Антенная решетка

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 . Н 01 0 1/38

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АвтОРСКОМУ СВИДЕтЕЛЬС ВУ

1 (21) 4793874/09 (22) 23.11.89 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Красноярский научно-исследовательский институт радиосвязи (72) С.Н.Дегиаевич, В.К.Симачев и В.В.Никитин (56) !ЕЕ Proc. 1988, 135 Н, М 3. (54) АНТЕННАЯ Р:ЕШЕТКА (57) Использование! печатные антенны С высоким коэффициентом усиления. Сущность изобретения, антенная решетка содержит диэлектрическую подложку 1, на одной сто,5U, 1756992 А1 роне которой расположен металлический экран 2, а на другой — и х и прямоугольных полосковых излучателей 3, где n=2, k=1,2,3..., запитываемых через плосковые Тразветвления 4. С целью увеличения коэффициента усиления и снижения уровня боковых лепестков введейы отрезки полосковых проводников (ПП) 5,.один конец каждого из которых подключен к соответствующему Т-разветвлению 4. Ось симметрии отреза Пй 5 совпадает с осью симметрии Т-разветвления 4 а размеры Пп

5 выбраны определенным образом. 2 ил.

1756992

Изобретение относится к области антенно-фидерных устройств, в частности к печатным антеннам, обладающим высоким коэффициентом усиления.

Известна конструкция антенной решетки (AP), предназначенной для передачи сигналов линейной поляризации, содержащая диэлектрическую подложку, с одной стороны которой сформирован металлический экран, с другой пхп прямоугольных полосковых излучателей, где n=2, k

k=1,2,3,.„, мощность между которыми делится ветвящимся параллельным трактом деления, расположенным в плоскости излучателей.

Недостаток описанной конструкции— низкий по сравнению с расчетным коэффициент усиления и высокий (превышающий расчетный уровень — 13 дБ для равноамплитудного распределения) уровень боковых лепестков за счет рассеянного излучения из неоднородностей микрополоскового тракта деления подводимой к излучателям мощности, Экспериментальные исследования с помощью СВЧ-зонда показали, что основным источником рассеянного излучения мощности является кромка А микрополоскового делителя мощности, согласованного четвертьволновым трансформатором.

Уровень излучения, в зависимости от характеристик используемого диэлектрика и сотласуемых микрополосковых линий (МПЛ}, составляет Риал=(0,05...0,1)Рвх.

Для антенных решеток, имеющих 4х4 излучателей и больше, абсолютная излучаемая мощность из неоднородностей микро.полоскового тракта, как правило, больше мощности, подводимой к каждому из излучателей. Это соотношение тем больше, чем большее количество излучателей входит в состав АР.

Таким образом, в раскрыве антенной решетки кроме направленных источников излучения существует ряд источников рассеянного излучения, обладающих высокой мощностью.

Один из вариантов амплитудно-фазового распределения в раскрыве решетки 8х8 излучателей с учетом рассеянного излучения двух наиболее мощных источников и синтезированная на ЭВМ для этого случая диаграмма направленности в плоскости E приведен на фиг. 2, В другой конструкции 2 печатной антенны; предназначенной для передачи сигналов линейной поляризации, на диэлектрической подложке, имеющей с одной стороны Металлический экран, à с другой стороны сформированы и х и

50 Указанная цель достигается тем, что в известную конструкцию АР, содержащую диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой. п х и прямоугольных полосковых излучателей, где п=2, k=1,2,3,..., запитываемые через полосковые

Т-разветвления, расположенные в плоскости излучателей, введены отрезки полосковых проводников, один конец каждого из которых подключен к соответствующему Т5

35 последовательно повернутых излучателя круговой поляризации, мощность между которыми делится микрополоскомым трактом деления, расположенным в плоскости излучателей, причем отрезки линии тракта подобраны таким образом, что фаза сигнала поворачивается от излучателя к излучателю на 90О, т.е, использован принцип антенн бегущей волны. Таким образом добиваются того, что фаза рассеянного излучения и фаза направленного излучения равны, за счет этого увеличивается усиление АР и уменьшается уровень бокового излучения, Недостатком указанной конструкции является узкая полоса рабочей частоты, ограничиваемая не только полосой пропускания использованных элементов, но и тем что синфазное излучение происходит только в узкой полосе частота, за пределами которой диаграмма направленности АР

"рассыгается. Кроме того, в связи с особенностями компоновки АР, она имеет не квадратную форму, а форму параллелограмма.

Наиболее близким техническим решением является АР, содержащая диэлектрическую.подложку, с одной стороны которой сформирован металлический экран, с другой — и х и прямоугольных излучателей (где п=2, k=1,2,3,...), соединенных параллельk ным трактом деления, расположенным в плоскости излучателей, Уменьшения рассеянного излучения добиваются уменьшением толщины диэлектрической подложки и увеличением ее диэлектрической проницаемости

Недостатком прототипа является рост диэлектрических потерь и потерь за счет усиления электромагнитной связи между излучателями и элементами тракта деления.

Кроме того, при увеличении диэлектрической проницаемости подложки и уменьшении ее толщины сужается полоса рабочих частот излучателей и падает их эффективность. Указанные недостатки приводят к тому, что КПД АР невысок.

Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления AP и снижение уровня боковых лепестков за счет уменьшения рассеянного излучения.

1756992

ВЬЮ. g

Составитель Н. Орлова

Редактор В. Бугренкова Техред М.Мо гентал Корректор M. Петрова р

Заказ 3094 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР f13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 разветвителю, при том ось симметрии отрезка полоскового проводника совпадает с осью симметрии Т-разветвителя, а его длина и ширина равны (0,4...0.6)Л и (0,05...0,1)Л соответственно, где Л вЂ” рабочая длина волны.

Сопоставительный анализ с прототи- 5 лом позволяет сделать вывод, что заявляемая антенная решетка отличается тем, что каждый иэ Т-разветвителей, входящих в тракт деления, дополнен узким отрезком

МПЛ, разомкнутым на конце шириной 10 (0,05;.,0,1) Л и длиной (0,4...0,6) Л, при этом ось симметрии отрезка МПЛ совпадает с осью симметрии Т-разветвления, На фиг.1 и 2 представлена антенная решетка. 15

Антенная решетка содержит диэлектрическую подложку 1, на которой с одной стороны расположен металлический экран 2, с другой n x n прямоугольных излучателей 3, где п=2, k=1,2,3„„, мощность между кото- 20 рыми делится микрополосковым трактом 4 деления, расположенным в плоскости излучателей, Т-разветвители 5, входящие в состав микрополоскового трак га деления, дополнены разомкнутыми на койце отрез- 25 ками полосковых проводников, ось симметрии которых совпадает с осью симметрии

Т-разветвления, а его длина и ширина.рав ны (0,4...0.6) il и (0,05...0,1) Л соответственно, где Л вЂ” длина волны. 30

Антенная решетка работает следующим образом.

Сигнал подается она вход тракта 4 деления и последовательно делится Т-разветвлениями 5, Приходящий на вход каждого из, Т-разветвления 5 сигнал разветвляется в трех направлениях: в выходные плечи и в отрезок полоскового проводника 6. Часть сигнала излучается с разомкнутого конца отрезка полоскового проводника (уровень излучения мал, так как отрезок имеет малую ширину), часть отражается и возвращается в тракт деления. Разделенный Т-разветвителем сигнал поступает на вход излучателей и излучается.

Экспериментальные исследоввания показали, что уровень рассеянного излучения в заявленом решении с каждого разветвителя снижен на величину порядка 10 дБ и составляет 0,005„.0,01 от подаваемой на вход разветвителя мощности, Формула изобретения

Антенная решетка, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой — и прямоугольных полосковых излучателей, где п=2, К-=1,2,3..„запитывак емых через полосковые Т-разветвления, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и снижения уровня боковых лепестков, введены отрезки полосковых проводников, один конец каждого из которых подключен к соответствующему Т-разветвлению, при этом ось симметрии отрезка полоскового проводника совпадает с осью симметрии Тразветвления, а его длина и ширина равны (0,4 - 0,6)Л и (0,05- 0,1g соответственно, где Л вЂ” рабочая длины волны.