Волноводно-щелевая антенная решетка

 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к волноводно-щелевым антенным решеткам. Задачей изобретения является подавление паразитных дифракционных лепестков в диаграмме направленности антенной решетки при использовании многомодового волновода без диэлектрического заполнения и улучшения согласования антенны. Задача решается таким образом, что в волноводно-щелевой решетке, содержащей полый многомодовый прямоугольный волновод с высотой, не превышающей половины длины волны, запитываемый с одного входа линейной волноводно-щелевой решеткой, возбуждающей в волноводе синфазный фронт волны, с выполненной в широкой стенке волновода плоской периодической решеткой, состоящей из поперечных к оси волновода щелевых излучателей, расположенных в узлах прямоугольной сетки координат, по широкой стенке волновода над излучателями симметрично установлены прямоугольные металлические скобы с высотой, не превышающей половины длины волны, и шириной в половину длины волны. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к волноводно-щелевым антенным решеткам.

Известны конструкции волноводно-щелевых антенных решеток на основе многомодовых прямоугольных волноводов и резонаторов с выполненными на широкой стенке рядами поперечных щелевых излучателей, которые возбуждаются H-плоскостными рупорами с волной типа H10. Недостатком таких конструкций являются большие габариты возбудителя и трудности формирования требуемых амплитудно-фазовых распределений в апертуре решетки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является конструкция волноводно-щелевой антенной решетки на основе многомодового прямоугольного волновода с высотой, меньшей половины длины волны, запитываемой с одного входа линейной волноводно-щелевой решеткой, возбуждающей в волноводе синфазный фронт волны, с выполненной в широкой стенке многомодового волновода плоской периодической решеткой поперечных к оси волновода щелевых излучателей. Недостатком известной конструкции являются потери на излучение в направлении вдоль оси волновода за счет дифракционных лепестков, существующих в диаграмме направленности синфазной антенной решетки на основе полого многомодового волновода, имеющей период, равный длине волны в свободном пространстве. Для подавления дифракционных лепестков многомодовый волновод в прототипе заполняют диэлектриком, что увеличивает диссипативные потери.

Задачей изобретения является подавление паразитных дифракционных лепестков в диаграмме направленности антенной решетки при использовании многомодового волновода без диэлектрического заполнения и улучшение согласования антенны.

Задача решается таким образом, что в волноводно-щелевой антенной решетке, содержащей полый многомодовый прямоугольный волновод с высотой, не превышающей половины длины волны, запитываемый с одного входа линейной волноводно-щелевой решеткой, возбуждающей в волноводе синфазный фронт волны, с выполненной в широкой стенке волновода плоской периодической решеткой, состоящей из поперечных к оси волновода щелевых излучателей, расположенных в узлах прямоугольной сетки координат, по широкой стенке волновода над излучателями симметрично установлены прямоугольные металлические скобы с высотой, не превышающей половины длины волны, и шириной в половину длины волны.

Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента усиления антенной решетки за счет уменьшения потерь и улучшение согласования в рабочей полосе частот.

На чертеже изображена волноводно-щелевая антенная решетка с возбудителем в виде линейной резонансной волноводно-щелевой решетки с продольными щелями связи.

Волноводно-щелевая антенная решетка резонансного типа содержит полый многомодовый прямоугольный волновод 1, возбуждаемый с одного входа 2 линейной волноводно-щеловой решеткой 3 с продольными щелями связи 4, попеременно сдвинутыми относительно середины широкой стенки волновода, расположенными с периодом в половину длины волны в волноводе. Волновод заканчивается короткозамыкающей стенкой 5, удаленной от середины последней щели связи на расстояние в четверть длины волны в волноводе. В широкой стенке многомодового волновода выполнена периодическая решетка из поперечных к оси волновода щелевых излучателей 6, расположенных в узлах прямоугольной сетки координат с периодом в длину волны вдоль оси волновода напротив центров щелевых отверстий связи 4 возбуждающего волновода 3. Выход многомодового волновода 1 замкнут металлической стенкой 7, расположенной на расстоянии в половину длины волны от последнего ряда щелей. Поперек многомодового волновода 1 над рядами щелевых излучателей 6 симметрично установлены металлические скобы 8 с высотой, не превышающей половины длины волны, и шириной в половину длины волны.

Согласно принципу взаимности работа волновода-щелевой антенной решетки может быть рассмотрена только в передающем режиме. Падающая на вход 2 возбуждающей линейной резонансной волноводно-щелевой решетки 3 волна типа H10 создает в щелевых отверстиях связи 4 синфазные вторичные источники напряженности электрического поля, формирующие на входе многомодового волновода 1 синфазный фронт волны, который возбуждает синфазную решетку поперечных щелевых излучателей 6. Далее синфазная волна, возбуждаемая каждым рядом соосных щелевых излучателей 6, распространяется в обе стороны в отрезках многомодового волновода, образованных металлическими скобами 8 и широкой стенкой многомодового волновода 1, и излучается из их линейных апертур 9.

Функциональное назначение металлических скоб 8 заключается, во-первых, в равномерном делении мощности, возбуждаемой каждым рядом излучающих щелей 6, и переизлучении ее синфазными линейными апертурами 9, расположенными с периодом в половину длины волны, что исключает появление в диаграмме направленности антенной решетки побочных дифракционных лепестков. Во-вторых, за счет выбора высоты скоб 8 можно регулировать связь излучающих щелей с волной многомодового волновода, которая в прототипе регулируется только за счет выбора длины нерезонансных излучающих щелей. Эквивалентная проводимость излучающих щелей со скобами, имеющими резонансный размер, может иметь чисто активный характер, что улучшает согласование в полосе частот резонансных антенных решеток последовательного питания в отличие от прототипа, в котором используются нерезонансные излучающие щели.

Использование изобретения позволяет уменьшить потери излучаемой мощности в направлении главного луча и повысить коэффициент усиления антенной решетки. За счет дополнительной возможности согласования излучателей расширяется полоса согласования антенной решетки.

Формула изобретения

Волноводно-щелевая антенная решетка, содержащая полый многомодовый прямоугольный волновод с высотой, не превышающей половины длины волны, запитываемый с одного входа линейной волноводно-щелевой решеткой, возбуждающей в волноводе синфазный фронт волны, с выполненной в широкой стенке волновода плоской периодической решеткой, состоящей из поперечных к оси волновода щелевых излучателей, расположенных в узлах прямоугольной сетки координат, отличающаяся тем, что по ширине волновода над щелевыми излучателями симметрично установлены металлические скобы с высотой, не превышающей половины длины волны, и шириной в половину длины волны.

РИСУНКИ

Рисунок 1