Способ сканирования диаграммы направленности линзовой антенны

 

СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ДИАГРАМ№1 НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЗОВОЙ АНТЕННЫ , заключающийся в изменении пока-. зателя преломления материала линзы вдоль апертуры, отличающийся тем, что, с целью расширения сектора сканирования, в первой по направлению распространения волны половине линзы показатель преломления изменяют скачком периодически в пространстве, а во второй половине линзы его изменяют.по пилообразному закону с тем же периодом,при-, чем начальные фазы обоих законов совпадают , а их период выбирают по формуле . - A/A4sin0 , где Д - длина волны я свободном пространстве; Л - пространственный период; ... 0 - заданный угол сканирования, g 00 ел N CD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЦУБЛИН

3(51),Н 01 9 3 34 . 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

CIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (Ы т 1

1;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2650806/18-09 (22) 27. 07. 78 (46) 30. 10. 83. Бюл. М 40, (72) H ° A.Бей и A.Н.Морозов (71) Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н.Э.Баумана (53) 621.396.93.(088.8) (56) 1..Ernest Stern, G.N.Tsandoulas . Ferrosiant Toward Continuons—

Aperture Scanniпд, 1ЕЕЕ Trans.vol.

AP-23, 9 1, 1975, р.15 (прототип) (54)(57) СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЗОВОЙ АНТЕННЫ, заключающийся в изменении пока-. зателя преломления материала линзы вдоль апертуры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения сектора сканирования, s первой. по направлению распространения вол- ны половине линзы показатель преломления изменяют скачком периодически в пространстве, а во второй половине линзы его изменяют по пилообразному закону с тем же периодом,при-. чем начальные фазы обоих законов совпадают, а их период выбирают по формуле (Л . Si B 8 где Л вЂ” длина волны в свободном про- . странстве;

A — пространственный период

8 — - заданный угол сканирования, 9

852119.Изобретение относится х антенной технике и может быть применено в сканирующих антеннах СВЧ, " Известен способ сканирования диаграммы направленности. линзовой asтенны, заключающийся в изменении по- 5 каэателя преломления линзы вдоль апертуры по линейному закону(.1).управление лучом осуществляют регулированием наклона прямой, характеризующей закон изменения показателя преломления линзы.. Для отклонения луча на большой угол продольный размер линзы должен быть достаточно большим, что увеличивает потери в линзе. Кроме того, амплитудное распре-. деление на. выходе линзы существенно ухудшается, Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу.

Цель изобретения — расширение сектора сканирования.

С этой целью при осуществлении способа сканирования диаграммы направленности линзовой антенны, заключающегося .в изменении показателя преломления материала линзы вдоль ее апертуры, в первой по направлению распространения волны половине линзы показатель. преломления изменяют 30 скачком периодически в пространстве,, а во второй половине линзы его изменяют по пилообразному закону с тем же периодом, причем начальные фазы обоих .законов совпадают, а их пе-,35 риод выбирают по формуле

Л A =5th 6 у где Л вЂ” длина волны в свободном прост-, ранстве; 40

Л вЂ” пространственный период;

8 — заданный угол сканирования.

На фиг. 1 изображена линза, вариант выполнения; на .Фиг. 2 — пространственные эпюры изменения показателя преломления линзы, соответствующие линейному (а), пилообразно му (б) и предложенному (в) в изобретении закону; на фиг. 3 и 4— .пространственные эпюры преобразования амплитуды и фазы поля во втором слое 50 линэыу на фиг. 5 изображен график, который иллюстрирует амплитудно-фаэовое распределение на выходе линзы, изображенной на фиг. 1, показатель б . преломления которой изменяется по 55 законам, изображенным на фиг.2.

Линза выполнена (см.фиг. 1) в ви» де отрезка волновода 1, внутри которого расположена ферродиэлектри- 64 ческая пластина 2,показатель преломления и которой может изменяться по заданному закону вдоль осей Х и 2

Поперечные размеры этого волновода5Л х 0,7Л, толщина пластины 0,12Л (Я - длина волны в свободном пространстве). рассмотрим процессы преобразования электромагнитного поля, происход щие в линзе, показатель преломления и которой изменяется в соответствии с предложенным способом.Слой 3 (фиг. 2) преобразует синфаэную нормально падающую возбуждающую волну в переменно-фазную, период осцилляций которой равен периодф изменения показателя преломления (.

Узлы поля приходятся на.скачки показателя преломления линзы, эпюры амплитуды и фазы поля на выходе этого слоя изображены на фиг, 3 и 4 соотвЕтственно в сечении Z-О.

При возбуждении переменно-фазным,. полем второго слоя 4 линзы, показатель преломления е которого изменяется по пилообразному закону, поле преобразуется по законам дифракции

Брэгга в плоскую волну, излучаемую под углом 8 =агсэХп(Л(Л) . На фиг. 3 и 4 изображены пространственные эпюры преобразования амплитуды и фазы поля во втором слое линзы.Обычно дифракция Брэгга наблюдается при наклонном падении плоской волны на диэлектрический слой с синусоидальным изменением показателя преломления..

При малых периодах изменения показателя преломления и оптимальной толщине слоя падающее поле полностью преобразуется в плоскую дифрагированную; волну. В среднем се4ении такого слоя поле изменяет-. ся так, как показано на фиг. 3 и

4 в сечении Z=O т.е. дифракция.

Брэгга возможна и при переменнофазном возбуждении,диэлектрического слоя

При увеличении периода изменения диэлектрической проницаемости, как показывают расчеты н а ЭВМ, н аиболее полное преобразование переменнофазного поля в плоскую волну осуществляет пилообразный захон изменения показателя преломления.

Из графиков, изображенных на фиг, 5, где обозначение законов изменения показателей преломления а, б,в соответствует обозначениям фиг. 2, следует, что для предложена ного. способа сканирования диаграммы направленности линзовой антенны на 803 апертуры,линзы неравномер ность амплитудного распределения не превышает +25%,а отклонение фазового распределения от линейного закона не превышает 0,4 радиан.

При пилообразном законе изменения показателя преломления неравномерность амплитудного и нелинейность фазового распреДеления составляют соответственно +50% и 3 радиан,а для линейного закона - +50% и 1 радиан, 8521 19 соб скан редло енный crioСледовательно, п е сканирования обеспечивает большую равномерность расп амплит аспределения туды поля по раскрыву и лучГ

Тол откиоиетя вача Ю

У шую линейно сть азового распределения.у что ает сектор ск воэможность раш ирит анирования антенны при одно" ь временном увеличении

852119

Разовое росиредеюерм

4иаттудюе,ажллЯМ г я .

Заказ 8159/4 1ираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель, Горелова

Редактор.. Бородкина Техред И.Метелева, Корректор,A.Tÿñêî