первую очередь в диапазоне миллиметровых волн.

Цель изобретения -уменьшение потерь

СНЧ-энергии при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн.

На чертеже представлена структурная схема сканирующей а!ггонной системы, Сканирующая система содержит первую антенную решетку 1, состоящую иэ Mногомодовых управляемых пластин и первой корректирующей линзы 2, первую и вторую системы 3 и 4 преломлгнощих линз, вторую ан генну!о решетку 5, втору!о коррсктиру!ощую линзу 6, запитыoàfc,,f!(BB устройство 7 квдзиоптичаскогО типа, Сканирующая антс!!!!ая система работает следующим образом, При! 1Цип коммутац!!Он но "фаэое! ОГО с кс3нирования в предлагаемом устройстве ссуществляется путем синтеза фазового распределения на первой и второй системах преломляющих лIëHB 3 I1 4, необходимого для реализации отклонения главного лепестка на заданный угол. Для обеспечен.»! фазового сканирсвания системы Э и 4 должны располага1ься в однолучевой зоне, где закон возбуждения достаточно плавный. При ее расположении в интерференциîí,loA (миоголучевой) зоне закон воз- буждения имеет осциллиру!Ощий характер, ч го требует как фазового, так и амплитудного управления.

Поскольку каждая из антенных решеток

I и 5 сканирует в ограниченном секторе углов, то для того, чтобы антенная система обеспечивала сканирование в широком угловом секторе, расстояние между воэбу:кдающей решеткой 5 и системами 3 и 4 должно в несколько раз превышать расстояние между системой преломляющих линз

3 и 4 и излучающей антенной решеткой I, т.о, отношение — должно бь. ть равно отноD

CI шению заданного секгорэ сканирования антенной системы к ширине ДН одной управляемой пластины, Запитыва!Ощее устройство 7 выполнвlIo в виде зеркальной BH1BIIH! I, облучающей возбуждающую решетку 5. После прохождения электромагнитным полем возбуждаю, щей решетки 5 иэ многоволновых управляемых пластин формируется участок плоской волны, отклоненный нэ зада!и!ый угол.

Затем корректирующая линза 6 фокусирует пада!Ощу!о на нее плоскую волну íà сооТветству!ощую линзу-призму системы преломляющих линз 3 и 4, )-)аз;!ачение двух систем преломля!ощих линз 3 и 4 — STo корректировка распре-.

5 деления фазы по ce !BI lèfo пучка без заметного изменения его ампличудн!Огo расп ределеи ия, Б резул ьтате получается устройство, в котором осуществляется направле!!ное распространение пучка электромаг ) Î нитных волн, получившее назьание лучевых

BoJllloBopoB или квазиоптической линии передачи. Следует отметить, что преобразование фазового фронта можно осуществить эффективнее квазиоптической линией пере15 дачи, состоящей из набора диэлектрических линз в системах 3 и 4, чем одиночнсй диэлектрической линзой-пр,.змой. При этом суммарная толщина всех линз квазиоптической системы меньше или равна толщине

20 одиночной линзы-призмы, а потери энергии из-за рассогласования в квазиоптической системе сущеcTBGHHo меньша, чем B одиночной линзе-призме.

Профили линз-призм, рассеивающих

25 сфокусированный пучок лучей в лучевой системе координат, связанной с фокусом пучка, описываются системой дифференциальных уравнений

)! Sih U 1)

R =R(el и ссвм(е -!

ЫnU(9) f Sin) (О) п-сое!!(9) с(-.к(О) (>

Il I-os v(9I-! sin V(0) n- cos (9)

40 (IlcosV(0) !) sing(9)

- )(8) г /

n(n-cosU(B4)(II-ñîs (9)!

45 где R — расстояние от начала отсчета системы координат до внешней по отношени!о к нему поверхности линзы„

cI — толщина линзы. отсчитываемая по

50 преломленному лучу, Π— угол. соответствующий направлению луча, и — показатель преломления диэлектрика, 55 V (6), ) ф — углы Отклонения луча BHeulней и внутренней поверхностями линзы соответственно;

R g, 0 Π— и роизводные соо-гветствующих величин по углу О, 1688328

n-i

R(el= R о и cob(819,-<) 15

Й S g(9) е" д(В) (, и-со5(9/2) n11 (-cps(8/а) Г 9)=-2 п

+ и-1 и-со5 (9/2) i фо) -. К(в} и сО5(9И)-!

Составитель Н.Уваров

Редактор Н.Швыдкая Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 3713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Ra, do — начальные значения соответствующих величин, соответствующие лучу с параметром О= О.

При реализации на промежуточной апертуре синтезируемого фазового распределения диаграмма направленности отклоняется на требуемый угол и имеет соответствующую ширину.

Таким образом, при выполнении второй антенной системы, идентичной первой, и использовании двух систем преломляющих линз обеспечивается уменьшение потерь энергии при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн.

Формула изобретения

Сканирующая антенная система, содержащая первую антенную решетку, состоящую из многомодовых управляемых пластин, расположенных в апертуре первой корректирующей линзы, первую систему преломляющих линз, расположенных между первой корректирующей линзой и ее фокальной поверхностью, вторую антенную. решетку, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь СВЧ-энергии при сканировании в субмиллиметровом ди-. апазоне волн, вторая антенная решетка выполнена идентичной первой и введена вторая система преломляющих линз, расположенных между второй корректирующей линзой второй антенной решетки и ее фокальной поверхностью, при этом профиль соответствующих преломляющих линз в первой и второй системе преломляющих

5 линз определяется радиусом-вектором R(0), исходящим из соответствующего каждой преломляющей линзе .фазового центра, и толщиной d(6), которые aûáèðàþòñë из системы уравнений

25 где и — показатель преломления материала преломляющих линз;

R,, dp — начальные значения R(Q и б(ф соответствующие положению луча с В = Оо