Резонансная волноводно-щелевая антенная решетка с параллельной распределительной системой на развязанных делителях мощности



Резонансная волноводно-щелевая антенная решетка с параллельной распределительной системой на развязанных делителях мощности
Резонансная волноводно-щелевая антенная решетка с параллельной распределительной системой на развязанных делителях мощности
Резонансная волноводно-щелевая антенная решетка с параллельной распределительной системой на развязанных делителях мощности
Резонансная волноводно-щелевая антенная решетка с параллельной распределительной системой на развязанных делителях мощности
Резонансная волноводно-щелевая антенная решетка с параллельной распределительной системой на развязанных делителях мощности

 


Владельцы патента RU 2610824:

Акционерное общество "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" (RU)

Изобретение относится к области антенной техники. Особенностью заявленной волноводно-щелевой антенной решетки резонансного типа является то, что распределительная система в подрешетке выполнена на развязанных неравновесных делителях мощности, представляющих собой модифицированные двойные Т-мосты с повернутыми носиками Г-образных элементов, а связь распределительной системы с излучающими волноводами осуществляется через гантельные щели в общей широкой стенке. Техническим результатом является улучшение параметров диаграммы направленности и характеристик отражения в рабочем диапазоне частот. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области антенной техники, в частности к резонансным волноводно-щелевым антенным решеткам (ВЩАР).

Известна конструкция резонансной ВЩАР, содержащая излучающие волноводы с излучающими щелями и распределительную систему, представляющую собой возбуждающий волновод с наклонными щелями связи в общей широкой стенке возбуждающего и излучающих волноводов ("Feed Network Design for Airborn Monopulse Slot-Array Antennas", Microwave Journal, June 1988, p.130, Fig.3). Такая распределительная система является последовательной.

Недостатком аналога являются плохие диапазонные свойства ВЩАР, т.к. для последовательной схемы распределения мощности амплитудно-фазовые ошибки в апертуре ВЩАР при отстройке от центральной частоты нарастают наиболее быстро.

Известна конструкция ВЩАР резонансного типа, апертура которой разбита на максимальное количество подрешеток, каждая из которых содержит два излучающих волновода с четырьмя излучающими щелями, а распределительная система включает в себя возбуждающие волноводы для каждой подрешетки с двумя наклонными щелями связи и параллельную схему деления мощности между подрешетками на не развязанных делителях мощности ("A Low Cost, High Performace Point-to-Point Slotted Waveguide Array" Microwave Journal, November 1999).

Такая схема построения резонансной ВЩАР близка к параллельной и обеспечивает значительное улучшение диапазонных свойств ВЩАР по сравнению с последовательной схемой. Например, полоса рабочих частот по критерию КСВн для параллельной схемы возрастает более чем в три раза по сравнению с последовательной схемой.

Недостатками параллельной схемы на не развязанных делителях мощности являются, во-первых, довольно быстрое ухудшение УБЛ при отстройке от центральной частоты из-за переотражений мощности между подрешетками ВЩАР и, во-вторых, сложности построения параллельной схемы деления мощности между подрешетками ВЩАР. Для ВЩАР малых и средних размеров - (5-15)λ с круглой апертурой и со спадающим к краям амплитудным распределением схему построения ВЩАР аналога практически нельзя реализовать, поскольку в этом случае апертура ВЩАР не может быть разбита на одинаковые подрешетки из-за круглой формы и малых размеров апертуры и, кроме того, даже одинаковые по размерам подрешетки будут иметь разный вес из-за спадающего характера амплитудного распределения.

Наиболее близкой по технической сущности является резонансная ВЩАР (патент РФ №2246156, МПК H01Q 21/00, 2003 г.), апертура которой разбита на подрешетки (в качестве примера показано разбиение на четыре одинаковых подрешетки-квадранта), содержащие излучающие волноводы с продольными излучающими щелями, а распределительная система включает систему деления мощности в подрешетках в виде возбуждающих волноводов с наклонными щелями связи для каждой подрешетки и систему распределения мощности между подрешетками (квадрантами) на развязанных двойных Т-мостах. Такая схема построения прототипа является параллельно-последовательной и является наиболее востребованной для ВЩАР малых и средних размеров, особенно для моноимпульсных ВЩАР с четырьмя квадрантами.

Недостатком прототипа являются ограниченные диапазонные свойства ВЩАР с параллельно-последовательной схемой построения. Например, для ВЩАР с круглой апертурой диаметром 8λ, апертура которой разбита на четыре квадранта, диапазон рабочих частот по критериям КСВн≤1.8 и УБЛ≤-20dB составляет (3-4)%.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение диапазонных свойств ВЩАР резонансного типа.

Указанная цель достигается за счет того, что в волноводно-щелевой антенной решетке резонансного типа, содержащей подрешетки, включающие прямоугольные излучающие волноводы с продольными излучающими щелями и распределительную систему в подрешетке, а также распределительную систему между подрешетками на развязанных делителях мощности, распределительная система в подрешетке выполнена на развязанных неравновесных делителях мощности, представляющих собой модифицированные двойные Т-мосты с повернутыми носиками Г-образных элементов, а связь распределительной системы в подрешетках с излучающими волноводами осуществляется через гантельные щели в общей широкой стенке.

Таким образом, в предлагаемом изобретении оказывается реализованной полностью параллельная схема деления мощности на развязанных равновесных и неравновесных делителях мощности вплоть до гантельных щелей связи с излучающими волноводами.

На Фиг. 1 показана распределительная система между подрешетками (квадрантами) ВЩАР на развязанных равновесных делителях мощности. Схема распределительной системы показана с тремя входами- S, DH, DE, что характерно для ВЩАР, используемых в моноимпульсных системах.

На Фиг. 2 показана схема подрешетки (квадранта) предлагаемой ВЩАР, в которой распределительная система построена по параллельной схеме на развязанных неравновесных делителях мощности - 1-5 и связана с излучающими линейками - 6-11 через гантельные щели - обозначены на схеме кружками.

На Фиг. 3 показан развязанный неравновесный делитель мощности, представляющий собой модифицированный малогабаритный двойной Т-мост с повернутым носиком Г-образного элемента - 1, который распределяет мощность между излучающими волноводами - 2 и 3 с продольными излучающими щелями - 4-7 через гантельные щели связи - 8-9.

На Фиг. 4 показан излучающий раскрыв квадранта ВЩАР с изображением мест расположения гантельных щелей связи.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в улучшении параметров диаграммы направленности (ДН) и характеристик отражения (КСВн) в рабочем диапазоне частот.

Технический результат достигается тем, что для предложенной распределительной системы в подрешетке ВЩАР (полностью параллельной на развязанных неравновесных делителях мощности) мощность и фаза сигнала, возбуждающего каждый излучающий волновод, остаются практически постоянными в диапазоне частот, т.к., в отличии от прототипа, определяется не переотражениями от различных щелей связи в возбуждающем волноводе, а делением мощности в неравновесных делителях мощности, которые обеспечивают постоянные значения амплитуды и фазы сигнала в широком диапазоне частот. При этом нужное соотношение мощности сигнала в боковых плечах достигается поворотом носика (горизонтальной части) Г-образного элемента, т.е. модификацией малогабаритного двойного Т-моста. Стабильность мощности и фазы сигнала, возбуждающего излучающие волноводы, в широком диапазоне частот приводит к стабильности параметров ДН в этом диапазоне частот, особенно в E-плоскости. Дополнительным фактором стабильности параметров ДН в предложенной ВЩАР является возможность распределения точек возбуждения излучающих волноводов через гантельные щели по апертуре ВЩАР в отличии от прототипа, в котором все точки возбуждения излучающих волноводов через наклонные щели связи находятся на одной линии; такое распределение точек возбуждения сглаживает амплитудно-фазовые ошибки в Η-плоскости и, соответственно, уменьшает искажения ДН в этой плоскости. По характеристикам отражения (КСВн) предложенная ВЩАР также имеет преимущество перед прототипом по широкополосности. Такое преимущество определяется тем, что вследствие параллельной схемы деления и высоких диапазонных свойств развязанных делителей мощности, характеристика отражения предложенной ВЩАР определяется, в основном, отражением от одного излучающего волновода, в то время как для прототипа - совокупностью излучающих волноводов и возбуждающего волновода в подрешетке.

Таким образом, предложенная ВЩАР позволяет обеспечить по критериям КСВн≤1.8 и УБЛ≤-20dB диапазон рабочих частот 10%, что примерно в три раза превышает диапазон прототипа.

Волноводно-щелевая антенная решетка резонансного типа, содержащая подрешетки, включающие прямоугольные излучающие волноводы с продольными излучающими щелями и распределительную систему в подрешетке, а также содержащая распределительную систему между подрешетками на развязанных делителях мощности, отличающаяся тем, что распределительная система в подрешетке выполнена на развязанных неравновесных делителях мощности, представляющих собой модифицированные двойные Т-мосты с повернутыми носиками Г-образных элементов, а связь распределительной системы с излучающими волноводами осуществляется через гантельные щели в общей широкой стенке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронным средствам связи и радиолокационным системам. Заявлены фазированная антенная решетка и система связи, содержащая данную антенную решетку; причем особенностью указанной антенной решетки является то, что антенная подрешетка в горизонтальной проекции имеет треугольную форму, а излучающие элементы расположены в треугольной решетке на указанной основе из пеноматериала, причем антенная решетка содержит множество целых шестиугольных панелей, каждая из которых собрана из шести треугольных блоков подрешетки, и множество половинок шестиугольных панелей, причем целые шестиугольные панели и половинки шестиугольных панелей расположены так, что образуют плотно упакованный антенный блок.

Изобретение относится к сверхвысокочастотной радиотехнике. Особенностью заявленной антенной решетки с частотным сканированием является то, что антенная решетка выполнена в виде трех механически сочленяемых плит, в первой и с одной стороны второй плитах методом фрезерования на глубину в полширины волноводного канала выполнены каналы змейкового волновода, а с другой стороны второй и третьей плитах - каналы волноводно-щелевых линеек, электрическая связь змейкового волновода с волноводно-щелевыми линейками осуществляется через элементы связи волноводных каналов направленных ответвителей в общей узкой стенке двух волноводов, причем элементы связи в направленных ответвителях выполнены в виде наклонных щелей, а щелевые излучатели в линейках выполнены в виде прямых щелей, возбуждаемых U-образными проводниками полуволновой длины.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для приёма широкополосных сигналов, например, в системе сбора телеметрической информации от бортовой аппаратуры космических аппаратов.

Изобретение относится к вибраторным фазированным антенным решеткам. Особенностью заявленной антенной системы является то, что вторая линейка вибраторов, расположенных под первой линейкой на расстоянии d=λср/2 от нее, состоит из n отдельных симметричных направленных антенн, выполненных в виде полотен, параллельных поверхности земли, из комбинации плоскостных вибраторов, равнобедренной треугольной рамки с протяженностью периметра, равной λср/n, с размещением основания треугольника под первой линейкой, параллельно оси первой линейки, с проводниками боковых сторон, направленными в обратную сторону от направления приемопередачи, и размещенного под первым пассивным рефлектором шлейф-вибратора длиной λср/2n, повернутого точками питания в направлении основания треугольника, на расстоянии λср/4 от него и подключенного к нему перекрещенными при коммутации проводниками боковых сторон рамки.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемопередающих АФАР. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение массы и увеличение вибропрочности антенной решетки.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемо-передающих АФАР. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение массы и увеличение вибропрочности антенной решетки.

Изобретение относится к технике сверхвысокой частоты (СВЧ) и предназначено для использования в фазированной антенной решетке (ФАР) проходного типа с круговой поляризацией К-диапазона в качестве управляющего элемента.

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к антенным решеткам и системам. Целью настоящего изобретения является улучшение параметров ДН двухдиапазонной антенной решетки с одновременным достижением большей простоты и компактности конструкции.

Изобретение относится преимущественно к спутниковым информационным системам. Способ включает формирование межспутниковой линии радиосвязи (МЛР) между космическими аппаратами (КА), расположенными в одной орбитальной плоскости.

Изобретение относится к микрополосковым антеннам, в частности к антенным системам. Заявлена антенная система, содержащая: антенную решетку, которая содержит диэлектрическую подложку прямоугольной формы; множество излучающих панелей, расположенных с определенным интервалом по длине диэлектрической подложки на ее верхней поверхности; и множество соединительных панелей на верхней поверхности диэлектрической подложки, расположенных в соответствии с множеством излучающих панелей, каждая из которых отходит от края диэлектрической подложки и заканчивается на заданном расстоянии от соответствующей излучающей панели; и решетку волноводно-рупорных излучателей, которая содержит металлическую пластину прямоугольной формы, обработанную таким образом, что в поперечном сечении она содержит множество прямоугольных отверстий, расположенных по длине прямоугольной металлической пластины; при этом нижняя часть каждого отверстия выполнена в виде прямоугольного волновода, а верхняя часть - в виде рупора; и желобок заданной глубины с двух сторон отверстий на верхней поверхности прямоугольной металлической пластины, который тянется в направлении расположения множества отверстий, при этом каждый прямоугольный волновод решетки волноводно-рупорных излучателей характеризуется такими же размерами, что и соответствующая ему излучающая панель, и каждый прямоугольный волновод соединен с соответствующей ему излучающей панелью.
Наверх