Многолучевая антенная решетка

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве широкополосной антенной решетки с круговой поляризацией. Цель изобретения - повышение КПД при увеличении угла анализирования и расширении частотного диапазона. Многолучевая антенная решетка содержит планарную линзу 6, вторые треугольные облучатели 10, делитель мощности 13. Цель достигается тем, что вторые треугольные облучатели 10 расположены на фокальной линии планарной линзы 6, каждая пара смежных треугольных облучателей через две линии передачи неравной длины соединена с двумя выходами сумматоры 13 мощности, вход которого соединен с соответствующим лучевым входом. Указанная совокупность признаков позволяет уменьшить переливание энергии за края противоположного контура планарной линзы 6 при работе многолучевой антенной решетки на передачу, особенно при больших углах сканирования , а также сфазировать электромагнитные колебания на входах сумматора мощности 13, соответствующие данному углу падения электромагнитной волны на антенной решетки при работе на прием, что уменьшает токи в балансных сопротивлениях данного сумматора мощности 13. Расширение частотного диапазона достигается также тем, что антенные элементы выполнены в виде логарифмических эллиптически сжатых двухзаходных спиралей. Приведены математические выражения, описывающие края проводников спирали. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1728905 А1 (51)5 Н 01 0 15/02, 19/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

О

Юиг 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4691540/09 (22) 12.05,89 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт (72) А. В. Рунге, Е. К. Киреев и Г. В, Саенко (53) 621.396.677(088.8) (56) Патент США

М 4490723, кл. 343-754, 1984. (54) МНОГОЛУЧЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА (57) Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве широкополосной антенной решетки с круго-. вой поляризацией. Цель изобретения — повышение КПД при увеличении угла анализирования и расширении частотного диапазона. Многолучевая антенная решетка содержит плана рную линзу 6, вторые треугольные облучатели 10, делитель мощности

13. Цель достигается тем, что вторые треугольные облучатели 10 расположены на фокальной линии планарной линзы 6, каждая пара смежных треугольных облучателей через две линии передачи неравной длины соединена с двумя выходами сумматоры 13 мощности, вход которого соединен с соответствующим лучевым входом. Указанная совокупность признаков позволяет уменьшить переливание энергии за края противоположного контура планарной линзы 6 при работе многолучевой антенной решетки на передачу, особенно при больших углах сканирования, а также сфазировать электромагнитные колебания на входах сумматора мощности 13, соответствующие данному углу падения электромагнитной волны на антенной решетки при работе на прием, что уменьшает токи в балансных сопротивлениях данного сумматора мощности 13. Расширение частотного диапазона достигается также тем, что антенные элементы выполнены в виде логарифмических эллиптически сжатых двухзаходных спиралей. Приведены математические выражения, описывающие края проводников спирали. 3 ил.

1728905

55

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве широкополосной многолучевой антенной решетки с круговой поляризацией.

Известны многолучевые антенные решетки МЛАР с диараммообразующей схемой на основе линзы Рузе или Ротмана.

Одна из известных многолучевых антенных решеток содержит линейную решетку антенных элементов, плоскопараллельный волновод с двумя криволинейными контурами„зонды, расположенные на расстоянии 0,251 от короткозамкнутой стороны первого криволинейного контура и соединенные коаксиальными кабелями с антенными элементами, и рупорные облучатели, расположенные со стороны второго криволинейного контура и соединенные с лучевыми входами.

Недостатками известного устройства являются большие масса и габариты, наличие множества коаксиальных соединителей, создающих отражения, и сложность изготовления.

Указанные недостатки устранены выполнением многолучевой антенной решетки на основе полосковой техники методом печатной технологии.

Одна из известных МЛАР в полосковом исполнении содержит диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположено заземленное основание, а на другой стороне — полосковая структура, состоящая из планарной линзы (аналога плоскопараллельного волновода), треугольных облучателей (аналогов рупорных облучателей и зондов), полосковых линий передачи и печатных монополей, Недостатками известной МЛАР явля ются неудовлетворительное согласование треугольных облучателей и множественные переотражения в планарной линзе.

Наиболее близкой по технической сущности является многолучевая антенная решетка, содержащая линейную решетку антенных элементов и диаграммообразующую схему, выполненную в виде диэлектрической подложки, на одной стороне которой расположено заземленное основание, а на второй — полосковая структура, состоящая из планарной линзы, на первом контуре которой расположены первые треугольные облучатели, соединенные с антенными элементами, а на втором контуре которой расположены вторые треугольные облучатели, попарно соединенные через трехдецибельные сумматоры (делители) мощности с лучевыми входами, причем электрические длины, линий передачи от первого контура планарной линзы, имеющего форму дуги ок5

45 ружности, до каждого из антенных элементов выполнены равными.

Второй контур планарной линзы известной МЛАР выполнен также в виде дуги окружности, только в трех точках совпадающей с фокальной линией планарной линзы. Осевые линии треугольных облучателей направлены радиально, а их продолжения не выходят за границы противоположного контура. Для диапазона волн в пределах 0,52 dÈ, 0,64(где d — ширина общего раскрыва пары треугольных облучателей) ширина диаграммы направленности — ДН, формируемой треугольным облучателем внутри планарной линзы, равна 120, а угол, под которым виден противоположный контур со стороны любого треугольного облучателя, находится в пределах 60- 68, что позволяет получить амплитудное распределение на противоположном контуре с неравномерностью 1 дБ.

Причем для крайних треугольных облучателей равномерность амплитудного распределения достигается постоянством отношения F(a) / г(а) в секторе углов, где

F(а ) — диаграмма направленности, г(р )— зависимость расстояния от данного треугольного облучателя до текущей точки на противоположном контуре от угла а . Треугольные облучатели с уменьшенным в два раза раскрывом, соединенные попарно, обеспечивают улучшение согласования при той же длине треугольного облучателя.

Трехдецибельный сумматор мощности пропускает на выход подводимую энергию без потерь в случае синфазных и равноамплитудных напряжений на входах. В других случаях энергия частично поглощается на балансной нагрузке. Если энергия подводится только к одному из входов, то потери равны 6 дБ. При одинаковых амплитудах на входах потери из-за несинфазности пропорциональны sin Ф/2, где Ф вЂ” сдвиг . г фаз.

Недостатками известной МЛАР являются сравнительно высокие потери (сравнительно низкий КПД) при увеличении угла сканирования и расширении частотного диапазонана, выз ва н н ые несфокусированностью части треугольных облучателей, на втором контуре планарной линзы, нарушением равномерности и симметричности амплитудного распределения при изменении частоты, переливанием части энергии за края противоположного контура, особенно при облучении крайними треугольными облучателями.

1728905 рО; гг =

40 гз=

)в л р <л;

50 г4 =

kK(Р ((k+1)л г5 =

1вневв - 1внув)l Erayy = (в.внут нвнеа)/

/ г

° °

R1= R<> е ;

Цель изобретения — повышение КПД при увеличении угла сканирования и расширении частотного диапазона.

Цель достигается тем, что в многолучевой антенной решетке, содержащей линейную решетку антенных элементов и диаграммообразующую схему, выполненную в виде диэлектрической подложки, на одной стороне которой расположено заземленное основание, а на второй — полосковая структура, состоящая из планарной линзы, на первом контуре которой расположены . первые треугольные облучатели, соединенные с антенными элементами, а на втором контуре — вторые треугольные облучатели, попарно соединенные через трехдецибельные сумматоры (делители) мощности с лучевыми входами, причем электрические длины линий передачи от первого контура планарной линзы, имеющего форму дуги окружности до каждого из антенных элементов выполнены равными, первые треугольные облучатели выполнены таким образом, что проекции их раскрывов на хорду дуги окружности первого контура планарной линзы равны между собой, второй контур планарной линзы выполнен в виде фокальной линии, для которой имеет место следующее соотношение:

Ini = l11+ (n-1) . 0 Sin 9 /Й г, n = 1, 2 ...N, где! ы,111- расстояния от i-го фокуса фокальной линии до середины раскрыва и-го и ближайшего из первых треугольных облучателей, соответственно;

N — общее число первых треугольных облучателей;

0- расстояние между соседними антенными элементами;

9 — текущий угол сканирования;

ã).- относительная диэлектрическая проницаемость материала подложки; причем каждый из вторых треугольных облучателей совмещен вершинами при основании с фокальной линией, а разность длин полосковых линий передачи, соединяющих входы (выходы)- сумматора (делителя) мощности с парой вторых треугольных облучателей выбрана согласно следующему соотношению: где 1внеш и !внут длины полосковых линий передачи к.внешнему и внутреннему, относительно оси планарной линзы, вторым треугольным облучателям пары соответственно;

35 е);фф — эффективная относительная диэлектрическая проницаемость среды для полосковой линии; -Внут и -внеш — расстояния от середины раскрыва внутреннего и внешнего вторых треугольных облучателей пары до точки на дуге первого контура планарной линзы, находящейся в пределах от середины дуги до места пересечения дуги с биссектрисой угла, образованного линиями, соединяющими общую точку раскрывов указанной пары вторых треугольных облучателей с концами дуги первого контура, соответственно, а антенные элементы выполнены в виде логарифмических эллиптических сжатых на последних витках двухзаходных спиралей, расположенных на общей с диаграммообразующей схемой диэлектрической подложке, причем первая из ветвей каждой спирали соединена с полосковой линией передачи и расположена со стороны полосковой структуры,,а вторая ветвь каждой спирали расположена со стороны заземленного основания на введенном в нем щелевом окне и соединена с заземленным основанием периферийным концом, причем внутренний край ветви спирали выполнен согласно следующим расчетным соотношениям: (k+1) z (p, где m, п — числа, определяющие соотношение ширины проводящей и щелевой ветвей спирали;

k — число полувитков спирали, на которых изменяется эксцентриситет эллипса;

R1(p), R2(p) и Ra(p) — известные функции, описывающие. внешний край ветви спирали:

1728905

Rz = Ro e — Ь (p) cos y при0 р л; гз(Р) = "-" прил (у (д

Яз(р ) = Я.е У

Вз = Ro е < !

1 Ьмакс соз г г где Ь вЂ” эксцентриситет эллипса;

Ro, а — параметры логарифмической спирали; р- угол в полярной системе координат.

Совокупность — пара треугольных облучателей, установленных вершинами при основаниях на фокальной- линии планарной линзы и соединенная с входами сумматора мощности линиями передачи неравной длины, проявляет следующие свойства; — позволяет точнее вписаться в фокальную линию по сравнению с одиночным треугольным . облучателем, имеющим удвоенную ширину раскрыва, тем самым улучшить фазовое распределение на противоположном контуре планарной линзы и, следовательно, уменьшить потери в сумматорах мощности особенно для крайних лучевых входов и в более широком частотном диапазоне; — переместить максимум ДН пары треугольных облучателей ближе к середине противоположного контура, несмотря на то, что осевые линии треугольных облучателей, особенно при расположении крайних из них на фокальной линии планарной линзы, направлены в сторону от середины противоположного контура, тем самым, создать на противоположном контуре амплитудное распределение, симметрия которого меньше зависит от частоты и обеспечивает уменьшение переливания энергии за края противоположного контура и, следовательно, позволяет уменьшить потери при увеличении угла сканирования и расширении частотного диапазона; — уменьшить R/ Q, где R — радиус дуги первого контура, — длина волны Bдиэлектрике планарной линзы, обеспечивающее допустимые фазовые искажения, при данной дуге первого контура (длине линейной решетки) и при данном максимальном угле сканирования.

Выполнение антенного элемента в виде логарифмической эллиптической сжатой на последних витках двухзаходной спирали, внутренний край проводника которой описывается выражением г1 (Р) = В (р) В (р -Г): при р О, ч1

Ф)= щЯ.,7 при k zt p (k + 1) zv, в (Ю) RH9 - ):

15 при (k +1 ) z < rp, где m, и — коэффициенты, определяющие соотношение ширины проводника и щели в спирали;

k — число полувитков, где происходит переход от логарифмической спирали к логарифмической эллиптически сжатой спирали;

R>(p ), Rz(p ) и Rs(p) — известные зависимости для внешнего края проводника спирали (проволочного проводника спирали), например вида R> (p) = R<> е >, Вг(р ) = В. е

1 — b - cos p

Кл приводит к возможности выполнения антенного элемента совместно с линией передачи в виде единой полосковой структуры, 40 что невозможно в известном устройстве, при этом уменьшились переотражения в местах соединений и, следовательно, уменьшились потери в широком частотном диапазоне: дополнительное свойство — по45 вышение технологичности изготовления; возможности уменьшения расстояния между антенными элементами до О/ А ии = 0,5; без увеличения взаимной связи между ними, вместо принятого расстояния

50 0

0,52 -т — 0,67 в известных устройст мин вах(5), что позволяет соответственно уменьшить расстояния между первыми треугольнымиоблучателями, обеспечивтре55 буемую ДН и согласование без объединения их в пары через сумматор(делитель) мощности, тем самым добиться уменьшения потерь в широком частотном диапазоне; возможности выполнить логарифмическую. 1728905

10 эллиптически сжатую на последних витках двухзаходную спираль с одинаковым по ее длине волновым сопротивлением, тем самым улучшить ее согласование-с линией передачи и, следовательно, уменьшить потери в широком частотном диапазоне, дополнительное свойство — улучшение коэффициента эллиптичнасти.

Выполнение раскрывов первых треугольных облучателей, увеличивающимся от середины дуги первого контура к периферии, позволяет улучшить амплитудное распределение на антенных элементах, а условие, что их проекции на хорду дуги pasны между собой, позволяет минимизировать фазовые аберрации.

На фиг. 1 изображена печатная плата многолучевой антенной решетки со стороны заземленного основания; на фиг. 2 — то же, со стороны полосковой структуры; на фиг. 3 — схема выбора точки на первом контуре планарной линзы.

Многолучевая антенная решетка выполнена в виде печатной платы на диэлектрической подложке. На одной стороне (фиг. 1) печатной платы расположено заземленное основание 1 с щелевым окном 2, на котором расположены вторые ветви 3 антенных элементов, периферийные концы которых соединены с заземленным основанием 1.

Заземленное основание 1 имеет девять отверстий 5 (не показаны) для прохода центральных проводников 50-омных коаксиальных соединителей, являющихся лучевыми входами.

На другой стороне (фиг. 2) расположена полосковая структура, состоящая из планарной линзы 6, на первом контуре(пунктирная линия) которой расположены первые треугольные облучатели 7, соединенные полосковыми линиями 8 передачи с первыми ветвями 9 антенных элементов, на втором контуре которой расположены вторые треугольные облучатели 10, соединенные попарно через полосковые линии 11 и 12 передачи с двумя входами соответствующего сумматора (делителя) 13 мощности, выход которого соединен с центральным проводником коаксиального соединителя через отвер-. стие 5 в заземленном основании и диэлектрической подложке (не показано), на боковых контурах которой расположены . третьи треугольные облучатели 14.

Первый контур линзы 5 имеет форму дуги окружности, проведенной из общей точки центральной пары вторых треуголь-. ных облучателей 10. Проекции раскрывов первых треугольных облучателей 7 на ось

ОХ равны между собой.

Второй контур планарной линзы имеет форму фокальной линии, удовлетворяющей условию: расстояние от точки фокальной линии до середины раскрыва одного из пер5 вых треугольных облучателей 6 равно

0(з(п Щ +2 О зЬ 81

«I + . ф = 1 11 + . 1 ° ° °

Г г г

10 где D — расстояние между антенными элементами;

9 — угол сканирования; а - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической подложки;

15 n — порядковый номер облучателя 7.

Фокальная линия рассчитана на 3ВМ с точностью до 10 4 1 от 0 до 60 через 0.5О.

Раскрывы и осевые длины треугольных облучателей 7, 10 и 14 выбраны из условий:

20 на максимальной длине волны рабочего диапазона должен обеспечиваться плавный переход от волнового сопротивления в месте соединения с полосковой линией передачи к волновому сопротивлению в раскрыве

25 треугольного облучателя, при этом необходимая длина осевой линии определена с . учетом эффективной диэлектрической проницаемости, в зависимости от ширины полоски; на минимальной длине волны

30 рабочего диапазона должно обеспечивать.ся совпадение фазового центра с раскрывом треугольного облучателя или фазовое запаздывание на краях раскрыва не более л/4.

35 Треугольн ые облучатели 14 соединены с согласованными нагрузками, второй конец которых перемычкой соединен с заземленным основанием 1.

Сумматоры (делители) 13 мощности вы40 полнены в виде двух полуколец длиной 0,25 ! р (где 1 р средняя длина рабочего диапазона с учетом диэлектрика и ширины полоски) с волновым сопротивлением 100 Ом, соединенных с одной стороны с 50-омным .

45 коаксиальным соединителем, а с другой— нагруженных на балансную нагрузку 200 Ом и на полосковые линии 11. и 12 передачи, имеющие каждая волновое сопротивление

100 Ом.

50 Полосковая линия 11 передачи, идущая . от внешнего, относительно середины второго контура планарной линзы 6 второго треугольного облучателя 10, имеет большую электрическую длину, чем полосковая линия

55 12 передачи, идущая от внутреннего второто треугольного облучателя 10 той же пары.

Разность электрических длин полосковых линий 11 и 12 передачи определяется расчетно.по разности расстояний от вы1728905

12 бранной точки 15 на первом контуре до середин раскрывов вторых треугольных облучателей 10, образующих пару. Точка 15 выбирается в интервале от середины 16 первого контура (фиг. 3) до места пересечения с биссектрисой 17 угла, под которым виден первый контур из общей точки пары вторых треугольных облучателей 10.

Разность электрических длин полосковых линий 11 и 12 уточняется экспериментально по амплитудному распределению, сохраняющему симметрию в требуемом частотном диапазоне при подаче энергии на соответствующий лучевой вход.

Антенные элементы выполнены в виде логарифмических эллиптически сжатых на последних витках двухзаходных спиралей.

Внешний край ветвей 3 и 9 спирали описывается выражением

В1 = Roе (», где -7/6 л »p»0;

R2 = В» Еа 1 1 О б 6ЗЛ ГдЕ

Х.

О»р»Зл > -0,64 - 2 р зл" т

Rs- R0å — cos где

1

Зл»р

Внутренний край ветвей 3 и 9 спирали описывается выражением

-a2X г1- 4 е з еа при л/2» р»0 а2Л

r<=Roе 3 е Р х W а2Х гз=йое 3 е < х к ь при л»p»Зл аа2Л г4-Яе з е

; И6(» -а64 „—.. х (1.- а64 соз p) ° (1 - 0,64 соР iр) при Зж» р»4л

Ветви 3 и 9 спиралей ограничены по прямоугольнику размером (0,8x0,5) Ж 1ин .

Ветвь 8 спирали соединена с соответствующей полосковой линией 8 передачи, имеющей волновое сопротивление 80 Ом, равное входному сопротивлению двухзаходной спирали, при этом спиральный участок полосковой линии 8 передачи расположен над ветвью 3 спирали.

Полосковые линии 8 передачи имеют одинаковую длину. Выравниваниедлин осуществлено за счет меандровых изгибов.

Лучшие результаты по коэффициенту

5 эллиптичности достигнуты при выполнении краев ветвей 3 и 9 спирали согласно выражению а 2Л г1-Яо е з е < при — <»y»0

10 при этом в R>(p) угол изменяется от

Зл

- — до О

4 а.л г=Roe g, е х

15 I х при0» р»л", 1 0,64p/Зл cos p

a ..К гз= Кое е » х

20 ф ю) ( при л»p»Зл; а X

r R -" .е » х

1 -0,36 (3 — 0,64 — -)

ЗЮ

30 (1 0,64cos р) (1 — 0.64 — — соэ у)

Зл при Зz»р «»4л а волновое сопрбтивление полосковой линии 8 передачи в месте соединения с ветвью

9 спирали увеличено до 130 Ом.

Для работы в одной полусфере, ограниченной плоскостью антенных элементов, могут быть введены общий рефлектор или резонаторы в форме параллелепипеда с раскрывом (0,8х0,5) ill и глубиной (0.2540 0,35) мин .

При этом для расширения диаграммы направленности отдельного антенного элемента резонатор может быть заполнен поглотителем. Полосковая структура может

45 быть также выполнена в симметричном исполнении с двумя заземленными основаниями 1.

Многолучевая антенная решетка, выполненная на диэлектрической подложке

50 e - 3 8 имеет 14 антенных элементов и 9 лучевых входов. Ее габариты (7,5х7,0) Q« .

P/ мин = 6,7. Лучи МЛАР направлены под

0, 1- 11,5; + 23,5 35; й51 и имеют для iT=Линн ширину луча 11,4; 11,6; 12,4; 13,9 18

55 соответственно, что обеспечивает при it;—

=Минн пересечение лучей на уровне -3 дБ и

О сектор обзора +60, а для il-- 2 4 ин, пересечение на уровне -0,7 дБ и несколько больший сектор обзора.

1728905

Выполнены МЛАР, имеющие двенадцать антенных элементов и девять лучевых входов на диэлектрических подложках с e =

=2,8 и e = 2,5; а также в виде симметричной полосковой структуры на диэлектрических подложках с е = 2,5.

Многолучевая антенная решетка работает следующим образом.

Падающая на антенные элементы электромагнитная волна согласованной поляризации возбуждает в активной области каждой логарифмической двухзаходной спирали поверхностную волну, которая распространяется к центру спирали, постепенно трансформируясь в волну ТЕМ двухпроводной линии, проводниками котооой являются ветви 3 и 9 спирали, Согласованной эллиптической поляризацией для первой полусферы пространства, например, со стороны заземленного основания 1 будЬт, например; левая эллиптическая поляризация, а для второй полусферы пространства, со стороны полосковой структуры, согласованной поляризацией будет правая эллиптическая поляризация.

Волна ТЕМ двухпроводной линии в центре спирали трансформируется в волну ТЕМ несимметричной полосковой линии, полоской которой является полосковая линия 8 передачи, а заземленным основанием— ветвь 3 спирали и затем заземленное основание 1. От раскрывов первых треугольных облучателей 7 в планарной линзе 5 распространяются цилиндрические волны ТЕМ, фазы которых зависят от угла падения падающей электромагнитной волны на антенные элементы.

Цилиндрические волны ТЕМ в зависимости от сдвига фаз между ними фокусируются в соответствующих точках второго контура и возбуждают соответствующие раскрывы пары вторых треугольных облучателей 10, причем внешний второй треугольный облучатель 10 пары (внешний относительно середины второго контура планарной линзы) возбуждается с опережением по фазе относительно внутреннего треугольного облучателя 9 той же пары. Волны ТЕМ несимметричной линии передачи распространяются по полосковым линиям

11 и 12 передачи и приходят к входам сумматора 13 мощности в фазе и с почти одинаковыми амплитудами.

Суммирование мощности происходит почти без потерь на балансном сопротивлении сумматора 13 мощности. Суммирование мощности в сумматорах 13 мощности, соединенных с вторыми треугольными облучателями 10, раскрывы которых расположены вне фокуса данного луча, происходит с потерями на балансных сопротивлениях. Однако эти потери меньше, чем у прототипа, особенно для больщих углов сканирования

5 и в широком частотном диапазоне.

Проведенные испытания подтвердили возможность работы предложенной МЛАР в диапазоне с перекрытием 2:1 с максимал ьным углом сканирования 51 . При этом

10 потери уменьшаются на 1,3 дБ для лучевого входа 35 и на 0,3 дБ для лучевого входа 0 .

Формула изобретения

Многолучевая антенная решетка, содержащая линейную решетку антенных эле15 ментов и диаграммообразующую схему, выполненную в виде диэлектрической подложки, на одной стороне которой расположено заземленное оСнование, a на второй— полосковая структура, соСтоящая из пла20 нарной линзы, на первом контуре которой расположены первые треугольные облучатели, соединенные с антенными элементами, а на втором контуре — вторые треугольные облучатели, попарно соеди25 ненные через трехдецибельные сумматоры мощности с лучевыми входами, причем электрические длины линий передачи от первого контура планарной линзы, имеющего форму дуги окружности, до каждого из

30 антенных элементов выполнены равными, отличающаяся тем, чт о, с целью повышения КПД при увеличенйи угла сканирования и расширении частотного диапазона, первые треугольные облучатели

35 выполнены таким образом, что проекции их раскрывав на хорду дуги окружности первого контура планарной линзы равны между собой, второй контур планарной линзы Bbl полнен в виде фокальной линии, для кото40 рой имеет место следующее соотношение:

Inl = i>i+ (n-1) D (SiA 8lt Ve, и = 1, 2...

N, где ini, I)i — расстояние от 1-го фокуса фокаль45 ной линии до середины раскрыва и-го и ближайшего из первых треугольных облучателей соответственно;

N — общее число первых треугольных облучателей;

50 D — расстояние между соседними антенными элементами; (9 — текущий угол сканирования;

e< — относительная диэлектрическая проницаемость материала подложки, причем каждый из вторых треугольных облучателей совмещен вершинами при основании с фокальной линией, а разность длин полосковых линий передачи, соединяющих входы сумматора мощности с парой вторых

1728905

15 гг =

0 (rp (¹ гз=

¹ (p (g ¹

r4= ю, и

1 — b2 (p) cos у йз=по е

45

55 треугольных облучателей выбрана согласно следующему соотношению: внеш lseyr) / ъГвфф= (Lseyr — .вн ш) /

/ г

ГДЕ !внеш И кивнут ДЛИНЫ ПОЛОСКОВЫХ ЛИНИЙ передачи к внешнему и внутреннему относительно оси планарной линзы, вторым треугольным облучателям пары, соответственно; сг,фф. — эффективная относительная диэлектрическая проницаемость среды для

ПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ, Lâíóò и 1-внеш. — расстояния от середины раскрыва внутреннего и внешнего вторых треугольных облучателей пары до точки на дуге первого контура планарной линзы, находящейся в пределах от середины дуги до места пересечения дуги с биссектрисой угла, образованного линиями, соединяющими общую точку раскрывов указанной пары вторых треугольных облучателей с концами дуги первого контура, соответственно, а антенные элементы выполнены в виде логарифмических эллиптических сжатых на последних витках двухзаходных спиралей, расположенных на общей с диаграммообразующей схемой диэлектрической подложке, причем первая из ветвей каждой спирали соединена с полосковой линией передачи и расположена со стороны полосковой структуры, а вторая ветвь каждой спирали расположена со стороны заземленного основания на введенном в нем щелевом окне и соединена с заземленным основанием периферийным концом, причем внутренний край ветви спирали выполнен согласно следующим расчетным соотношениям:

: а и

1 R7 (p) е R3 (p) — mj ю о;

15 kд (/л ((k+1) г (К+1)№(

k — число полувитков спирали, на которых изменяется эксцентриситет эллипса;

R)(p) Rg(p) и Rg(p) — известные функции, описывающие внешний край ветви спирали;

R = Ro е ;

1 цмакс СОЗ у/ г г

З5 где Ь вЂ” эксцентриситет эллипса;

Ве. а — параметры логарифмической спирали; р- угол в полярной системе координат.

1728905

Составитель А. Рунге

Редактор С. Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай

Заказ 1411 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка Многолучевая антенная решетка 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к зеркальным антеннам

Изобретение относится к радиотехнике , а именно к линзовым сканирующим антеннам

Изобретение относится к радиотехнике

Антенна // 1169054

Линза // 1716584
Изобретение относится к антенной технике , а именно к линзам из искусственного диэлектрика

Изобретение относится к антенной технике

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к остронаправленным антенным системам СВЧ-диапазона

Изобретение относится к антенной технике

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в разнообразных радиотехнических системах с широкоугольным обзором пространства неикаженным лучом

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах с антеннами больших размеров
Наверх