Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа (варианты)



Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа (варианты)
Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа (варианты)
Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа (варианты)

 


Владельцы патента RU 2501131:

Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения (RU)

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к активным фазированным антенным решеткам (АФАР), которые предназначены для использования в РЛС. Техническим результатом является создание элемента АФАР отражательного типа с более высоким коэффициентом полезного действия и более низким уровнем шумов, способного работать в составе АФАР отражательного типа с двумя ортогональными круговыми поляризациями. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа, содержащий излучатель, фазовращатель проходного типа, усилитель, волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, вход которого соединен с выходом фазовращателя, входом соединенным с излучателем, при этом выходы волноводного селектора круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций подключены ко входам волноводно-полосковых переходов, к выходам которых подключен усилитель. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к активным фазированным антенным решеткам (АФАР), состоящим из элементов АФАР отражательного типа, которые предназначены для использования в РЛС.

Известен излучатель-фазовращатель отражательной фазированной антенной решетки, содержащий соосно размещенные ферритовый элемент, соленоид для его намагничивания, цилиндрическую муфту из немагнитного проводящего материала, причем ферритовый элемент выполнен в виде втулки, закрепленной одним из торцов на вновь введенном экране из магнитного материала (А.с. СССР на изобретение №843048, H01Q 21/00, 1979 г.).

Недостатком данной конструкции является отсутствие усилительного элемента.

Известен элемент фазированной антенной решетки, работающий на волнах, поляризованных по кругу, содержащий диэлектрический излучатель, волновод излучателя, согласующий волновод, корпус и волноводный ферритовый фазовращатель (Патент РФ на изобретение №2439759, H01Q 21/00, Н01Р 1/19, 2010 г.).

Недостатком данной конструкции также является отсутствие усилительного элемента.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является фазирующее устройство отражательного типа, описанное в активной фазированной антенной решетке с оптическим питанием отражательного типа, содержащее волноводный излучатель, ферритовый фазовращатель и диодный усилитель отражательного типа с управляемым режимом усиления (Патент РФ на полезную модель №17380, H01Q 21/00, 2000 г.).

Недостатками данной конструкции являются:

- возможность работы только на одной поляризации;

- низкий коэффициент полезного действия;

- малый динамический диапазон;

- высокий уровень шумов.

Перед авторами стояла задача создания элемента АФАР отражательного типа с более высоким по сравнению с прототипом коэффициентом полезного действия и более низким уровнем шумов, способного работать в составе АФАР отражательного типа с двумя ортогональными круговыми поляризациями.

Задача решена за счет того, что в элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа, содержащий излучатель, фазовращатель проходного типа и усилитель, дополнительно введен волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, вход которого соединен с излучателем, а к его выходам подключены волно-водно-полосковые переходы, к выходам которых подключен усилитель.

Усилитель выполнен в виде проходного твердотельного усилителя.

Фазовращатель введен в состав проходного твердотельного усилителя, причем фазовращатель выполнен в виде цифрового фазовращателя.

В элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа, содержащий излучатель, фазовращатель проходного типа и усилитель, дополнительно введен волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, вход которого соединен с выходом фазовращателя, входом соединенным с излучателем, при этом выходы волно-водного селектора круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций подключены ко входам волноводно-полосковых переходов, к выходам которых подключен усилитель.

Фазовращатель выполнен в виде волноводного двухмодового ферритового фазовращателя.

Излучатель выполнен в виде диэлектрической антенны.

Волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций заполнен диэлектриком и выполнен в виде поляризатора с перегородкой.

Заявляемый элемент АФАР отражательного типа обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемый элемент АФАР отражательного типа, по мнению заявителей и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. неизвестен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется при помощи чертежей, где:

- на фиг.1 представлена структурная схема элемента АФАР отражательного типа (вариант 1);

- на фиг.2 представлена структурная схема элемента АФАР отражательного типа (вариант 2);

- на фиг.3 представлен волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций.

Элемент АФАР отражательного типа по варианту 1 состоит из излучателя 1, выполненного в виде диэлектрической антенны, подключенного ко входу волноводного селектора 2 круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, к выходам которого подключены два волноводно-полосковых перехода 3 и 4, к выходам которых подключен проходной твердотельный усилитель 5, в состав которого входит цифровой фазовращатель 6.

Элемент АФАР отражательного типа по варианту 2 состоит из излучателя 1, выполненного в виде диэлектрической антенны, подключенного ко входу волноводного двухмодового ферритового фазовращателя 7, к выходу которого подключен волноводный селектор 2 круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, к выходам которого подключены два волноводно-полосковых перехода 3 и 4, к выходам которых подключен проходной твердотельный усилитель 5.

Применение в схеме усилителя проходного типа позволило использовать в качестве усилительных элементов интегральные транзисторы, что, в свою очередь, позволило снизить уровень шумов, расширить динамический диапазон и повысить коэффициент полезного действия.

Устройство по варианту 1 работает следующим образом. Электромагнитная волна с круговой поляризацией (например, правой), принимаемая излучателем 1, проходит через волноводный селектор 2 круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, где преобразуется в линейно-поляризованную и через волноводно-полосковый переход 3 поступает на вход проходного твердотельного усилителя 5, в состав которого введен цифровой фазовращатель 6. Усиленная электромагнитная волна получает необходимый фазовый сдвиг, проходит через волноводно-полосковый переход 4 и поступает на выход волноводного селектора 2 круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, в котором претерпевает обратное преобразование в волну с круговой поляризацией, ортогональной принимаемой, а затем излучается в открытое пространство при помощи излучателя 1.

Устройство по варианту 2 работает следующим образом. Электромагнитная волна с круговой поляризацией (например, правой), принимаемая излучателем 1, проходит через волноводный двухмодовый ферритовый фазовращатель 7, приобретает необходимый фазовый сдвиг и поступает на вход волноводного селектора 2 круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, где преобразуется в линейно-поляризованную и через волноводно-полосковый переход 3 поступает на вход проходного твердотельного усилителя 5. Далее усиленная электромагнитная волна проходит через волноводно-полосковый переход 4 и поступает на выход волноводного селектора 2 круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, в котором претерпевает обратное преобразование в волну с круговой поляризацией, ортогональной принимаемой, проходит через волноводный двухмодовый ферритовый фазовращатель 7, приобретает необходимый фазовый сдвиг и излучается в открытое пространство при помощи излучателя 1.

Таким образом, излученная электромагнитная волна всегда ортогональна принимаемой. Если элемент АФАР должен принимать электромагнитную волну с левой круговой поляризацией, необходимо вход проходного твердотельного усилителя 5 подсоединить к волноводно-полосковому переходу 4, а выход - к волноводно-полосковому переходу 3.

Предлагаемый элемент АФАР конструктивно прост и технологичен. Для его реализации в условиях серийного производства нет необходимости разработки сложных технологических приспособлений и использования дорогостоящих технологических процессов. Таким образом, практическая реализация предложенного элемента АФАР не вызывает сомнений, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

1. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа, содержащий излучатель, фазовращатель проходного типа и усилитель, отличающийся тем, что в него дополнительно введен волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, вход которого соединен с излучателем, а к его выходам подключены волно-водно-полосковые переходы, к выходам которых подключен усилитель.

2. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.1, отличающийся тем, что усилитель выполнен в виде проходного твердотельного усилителя.

3. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.1, отличающийся тем, что фазовращатель введен в состав проходного твердотельного усилителя, причем фазовращатель выполнен в виде цифрового фазовращателя.

4. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.1, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде диэлектрической антенны.

5. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.1, отличающийся тем, что волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций заполнен диэлектриком и выполнен в виде поляризатора с перегородкой.

6. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа, содержащий излучатель, фазовращатель проходного типа и усилитель, отличающийся тем, что в него дополнительно введен волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, вход которого соединен с выходом фазовращателя, входом соединенным с излучателем, при этом выходы волноводного селектора круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций подключены ко входам волно-водно-полосковых переходов, к выходам которых подключен усилитель.

7. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.6, отличающийся тем, что фазовращатель выполнен в виде волноводного двухмодового ферритового фазовращателя.

8. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.6, отличающийся тем, что излучатель выполнен в виде диэлектрической антенны.

9. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа по п.6, отличающийся тем, что волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций заполнен диэлектриком и выполнен в виде поляризатора с перегородкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области антенной техники, приборам и устройствам для излучения акустических волн в заданный сектор или зону обзора. .

Изобретение относится к радиотехнике, п частности к ашенной технике и мо-кет быть использовано в радиопередающих и радиоприемных системах Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия Отражательная антенная решетка содержит вибраторы, расположенные на диэлектрической подложке, упраппяемые комплексные сопротивления на два состояния , экран, облучатель.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к спиральным антеннам диапазона ДКМВ. Техническим результатом является снижение трудоемкости установки антенны.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников.

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.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. .

Изобретение относится к области техники СВЧ, в том числе - к антенной технике, для концентрации СВЧ-энергии на определенной поверхности (площади) и может найти свое применение в сельском хозяйстве и лесной отрасли для сушки облучаемых объектов с помощью СВЧ-излучения для обеспечения равномерного СВЧ-излучения по всей длине и ширине (площади) облучаемого объекта.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к микрополосковым антеннам для применения в глобальных навигационных спутниковых системах (GNSS). .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого электрического сканирования лучом антенной решетки (АР). .

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре, в частности к конструкции корпуса изделия, используемого в радиоэлектронной промышленности. .

Изобретение относится к области антенной техники. Технический результат - повышение эксплуатационных возможностей решетки. Способ размещения элементов на разреженной фазированной антенной решетке, при котором на регулярной сетке узлов элементы размещают по методу двумерных разностных множеств, отличается тем, что фазированную антенную решетку формируют из набора подрешеток, каждая из которых состоит из φ(m)-1 элементов, где числовой модуль m принимает значения pα, 2рα, α - число натурального ряда, p - простое число, φ(m) - функция Эйлера, и максимальное количество подрешеток равно φ(φ(m)) - числу первообразных корней числа m, при этом каждый из φ(m)-1 элементов данной подрешетки размещают в узлах сетки по одному на каждом столбце и не более чем по одному, на каждой строке так, что для j-го элемента номер строки k определяют по заданному номеру столбца j по правилу: k=(gl)jmodm, где gl - l-й первообразный корень числа m, l принимает значения от 1 до значения, равного числу первообразных корней модуля m: φ(φ(m)), номер столбца j изменяется от 1 до φ(m)-1, номер строки k изменяется в диапазоне от 1 до m, принимая все значения за исключением кратных m. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил.

Изобретение относится к антенной технике радиосистем навигации, посадки, управления воздушным движением. Технический результат - обеспечение устойчивой работы самолетного радиооборудования UHF частотного диапазона при круговом обзоре пространства в азимутальной плоскости, в том числе в интерференционных зонах и в L, S частотных диапазонах при значительных кренах летательного объекта. Система содержит передние UHF антенну, две L, S антенны горизонтальной поляризации, L, S антенну вертикальной поляризации, задние UHF, L, S антенну горизонтальной поляризации и L, S антенну вертикальной поляризации, коммутационно-разделительное устройство, устройство управления, пять коммутаторов на два направления, пять частотно-разделительных устройств, управляемый фазовращатель. Устройство управления входами соединено с UHF, L, S радиооборудованием, гировертикалью, определителем курсового угла радиомаяка, а выходами - с коммутационно-разделительным устройством, коммутаторами и фазовращателем. Коммутаторы соединены с одной стороны с коммутационно-разделительным устройством, а с другой стороны с антеннами непосредственно или через частотно-распределительные устройства, а с задней антенной горизонтальной поляризации - через фазовращатель. 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи и радиоконтроля. Технический результат - повышение помехоустойчивости приема сообщений путем повышения чувствительности, динамического диапазона по интермодуляции и надежности. Для этого приемный радиоцентр (ПРЦ) дополнительно содержит антенную систему (АС) из n направленных антенн, соответствующих n многоканальным радиоприемным устройствам (МРПУ), n двунаправленных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), n блоков обработки сигналов (БОС), локальную вычислительную сеть (ЛВС), центр управления каналами радиоприема (ЦУКР), при этом каждое МРПУ содержит входное устройство (ВУ), первый мультиплексор/демультиплексор, первый оптоэлектронный/электронно-оптический преобразователь, первый оптический приемопередатчик, а каждый из m аналоговых каналов (АК) содержит первый блок перестраиваемых фильтров (1БППФ), второй блок управления и контроля (2БУК), управляемый усилитель радиочастоты (УУРЧ), второй блок перестраиваемых фильтров (2БППФ), первый управляемый аттенюатор (1УА), первый управляемый коммутатор (1УК), преобразователь частоты (ПрЧ), управляемый усилитель промежуточной частоты (УУПЧ), второй блок фильтров промежуточной частоты (2БФПЧ), второй управляемый коммутатор (2УК), второй управляемый аттенюатор (2УА) и блок аналого-цифрового преобразования (БАЦП). 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в СВЧ антенной технике в составе фазированных антенных решеток, использующих моноимпульсный метод пеленгации. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы как всей антенны, так и обеспечения независимой работы отдельных квадрантов антенны при работе на различных частотах. Для этого фазированная антенная решетка состоит из панелей излучателей, блоков фазовращателей, линеек ВРС и главного распределителя, содержащего СВЧ-сумматор, четыре основные линейки направленных ответвителей, суммирующее устройство, четыре дополнительные линейки направленных ответвителей, направленный ответвитель, фазирующие секции и согласованные нагрузки, при этом для работы на различных частотах каждую из четырех основных линеек направленных ответвителей главного распределителя выполняют с двумя магистральными волноводами, расположенными параллельно друг другу таким образом, что ответвленные волноводные каналы поочередно имеют общие широкие стенки с элементами связи в них то с одним, то с другим магистральным волноводом, при этом первый и второй магистральные волноводы объединены по входам балансным мостом, входы которого являются двумя независимыми входами линеек направленных ответвителей. 1 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - уменьшение амплитудно-фазовых ошибок поля в раскрыве многолучевой антенной решетки. Для этого многолучевая антенная система состоит из N многолучевых крупноапертурных излучателей (КАИ), каждый из которых обеспечивает максимальный КУ в коническом секторе обзора 8,7° для глобальной космической связи. Используемый М-лучевой КАИ в многолучевой решетке из N таких излучателей при цифровой схеме формирования N лучей позволяет минимизировать общее число излучателей при заданном КУ в секторе обзора и обеспечить формирование MN лучей в секторе обзора. Изобретение позволяет по сравнению с аналогами уменьшить амплитудно-фазовые ошибки поля в раскрыве многолучевой антенной решетки (MAP), состоящей из параболического осесимметричного зеркала и облучателя из 7-и открытых концов круглых волноводов, уменьшить искажения в многолучевой ДН КАИ и увеличить КУ КАИ и MAP в секторе обзора 8,7°. 3 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиолокационных станциях с активными фазированными антенными решетками (АФАР) при цифровом формировании диаграммы направленности и применении в качестве зондирующих импульсных широкополосных линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов. Технический результат - расширение полосы пропускания активной фазированной антенной решетки при цифровом формировании ее диаграммы направленности (ДН) как на передачу, так и на прием и при использовании в качестве зондирующего импульсного широкополосного ЛЧМ сигнала. Для этого в цикле работы АФАР на передачу формируют квадратурные составляющие комплексной огибающей ЛЧМ сигнала, в каждой квадратурной составляющей осуществляют преобразование сигнала в цифровую форму, распределяют цифровой сигнал по антенным элементам, преобразуют полученный сигнал в аналоговую форму, осуществляют перенос его спектра в область несущих частот, усиливают и излучают антенным элементом, формируя суммарную ДН (на передачу), а в цикле работы АФАР на прием сигналы, принятые в каждом m-ом антенном элементе, усиливают, выделяют их комплексные огибающие, осуществляют преобразование полученных комплексных огибающих сигналов в цифровую форму, получают результирующую ДН (на передачу и прием) для каждого цифрового отсчета комплексной огибающей принятого сигнала. 7 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к мобильной радиосвязи сотовой структуры. Технический результат - улучшение равномерности распределения токов и расширение рабочей полосы частот. Синфазная антенная решетка с круговой поляризацией содержит, по меньшей мере, три идентичных антенных элемента, каждый из которых включает расположенные в одной плоскости две петли прямоугольной формы с разрывом каждая, разрывы включены в петли антенного элемента симметрично относительно точки геометрического центра антенного элемента вблизи точек его питания, расположенных в серединах смежных сторон прямоугольных петель, причем положение включения разрывов петель антенных элементов относительно точек питания антенного элемента определяет направление вращения круговой поляризации. Длина сторон прямоугольных петель антенных элементов выбрана в пределах 0.2λ…0.24λ, где λ - средняя длина волны рабочего диапазона, к концу проводника каждой петли антенного элемента, противоположному точке его питания, подключен перпендикулярный смежным сторонам прямоугольных петель антенного элемента отрезок проводника длиной в пределах 0.01λ…0.04λ, изменением длины которого корректируется входное сопротивление антенного элемента, при этом периметр петли антенного элемента выбран в пределах (0.9…1)λ, что при наличии разрыва приведет к образованию в петле антенного элемента бегущей волны распределения тока, обеспечивающего формирование круговой поляризации. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к отражающей решетке для отражающей решеточной антенны. Технический результат состоит в устранении явления дифракции. Для этого отражающая решетка содержит множество элементарных излучающих элементов, образующих отражающую поверхность без резкого перехода, и характеризуется тем, что каждый излучающий элемент отражающей поверхности выбран из совокупности заранее определенных последовательных излучающих элементов, называемой рисунком, при этом первый элемент (1) и последний элемент (9) рисунка соответствуют одной фазе по модулю 360° и являются идентичными, а излучающие элементы (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) рисунка имеют излучающую структуру типа металлического пятна и/или типа излучающего отверстия, постепенно меняющуюся от одного излучающего элемента к другому соседнему излучающему элементу, при этом изменение излучающей структуры содержит последовательность постепенных увеличений, по меньшей мере, одного металлического пятна (25) и/или, по меньшей мере, одного отверстия (27) и появлений, по меньшей мере, одного металлического пятна (25) в отверстии (27) и/или, по меньшей мере, одного отверстия (27) в металлическом пятне (25). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Технический результат - обеспечение доступа к узкополосным сигналам в отложенном режиме и повышение числа одновременно функционирующих каналов приема. Многоканальное устройство радиомониторинга содержит антенную решетку, состоящую из N антенн, выходы которых последовательно подключены к N аналоговым приемным блокам, N АЦП и N DDC, а также k блоков хранения данных с управляемой задержкой и в предлагаемом изобретении реализованы этапы, во-первых, предварительной обработки широкополосного сигнала путем его частотной декомпозиции с помощью фильтрбанков анализа с полным восстановлением, снижения избыточности и хранения в течение требуемого времени отложенного доступа, и, во-вторых, выделения узкополосных сигналов путем считывания из блоков хранения данных с управляемой задержкой требуемого частотно-временного фрагмента широкополосного сигнала, его декомпрессии в блоках декомпрессии данных, восстановления с помощью фильтрбанков синтеза, пространственно-временной обработки в блоках пространственно-временной обработки сигнала и передачи пользователю сигналов через интерфейсы с клиентскими средствами обработки сигналов для их оконечной обработки. 4 ил.
Наверх