Конформная активная фазированная антенная решетка

Авторы патента:

Неудакин Александр Александрович (RU)

H01Q1 - Элементы конструкции антенн и связанные с ними устройства (устройства для изменения ориентации диаграммы направленности H01Q 3/00)

Владельцы патента RU 2488924:

Федеральное госдарственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при разработке бортовой радиолокационной станции обзора воздушного, наземного и надводного пространства. Техническим результатом является обеспечение широкоугольного сканирования без снижения направленных свойств антенны за счет постоянства эквивалентного излучающего раскрыва. Конформная активная фазированная антенная решетка, содержащая элементарные слабонаправленные излучатели, приемопередающие модули и первичный облучатель, отличающаяся тем, что элементарные излучатели с приемопередающими модулями расположены на корпусе летательного аппарата в виде конформной решетки, которая объединена с первичным облучателем в единую конструкцию. 1 ил.

Известна коротковолновая модульная буксируемая нежесткая активная фазированная антенная решетка, предназначенная для обнаружения объектов в коротковолновом диапазоне. Приемопередающие модули (ППМ) такой антенны расположены на специальном тросу, один конец которого закреплен на летательном аппарате (ЛА), а на другом конце расположен управляемый объект, создающий относительную стабилизацию троса в пространстве и требуемый его прогиб в вертикальной плоскости. Фазирование ППМ осуществляется сигналом возбуждения, формирующимся первичным облучателем, расположенным на другом ЛА. Сигнал возбуждения представляет собой сумму двух сферических волн близких по частоте с целью последующего выделения биений в ППМ, которые в режиме передачи используются как сигнал возбуждения, а в режиме приема как гетеродинный сигнал (см., например, патент РФ на изобретение №2134469 H01Q 1/28).

Основным недостатком такого типа антенн является необходимость использования дополнительного ЛА и управляемого стабилизатора троса. Такая антенная система имеет ограничения по углу сканирования (±45°) и ширине диаграммы направленности в плоскости, перпендикулярной самой решетке, поскольку элементарные излучатели и ППМ расположены на одном тросу с одинаковым шагом подобно линейной антенной решетке (см., например, Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электрическим сканированием (Введение в теорию) / Под ред. Л.Д. Бахраха. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2002. - 187 с.).

Техническим результатом изобретения является расширение углового сектора сканирования антенной решетки и повышение ее разрешающей способности.

Технический результат достигается тем, что в известной активной фазированной антенной решетке, содержащей элементарные слабонаправленные излучатели, приемопередающие модули и первичный облучатель, элементарные излучатели с приемопередающими модулями расположены на корпусе летательного аппарата в виде конформной решетки, которая объединена с первичным облучателем в единую конструкцию.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве элементарные излучатели и ППМ выполнены в виде конформной антенной решетки, расположенной на корпусе ЛА, достоинством которой является широкоугольное сканирование при неизменных свойствах направленности антенны. Данное преимущество достигается за счет постоянства эквивалентного излучающего раскрыва в процессе сканирования, размер которого определяется выбором геометрической формы поверхности антенного полотна (см., например, Воскресенский Д.И., Пономарев Л.И., Филипов B.C. Выпуклые сканирующие антенны / Д.И. Воскресенский. - М.: Сов. радио, 1978. - 304 с.). Конформное расположение излучателей с ППМ на корпусе ЛА позволило их объединить с первичным облучателем в единую конструкцию, и тем самым избавиться от использования дополнительных объектов управления и ЛА. Технология изготовления конформной антенной решетки, встроенной в обшивку ЛА, позволит существенно уменьшить габариты и массу радиолокационной станции в целом (см., например, Чабанов В.А. Технология разработки конформных антенн // Авиационные системы. Научно-техническая информация. - 2007. - №6. - С.19-24).

На фигуре представлен вариант исполнения конформной активной фазированной решетки в виде полусферы, где цифрами обозначены: 1 - вспомогательный излучатель сферических волн с частотой ω₁; 2 - вспомогательный излучатель сферических волн с частотой ω₂; 3 - полусферическая решетка излучателей с радиусом R; 4 - приемопередающий модуль с излучателем.

Устройство работает следующим образом: первичный облучатель состоит из двух вспомогательных излучателей сферических волн 1, 2 с близкими по значению частотами излучения ω₁ и ω₂ соответственно. В качестве вспомогательных излучателей используются полупроводниковые СВЧ-генераторы с открытым концом прямоугольного волновода, достоинством которых является малая масса и габариты. Расстояние между этими излучателями d должно быть на порядок больше излучаемых ими длин волн (исходя из условия меньшего взаимовлияния друг на друга). Сигнал первичного облучателя, представляющий собой сумму двух близких по частоте сферических волн, поступает на вход каждого приемопередающего модуля 4. В ППМ с помощью квадратичного амплитудного детектора выделяются биения, имеющие синусоидальную форму с частотой Ω=ω₁-ω₂. Выходное напряжение квадратичного детектора используется как сигнал возбуждения в режиме передачи и как гетеродинный сигнал в режиме приема. Описанный метод фазирования получил терминологию «нелинейно-дифракционный способ фазирования» (см., например, Степаненко С.Н. Нелинейная дифракция и нелинейно-дифракционное фазирование крупноапертурных антенных решеток // Антенны. - 2009. - №7. - С.55-58.). Сканирование луча диаграммы направленности (ДН) производится путем электромеханического управления угловым положением первичного облучателя, при этом максимум ДН формируется в направлении оси, проходящей через вспомогательные излучатели, в сторону излучателя с меньшей частотой (ось OZ). Для обеспечения широкоугольного сканирования, как вариант конформного расположения излучателей на корпусе ЛА, выбрана решетка в виде полусферы 3 (см., например, Воскресенский Д.И. и др. Многофункциональные полотна антенных решеток // Антенны. - 2006. - №9. - С.5-23), обеспечивающая угловой сектор сканирования порядка 180 град. в произвольной плоскости. Радиус полусферы R определяется рабочей частотой радиолокационной станции Ω и требуемой мощностью излучения. Решетка такого типа может быть размещена в носовой или хвостовой части ЛА, выполненная в виде микрополосковой антенной решетки, встроенной в обшивку ЛА (см., например, Обуховец В.А., Касьянов А.О. Микрополосковые отражательные антенные решетки. Методы проектирования и численное моделирование / Под ред. В.А. Обуховца. - М.: Радиотехника, 2006. - 240 с.), либо вынесена на поверхность фюзеляжа в виде отдельного обтекателя подобно антеннам самолетов дальнего радиолокационного обнаружения.

Конформная активная фазированная антенная решетка, содержащая элементарные слабонаправленные излучатели, приемопередающие модули и первичный облучатель, отличающаяся тем, что элементарные излучатели с приемопередающими модулями расположены на корпусе летательного аппарата в виде конформной решетки, которая объединена с первичным облучателем в единую конструкцию.

Изобретение относится к области дистанционного управления с использованием радиочастот. .

Малогабаритная широкополосная волноводно-рупорная антенна и конструкция антенной решетки на ее базе // 2487447

Изобретение относится к радиолокации, в частности к волноводно-рупорным антенным элементам, используемым в зеркальных антеннах и антенных решетах (АР). .

Способ получения радиопоглощающего никель-цинкового феррита // 2486645

Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры.

Самолетная антенна // 2486644

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в качестве многодиапазонной приемной или передающей антенны в системах связи. .

Устройство для фокусировки типа "линза люнеберга" // 2485646

Изобретение относится к области конструирования направленных антенн, а именно к конструированию устройств для фокусировки при приеме-передаче радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов.

Приемный антенный модуль // 2485645

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к активным антенным модулям. .

Диэлектрический конический излучатель // 2485644

Изобретение относится к антенной технике микроволнового диапазона и может быть использовано в зондирующих устройствах диагностического оборудования при размерах объекта диагностики и диапазоне его перемещений в ближней и промежуточной области (область дифракции Френеля).

Логопериодическая антенна // 2485643

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения в качестве самостоятельной сверхширокополосной антенны, либо в качестве базового элемента антенной решетки.

Способ изготовления спиральной антенны (варианты) // 2485642

Изобретение относится к антеннам, а именно к спиральным антеннам бортовой радиоаппаратуры. .

Сверхширокополосная антенная решетка // 2484563

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны с несколькими видами поляризации: вертикальной, горизонтальной и круговой (эллиптической) правого и левого вращения.

Сверхширокополосная антенна // 2488925

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к рупорно-полосковым антеннам с линейной поляризацией

Планарный излучающий элемент с дуальной поляризацией и антенная решетка, содержащая такой излучающий элемент // 2490759

Изобретение относится к антеннам, а именно к планарному излучающему элементу с дуальной поляризацией, в котором явление электростатических разрядов минимизировано, и к антенной решетке, содержащей такой излучающий элемент

Способ ослабления энергии электромагнитного излучения // 2490762

Изобретение относится к области защиты сухопутной и морской техники от естественного и искусственного излучения

Система для упрощения обработки реконфигурируемой диаграммообразующей схемы в фазированной антенной решетке для телекоммуникационного спутника // 2491685

Изобретение относится к фазированным антенным решеткам, при этом функция формирования диаграммы направленности в пределах фазированной решетки упрощена разделением ее на две стадии, среди которых стадия подрешетки относится к постоянному или нечасто изменяемому набору перекрывающихся подрешеток, а основная стадия обеспечивает реконфигурирование главной схемы в виде многочисленных реконфигурируемых сфокусированных лучей в пределах определенной области покрытия

Корректор поляризации облучателя зеркальной антенны // 2491686

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано, в частности, в зеркальных антенных системах для приема сигналов спутникового телевидения или в зеркальных антеннах земных станций спутниковой связи

Полимерная композиция для поглощения высокочастотной энергии // 2493186

Изобретение относится к полимерным композициям, предназначенным для поглощения воздействующих излучений. Полимерная композиция содержит в качестве основы каучук низкомолекулярный диметилсилоксановый СКТН, катализатор холодного отверждения К-68, в качестве поглощающего наполнителя железо карбонильное радиотехническое Р-10, дополнительно содержит раствор высокомолекулярного каучука СКТ в жидкости полиметилсилоксановой и тетраэтоксисилане или его производных, а также полиэтиленполиамин в качестве регулятора скорости отверждения. При получении полимерной композиции железо карбонильное заранее соединяют с каучуком низкомолекулярным СКТН в смеси с производными тетраэтоксисилана и жидкости полиметилсилоксановой (компонент А). Смесь (компонент А) выдерживают в течение не менее 24 часов. Каучук СКТ соединяют с другой частью жидкости полиметилсилоксановой и производных тетраэтоксисилана (компонент Б) и также выдерживают в течение 24 часов. Компонент А и компонент Б смешивают друг с другом непосредственно перед внесением катализатора. Количество катализатора К-68 или его смеси с ПЭПА определяет суммарную скорость отверждения и регулируемое время потери текучести композиции. Технический результат - получение полимерной композиции с поглощающими свойствами при малой толщине слоя, которая обладает достаточной прочностью и эластичностью вулканизата в широком интервале температур, сокращенным временем отверждения и возможностью регулирования скорости отверждения. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.

Многопротокольная антенна и способ синтеза диаграммы направленности такой антенны // 2494503

Изобретение относится к многопротокольным антеннам и к их конструкциям. Техническим результатом является возможность поддержания работы многопротокольных систем. Способ синтеза диаграммы направленности многопротокольной антенны, включающий: обеспечение по существу одинаковых поверхностных токов на обоих выступах антенны для формирования почти горизонтальной диаграммы направленности в дальней зоне в диапазоне более низких частот; обеспечение большей величины поверхностных токов на правом выступе для формирования диаграммы направленности в дальней зоне с большой величиной горизонтальной компоненты в диапазоне более высоких частот и обеспечение большей величины поверхностных токов на левом выступе для формирования асимметричной диаграммы направленности в дальней зоне в диапазоне средних частот, причем эллиптическое сужение правого выступа имеет меньшую величину по сравнению с левым выступом, и точка подсоединения антенного фидера расположена ближе к правому выступу, чем к левому выступу. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.

Антенный обтекатель // 2494504

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих нагрузок: тепловой - при менее значительной силовой и силовой - при менее значительной тепловой, а также при любом соотношении нагрузок на промежуточных траекториях. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку и металлический стыковой шпангоут, соединенные между собой термостойким клеем. Изгибная жесткость внутренней полки шпангоута составляет 85-95% от изгибной жесткости оболочки в поперечном сечении, проходящем через переднюю кромку шпангоута. Длину клеевого соединения определяют при максимальном силовом воздействии, а радиальный зазор между оболочкой и шпангоутом равен максимальному радиальному расширению шпангоута от теплового воздействия на обтекатель. Торцевой зазор между оболочкой и шпангоутом принимается пропорционально радиальному зазору, с коэффициентом пропорциональности, равным соотношению между длиной клеевого соединения и наружным диаметром шпангоута, с учетом модуля нормальной упругости клея. 2 ил.

Линзовая антенна с электронным сканированием луча // 2494506

Предложена линзовая антенна для применения в системах радиорелейной связи с большим коэффициентом направленного действия, обладающая способностью к электронному управлению основным лучом диаграммы направленности за счет переключения между рупорными антенными элементами, расположенными па плоской фокальной поверхности линзы. Электронное сканирование луча обеспечивает возможность подстройки луча при первичной юстировке антенн приемника и передатчика и при небольших изменениях пространственной ориентации РРС вследствие воздействия различных внешних факторов (ветер, вибрации, сжатие/расширение частей несущей конструкции вследствие изменения температуры, и т.д.). Техническим результатом изобретения за счет применения рупорных антенных элементов с оптимизированными параметрами является увеличение коэффициента направленного действия при сохранении возможности обеспечения непрерывного сектора углов сканирования, а также увеличение эффективности излучения и, как следствие, увеличение коэффициента усиления (КУ) линзовой антенны, используемой для организации радио соединения. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 12 ил.

Материал для поглощения электромагнитных волн // 2494507

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к поглотителям электромагнитных волн, в том числе в диапазоне сверхвысоких частот. Технический результат - повышение коэффициента поглощения, механической прочности при сохранении низкого коэффициента отражения материала. Для этого материал для поглощения волн представляет пористый стекловидный материал, включающий более 85 мас.% стеклофазы. Пористый аморфный материал содержит кристаллическую фазу в виде кварца в количестве от 5 до 14,5 мас.% и размером менее 0,5 мкм, а в качестве газообразователя используют сажу в количестве 0,5 мас.%. Поглотитель характеризуется в диапазоне частот от 0,03 до 100 ГГц коэффициентом поглощения в пределах от 11 до 27 дБ/см, коэффициентом отражения -10 до -27 дБ, является сверхширокополосным, негорючим и экологически чистым. 1 табл.