CS229603B2 - Aerial system - Google Patents

Description

Vynález se týká anténní soustavy pro vyzařováifvlnové energie v žádaném diagramu záření, ' s účirnioSsaí plochou antény, obalující uspořádání nejméně dvou anténních ' prvků rozložených' napříč této účinné plochy pro - vyzařování diagramů vlnové energie v odezvu na buzení vlnovou energií a dále obsahuj cí napájecí obvod pro ' připojení - dodané vlnové - energie k.·.anténním prvkům, mající - přenosovou inku pro každý anténní prvek, ' příslušné přenosové lhnky jsou všechny.spojeny se.společným napájecím obvodem příslušnými vazebnímL články, ' oddělenými mezilehlými energetickým - drahami - vyvolávajícími fázové - poauiuuí, vazební koeficienty příslušných vazebních článků a - délky příslušných energetických - drah, vyvolávacích fázové posunuU, mají takové vzájemné velikosti, že zajišťují přívod vlnové energie na příslušných anténních prvcích s předem určenými relativními fázemi a amppitudarni, čímž se na účinné ploše antény vyvolá sl&žcmé. buzení vlnovou energií, které je vektorovým - součtem většího - počtu dílčích bušení účinné plochy, měřeno. \ v místě uvedeného prvku na účinné ploše, kterážto dílčí buzení zah^J^r^,^:í referenční dílčí - bušení a další dílčí busenn, jež mm jí na účinné ploŠe jak poei—

229 803 tivní'tak i negativní fázovou - změnu vůči referenčnímu . dílčímu bujení.

Je velmi dobře známo, že jakéhokoliv žádaného - diagramu amplitudy záření m$že být přibližně dosaženo použitím kombinace dílčích anténních svazků, které vyplývají z dílčích bušení účinné plochy. Žádaný amppitudový diagprim - vyplývá ze superposice dílčích svazků - v prostoru a odpovídající - složené buzení účinné plochy je určeno sudílčích buzení této - účinné plochy.

V praxi je vhodné zvolit - taková dílčí buzení účinné plochy, která vyzařují ortogonální soustavu dílčích anténních sgazků. - V ortogoláLní - soustavě anténních svazků je každému svazku přiřazen směr macimálního vyzařování a v tomto' směru maaí všechny ostatní svazky v ortogonální soustavě nulové záření. Použití - ortogonální soustavy dílčích anténních svazků vede k - tomu, že existuje odpovídající sestava směrů v prostoru, na každém - z nichž je ampUtuda záření určena - ammUtudou jediného dílčího buzení účinné plochy.

Technika syntézy- diegr^imů může sloužit k určení takového buzení účinné - plochy , ' které • - - 4 . . . ' λ Г; ϊ· ',^:···<· . </--228-.103 . že . ' anténa vyzařuje - . diagram, . - -'-který má jakoi&oliv žádanou ' . amplitudovou' ' - ch^eaktristiku' .

se směrem· Jak se jí všeobecně používá, . - vede' ' technika syntézy diťgprimů- - k ' tomu, · - - že . jedna - . oblast -' - účinné - - plochy antény - má všechna - - bušení - ve fázi· ' - ' Důsled* kem - toho je, - že v - této - oblasti .- účinné - plochy . - anté- \ ny- vzniká - am*s značně . . zesílení - ' dílčích . ' elektromagnetických pooí, . -což - může . vést k - nesnázím -spojeným- í s hustotou - vysoké - energie· - - Déú-ší nevýhodou - .v - pří- -,. - ^padě, že ^{- ú}činná plocha- ant^ény. ' je . us^řádárn . anténních -prvků, - m^sJÍ mít prvky ' . - v oblasti - fázového ' zesílení' ortogonálních buzení - připojeno.к ' - sobě ' . podstatně ' větší - množtví energie . - než - - jaké - - je - spřaženo 1 ' s ostatními prvky- v - - - tomto - uspořiáddálí· - - -Toto - - velké -mnnžžtví- - spřahované . energie . -vyvolává' - .značné - potíže, když se užije - - sériového napájení pro- -připojení . - vlnové energie k prvkům - uvedeného uspořádaní· ;

Účelem - vynálezu. - .proto. - - je -- vytvořit nový a- - - zlepšený - anténní - systém - pro'' ' vyzařování . - vlnové energie - v ' žádaném - di£gp?ímu- - . záření - za - . p^i^žži^íí složeného - buzení účinné - plochy,- - které je . - ..'superposicí -většího- počtu - dílčích ' buzení .účinné - - plochy·

- 5 229 603

U tohoto anténního systému'nemá mít účinná plocha oblast, kde by existovalo podstatné fázové zesílení dílčích buzení účinné plochy.

U zlepšené 'anténní soustavy používající uspořádání anténních prvků má být dále dosaženo té výhody, že amplituda vlnové energie připojené k uvedeným prvkům má rovnomémnjší rozložení na tyto prvky, než ЬлАк mohlo být . dosud dosaženo za použití dosavadních buzení této plochy.

Vynález záleží v tom, že napájecí obvod vlnové energie má přenosovou linku pro každý příslušný anténní prvek a má příslušné vazební koeficienty přjnosových linek a délku mezZlehlých energetických drah pro určení fázového posunutí mezi přenosovými Inkami každého anténního prvku volbou dílčích buzení s positivní fázovou zm^r^tou, jež má vůči referenčnímu buzení průměrné fázové posunuí, jež je první monooonní funkcí fázové změny, a dílčích buzení s negativní fázovou změnou, mající vůči referenčnímu buzení průměrné fázové posunuí, jež je druhou monooonní funkcí fázové změny, přičemž všechna buení, m^ící fázovou změnu vůči rerefenčnímu buzei^:( maj stejný smysl průměrného posunuti vůči referenčnímu buzení., a přičemž dílčí

229 903 buzení jsou zároveň zvolena tak, že umlelují alespoň jedno relativní maximum vzájemného zesílení amplitudy do polohy mezi sousedními anténními prvky·

Podle jednoho provedení vynálezu sestává účinná plocha z lineárního uspořádání anténních prvků.

Podle jiného provedení vynálezu sestává účinná plocha zirovinného uspořádání anténních prvků.

Podle ještě dalšího provedení vynálezu sestává účinná plocha z válcového uspořádání anténních prvků.

Podle výhodného provedení vynálezu obsahuje napájecí obvod vstup pro příjem dodané vlnové energie, nejméně dvě přenosové linky a směrové vazební články pro spřahování dodané vlnové energie od uvedeného vstupu ke každému z anténních prvků s předem určenými fázemi a amplitudami.

Podle účelného provedení vynálezu sestává lineární uspořádání anténních prvků z lineárního uspořádání štěrbin ve vlnovodu, a prostředky pro přívod vlnové energie к anténnímu prvku sestávají z tohoto vlnovodu, přičemž štěrbiny vlnovodu

229 803 jsou orientovány a umstěnyif ve vlnovodu se zřetelem na známé účinky orientace štěrbin a uletění na fázi a amplitudě vybuzení štěrbin tak, že vlnovod dodává - složenou vlnovou energii ke štěrbnoov^m prvkům s předem určenými relativními fázemi a amplitudami pro vytvoření složeného vybuzení vlnovou energií.

Podle zvlášl výhodného provedení vynálezu je - vlnovod pravoúheiníkový vlnovod.

Účelně jsou štěrbiny vytvořeny na jedné z úzkých stěn vlnovodu.

U jiného provedení jsou štěrbiny vytvořeny v jedné ze širokých stěn vlnovodu.

Bodle dalšího provedení vynálezu jsou dílčí buzení účinné plochy tvořena buzeními o rovnoměrné - ampUtudě a ortogonální fázi.

Vynález umožňuje snížit kolísání buzení anténního prvku uvnitř uspořádání těchto anténníc^{h p}rvků ^že se rozf&ují dílč . ^svazk^y, do kterých může být směrový diagram rozložen. Vynález není omezen na vytvoření jakéhokoliv zvláštního vyzařování ' diagramu antény, i když je zvláší užitečný pro diagramy druhu- znázorněného na obr.

F

- 8 229 β03 2c, kde by ožití fázových dílčích svazků vedlo к nerovnoměrnému buzení rovnoměrně rozestavených anténních prvků· Vynález je také velmi užitečný pro snížení kolísání buzení při vytvářejí jakýchkoliv jiných vyzařovacích diagramů, kde by superposice sfázováných svazků vedla к velkým rozdílům úrovní buzení příslušných anténních prvků·

Vynález bude blíže vysvětlen na příkladech provedení v souvislosti s připojenými výkresy.

Obr. la a lb znázorňují jednak pohled se strany a jednak pohled zpředu na lineární uspořádání anténní soustavy konstruované podle vynálezu.

Obr. 2a, 2b a 2č znázorňují techniku syntézy diagramu.

Obr. За a 3b znázorňují jednak dílčí a jednak složená buzení účinné plochy používaná v dosavadní technice syntézy účinné plochy.

Obr. 4a a 4b znázorňují jednak dílčí a jednak složené buzení účinné plochy, jak se ho používá v technice syntézy účinné plochy .podle vynálezu.

- 9 229 603

Obr. 5a a 5b znázorňují jednak po hled zpředu a jednak pohled se strany na jinou anténní soustavu konstruovanou podle vynálezu.

Anténní systém znázorněný v obr. 1 zahrnuje lineárj^í uspořádáhí dipólů 10a až lOh. umístěných na vodivé uzeměné ploše 11. Vysílací vedení 12a až 12h spojují dipóly 10a až 10h4 s příslušnými směrovými vazebními články 13a až 13h. Směrové vazební články 13 jsou zapojeny v sérii a připojené ke společnému vstupnímu kanálu vysílacím vedením 14. Odporové zátěže 15 ukončují vysílací vedení 14 a isolované výstupy vazebních článků 13.

Dipóly 10 umístěné na uzeměné desce u, tvoří anténní zářiči plochu, která vyzařuje diagramy vlnové energie v odezvu na buzení vlnové energie na této ploše. Buzení vlnové energie se na účinné ploše vyvolává tím, že se к jednotlivým dipólům 10 dodávají signály vlnové energie, které mají předem relativní amplitudy a fáze.

Odstup dipólů 10 podél přímkového uspořádání, délka přímkového uspořádání a počet žádaných dipólů 10 se zvolí podle zásad, které jsou odborníkovi běžné. Je zřejmé, že pro konstruování

- 10 229 603 přímkového uspořádání podle obr· 1 lze užít i jiných anténních prvků než dipólů· Další běžně používané anténní prvky jaou ozařovací trychtýře, vlnovodové štěrbiny a spirály.

U antény podle obr. 1 se signály vlnové energie přivádějí к dipólům 10 ze vstupu přes vysílací vedení 14. směrové vazební články a vysílací linky 12a až 12h. Odborníku je zřejmé, že amplituda signálů vlnové energie připojených ke každému z dipólů 10, se reguluje vazebními koeficienty různých směrových vazebních článků 13a až 12h. Fáze signálů vlnové energie připojených ke každému z dipólů 10 je určena fázovou délkou vstupního vysílacího vedení 14. směrových vazebních elán ků 13 a vysílacích linek 12- Je zřejmé, že tato konstrukce umožňuje individuální seřízení amplitudy a fáze signálů vlnové energie, které jsou současně připojeny ke každému z dipólů 20. Vysílací vedení použité u provedení podle obr. 1 může být jakéhokoliv typu vhodného pro použití při přacovním kmitočtu antény. Typická vysílací vedení, jichž lze použít, jsou vlnovody, koaxiální vedení a pásková vysílací vedení. Směrové vazební články 1β mohou být kteréhokoliv typu vhodného pro zvolený typ vysílá- 11 -

229 603 čího vedení· Odborníku bude zřejmé, že kromě směrových vazebních článků lze použít i jiných prostředků pro dodávání signálů vlnové energie ze vstupu к dipólům 10. Příkladem jsou reaktivní děliče energie nebo uzavřené vysílací linky s mnoha vidy.

Obr. 2 ukazuje diagram vlnové energie _? který může být požadován u antény podle obr. 1. Amplituda vlnové energie v žádaném obrazci je konstantní v určitém rozsahu úhlu A, který je vyznačen v obr. la. Je také žádoucí, aby neexistovalo vyzařování v úhlech vně žádaného úhlového rozsahu.

Obr. 2b znázorňuje hlavní laloky soustavy dílčích ortogonálních anténních svazků, které budou vyzařovány anténou podle obr. 1, když se napájí soustavou signálů vlnové energie, jejichž amplitudy a fáze jsou zvoleny podle dosavadní techniky. Dílčí svazky 16a až 16e budou vyzařovány v důsledku dílčích buzení účinné plochy, která mají rovnoměrnou amplitudu na všech prvcích a fázových rozloženích, které jsou navzájem kolmé. Ortogonální fázová fozdělení mají vůči sobě navzájem takovou změnu fáze, která je celým násobkem napříč účinné plochy antény.

- 12 229 ШН

V obr. 2b je svazek označený 16c svazkem, který bude vyzařován referenčním dílčím buzením, které má stejnou amplitudu a stejnou fázi na všech prvcích. Svazky označené 16b a 16d jsou vyzařovány dalšími dílčími buzeními účinné plochy, které vůči buzení svazkem 16c mají fázovou změnu plus 2^ , popřípadě minus 2Íť · Svazky označené 16a a 16e jsou vyzařovány dílčími buzeními, která mají fázovou změnu plus 4^ , popřípadě minus 4^t* vůči referenčnímu buzení odpovídajícímu svazku 16c.

Obr. 2c představuje složený diagram záření, který vyplývá ze superposice pěti svazků, v obr. 2b. Tohoto diagramu záření se dosáhne, jestliže účinná plocha je opatřena složeným buzením, jež má takové rozložení amplitudy a fáze, které je superposicí dílčích buzení účinné plochy, jejichž výsledkem jsou svazky podle obr. 2b.

• Obr. 3a naznačuje fázová rozdělení 17a až 17c dílčích buzení účinné plochy, jichž lze použít pro vyzařování svazků 16a až 16e podle obr·* 2b. Toto fázové rozložení, které náleží dosavadnímu stavu techniky, vede ke vzniku bodu 18 na účinné ploše antény, na kterém všechna dílčí buzení mají stejnou fázi.

- 13 229 603

Aby se vytvořil žádaný složený vyzařovací diagram znázorněný v obr. 2c z lineárního uspořádání podle ob]?. 1 za použití dosavadní techniky, jako je technika podrobně popsaná v odd. 2.13 publikace Aitenna Engineering Handbook” Henry Jasik (McGrrw-Hlll, 1961), je zapotřebí užít takového buzení účinné plochy, které je superposicí složených buzení účinné plochy odpovVdajících dílčím anténním svazkům podle, obr. 2b. U znázorněného příkladu maj všechny dílčí anténní svazky stejnou ammpitudu, takže by bylo vhodné, aby všechna dílčí buzení účinné plochy měla stejnou amp>pitudu. Fázová rozložení 17a až 17e dílčích buzení účinné plochy, která vedou k dílčím anténním svazkům 16a až 16e podle obr. 2b, jsou znázorněna v obr. 3a. Aby se dosáhlo Žádaných fázových a a^p^pitudových buzení pro anténní prvky 10a až lOh. je zapotřebí provést vektorový · součet dílčích buzení účinné plochy v místě, kde jsou na účinné ploše , místěny každý z anténních prvků 10a až lOh. Jelikož všectoaetílčí buzení mají rovnom^^né rozloženi amplitudy po účinné ploše a každé z nich má stejnou je amplituda a fáze žádaného brnění na každém anténním prvku určena vektorovým součtem·pěti vektorů (jedním pro·každé dílčí buzení

- 14 . 228 803 účinné plochy) o stejné amplitudě, přičemž každé z nich má fázi určenou fázovýPi rozděleními znázorněnými, v obr. 3a.

Například je podle dosavadní techniky buzeni pro anténní prvek 10a určeno sečtením l^dti vek-torů, jež mpjí stejnou apUtudu a jejichž fáze jsou -7Λ74, -7$?8, O, +7/Γ/3 a +7/F/4. · Tyt® fáze jsou určeny hodnotou fázových rozložení 17a až 17e v místě anténního prvku 10a na účinné ploše, přičemž tato unPstění je 1/8 cesty od okraje

- účinné plochy k jejímu středu· Podobně je například buzení pro·anténní prvek lOd určeno sečtením pěti vektorů mpjících stejné ampUtudy a .gáze - ^/4, -5t?8, 0, + $73 a + $74· Jelikož· · pro příklad podle obr· 3a mjí vektory stejnou ampUtudu a vektory s nenulovou fází jsou ve dvojicích se stejnou a ' opačnou relativní fází, budou výsledné fáze.vesměs nulové·

Obr. 3b znázorňuje výsledné атрИtudy buzení pro každý z prvků 10a až 10h. Je vidět, . že ampUtudy buzení pro prvky 10d a lOe značně převyšují průměrné ampUtudové buzení uvedených prvků.

229 603

Po určení amplitudy a fáze buzení požadovaných pro každý z prvků 10a až lOh uspořádání podle obr. 1 může být dosáhnuto žádaného buzení vhodným výběrem vazebních hodnot pro vazební prvky 13a až 13h a přenosové linky 12a až 12h. Za tím účelem je zapotřebí vypočítat procentový podíl celkové energie dodávané všem anténním prvkům dohromady, jeky musí být dodán každému z jednotlivých prvgů. Vazební hodnota pro každý z vazebních prvků 13a až 13h se pak vypočte na základě dílčí energie, jež má být dodána každému prvku se zřetelem na energii zůstávající v přenosové lince 14. 14a. 14b ... 14g na vstupu к určitému vazebnímu prvku se zřetelem na energii předtím odvedenou. Podle typu použité přenosové linky může tedy být nutné počítat se ztrátou energie v přenosové lince 14. 14a. 14b .·· 14g. Fáze vlnové energie přiváděné ke každému z prvků 10a až lOh se nastaví měněním délky příslušných přenosových linek 12a až 12h. V obr. 3b je znázorněno amplitudové buzení, které by se dostalo pro každý z prvků 10a až lOh, kdyby se užilo dřívější techniky na bázi syntézy pro sestavení složeného diagramu záření znázorněného v obr. 2c. Jak je patrno z obr. 3b a jak bylo shora ukázáno, mají

- 16 228 803 výsledné fázové změny při Oitf dosavadní techniky sklon vyvolávat zesílení.a^pPitody bušení anténních prvků v írrSité oblasti účinné plochy. V sestavě aaplitdových buzení znázorněné na obr. 3b mjí prvky 10b a lOe mnohem - větší amplitudové buzení než zbývající prvky. Ve znázorněném případě může být rozdíl amppitudových buzení 10 : 1, pokud jde . o nappěí, což znamená rozdíl 100 : 1, pokud - jde o energii, . která má být dodána k prvkům anténního uspořád&ií.

Proto je účelem vynálezu, jak' ' bylo ‘ shora uvedeno, vytvořit anténu pro vyzařování žáda- j ného vyzařovacího diagremu bez podstatného zesílení buzení na kterémcooiv z prvků účinné plochy. Aiténa j konstruovaná podle vynálezu múžerťlbý-t co do topolo- ; gického uspořádání obvodů a v u? čitých konstrukčních technikách identická s dřívějšími anténami, avšak pro dosažení žádaných amplitudových a fázových buzení pro anténní prvky se. užije odlišných doustav dílčích hodnot. Vyníá.ez tedy . odstraňuje nevýhody dosavadní konstrukce účinné plochy, které vedou k ' podstatnému zesílení energie dodávané k určitým prvkům anténního uspořádeáií.

- ' '17 τ.

229 803

Obr. 4a udává fázové rozložení 17'a až 1'7'e dílčích buzen ní účinné plochy, která jsou zvolena podle vynáLezu. Je třeba uppozrrit, že je dáno referenční buzení 17% a ' další ' dílčí bušení, která maj jak positivní tak i negativní změnu fáze yúči referenčnímu buzení. DáLe je · třeba upozornit na tr, že dílčí buzení ' 17% a 17%. která mají pjtivní změnu fáze, také mm jí vůči referenčnímu bílení 17% průměrná fázová posunutí / a x, . a tato průměrná fázová posunutí x' a x mají monotónní vztah ke změně fáze jejich příslušných dílčích bušení' 11'a a 17%. Dílčí bušení 17% fázovou změnou v hodnotě 4.# , má větší průměrný fázový prsun χ^ζ než dílčí buzení 17%. které má fázovou změnu 2?C a průměrné fázové ' posují x« Podobně dílčí buzení 17% a 17%. která mají negativní'fázovou změnu, mají také vůči ' referenčnímu buzení . 11'c průměrná fázová posunutí χ a χΖ, a tato průměrná ' fázová posunutí x ' a χΖ mají ' vztah k fázové změně jejich příslušných dílčích buzení . 17d a 11'a· Prům měrná ' fázová posují všech buzení vůči referenčnímu buzení maj stejný 8щв1. Pouuití posunutí ve steíném sm^lu zabraňuje ' fázovému zesílení dílčích buzení na jikiém bodu účinné plochy antény.

-18 22В 803

U provedení znázorněného fázovém di^rmaem podle obr. 4a má)' bušení 17'a stejné průměrné fázové posunutí x ' jako bušení 17%.' Podobně má bušení 17% stejné průměrné fázové posunutí 5 jako bujení 17%. Třeba poznamenat, že průměrná fázová posunttí bušení, ' majících positivní změnu fáze, l· může být odlišnou monooonní funkcí fázové změny, ' než je průměrné fázové posunutí buzení majjcích negativní změnu fáze. U znázorněného provedení ' se budou obě funkce lišit vé znaménku, jelikož průměry mají pokaždé stejné znaménko a fázové změny jaou v obou uvedených případech opačného znaménka.

Účinek zavedení průměrného fázového posunutí dílčích buzení ' účinné plochy záleží v tom, že se odstraní bod fázového zesílení ve složeném buzení. Obr. 4b znázorňuje amplitudu složeného buzení na různých prvních 10a až !Oe . uspořádání polle obj?. 1, kteréžto složené' buzení ' vyplývá ze superposice dílčích buzení 17% až 17%. Srovnáním obr. 3b a 4d bylo ukázáno, že relativní ' am^ita^a buzení pro prvky lOd a lOe byla snížena přibližně o 60 %, AmHtudy ' buenn, jež musí být připojeny ke zbývající ' prvkům uspořádán, byly přiměřeně zvětšeny, takže dochází k ' rovnoměrnějšímu rozložení ' amplitudy ve složeném buzení účinné plochy.

229 903

Skutečná amplitudová a fázová buzení pro anténní uspořádání podle vynnáLezu se určí způsobem podobným jako pro buzení podle dřívějšího stavu techniky, s tou výjimkou, že se dílčích buzení účinné plochy, jež'mají fázové posunutí podobné posunutí znázorněné v oba?. 4a, použije pro mrčení ampUtudových a fázových bušení pro různé prvky anténního uspořáddúií.

Účinek průměrného fázového posunuté dílčích buzení účinné plochy je odp!víďdjící změna fáze v dílčích'vyzařovaných svazcích. Jestliže se tedy užije dílčích buzení podle obr. 4a, dostane se z buzení 17% v obr. 4a anténní svazek 16b podle obr. 2b. Dílčí ^^'ténnzř svazek 16b bude mít fázový rozddl vůči referenčnímu dílčímu anténnímu svazku 16c rovný průměrnému fázovému posuiutí x dílčího buzení 17%. Účinek fázových rozdílů mehi anténními svazky na složený diagpr^ vyzařován ní antény je malý, jelikož fázový rozddl mezní. Á . sousedními anténnními svazky je meJý. U provedení podle obr. 4a jsou sousední svazky ve fázi posunuty přibližně o •^*/2. Tento fázový rozdíl mezi sousedními svazky vyvolá zvýšení zvlnění na složeném dníagramu antény znázorněném v obr. 2c. Velikost zvlnění se zvětšuje

- 20 ' 229 .603 se zvýšením fázového rozdílu mezi sousedními svazky.

Žádaný tvar diagrimu záření může být jiný než rovnoměrná amplituda podle obr. 2.

Při zvláštních aplikacích mohou být požadovány diagramy záření, které jsou sbíhavé nebo dokonce moholiú.očné.. V takovém případě lze syntézou dostat žádaný ' diagram, užiijeli se dílčích bušení s různými relativními ampUtudam..

•

V některých případech mohou . mít dílčí bu&ení dokonce opačnou pollabitu. Vyn&ezu lze však v těchto případech použít bez jakýchkoHv nesnází.

Oborníku, bude zřejmé, že jemější podrobno^i diagramu a přeisiější shody - mezi' složeným ' vyzařováním diagramem antény a žádaný^vyzařovacím diagramem se dosáhne použitím větší účinné plochy antény s přiměřeně menšími dílčími anténními svazky. Volba velikosti účinné plochy bude samozřejmě ovlivňována komuromisem mezi nižší cenou menší účinné plochy a lepším přiblížením k žádanému diagramu, kterého se dosáhne velkou úřinnou plochou.

- 21 229 903

Použitím základních zásad vynáLezu, jak byly shora uvedeny, Lze konstruovat anténní soustavy v ' mioha různých tvarech. Nalíkl ad Lineární uspořádání podle obr. 1 může být kombinováno s jinými lineárními uspořádáními pro vytvoření antény podle vynálezu a rovinném nebo válcovým uspořádáním. Technika utvoření složeného bušení účinné plochy podle vynálezu je také použitelná v kolmé rovině anténní soustavy, která používá většího počtu lineárních uspořádání podle obr. 1. Je také zřejmé, ie není nutno, aby účinná plocha antény byla uspořádáním různých prvků. Jakiaile jednou bylo formulováno složené bušení účinné plochy za pouuití techniky syntézy, je možné dosáhnout ozáření na účinné ploše sestávající . z vysílacích nebo odrazných fokusačních ústrojibuzených běinými pomůckami například větším počtem ozařovačů.

ozařovač U takové aplikace představuje paž kažiý/dílčí buzení na fokusačním ústroji a složené buzení na účinné ploše je dáno současným buzením všech ozařovačů.

Na obi?. 5 je znázorněna íiO-ší anténa s lineární uspořádáním konstruovaná podle vynálezu. U soustavy podle obr. 5 sestávají an

229 803

- 22 ténní prvky ze štěrbin 20 umístěných v postranní stěně pravoúhlého vlnovodu 12· U tohoto provedení je amplituda vlnově energie dodáváné ke každé ze štěrbin 20 určena zlomkem vlnové energie ve vlnovodu připojeném ke štěrbině 20, který je funkcí úhlu štěrbiny 20 v postranní stěně vlnovodu 19. Fáze vlnové energie připojené ke každé ze štěrbin 20 je určena fází vlnové energie ve vlnovodu 19 v místě štěrbiny 20. Fáze kterékoliv štěrbiny 20 může být směněna o 180° obrácením úhlu sklonu štěrbiny. Jakmile byly podle vynálezu určeny, jak shora uvedeno, složené buzení účinné plochy, amplituda a fáze, je možné rozmístit štěrbiny 20 podél vlnovodu 19 tak, že signály vlnové energie zaváděné na vstupním konci vlnovodu 19 jsou napojeny na štěrbinu 20 s žádanou fází; úhel sklonu každé štěrbiny 20 je nastaven tak, že štěrbiny 20 budou mít žádanou amplitudu signálů vlnové energie, které jsou к nim připojeny.

Provedení znázorněné na obr. 5 je zvlášl výhodné, jelikož je dána praktická mez pro zlomek energie ve vlnovodu 19. který může být připojen ke každé ze štěrbin ŽO. Vynález usnadňuje vybavení provedení podle obr. 5 příslušnou výstro* - 23 . 229 803 jí tím, že použití takového buzení účin* . % hé plochy, které má rovnoměrnnjší rozložení amplitudy signálů vlnové energie, jež jsou připojeny ke každému ze štěrbinových prvků 20.

Při popisování shora uvedených různých provedení vynálezu bylo přihlíženo k vysílacím anténním soustavám, avšak každému odborníku je zřejmé,'že zásady vynálezu'jsou teké použitelné pro.přijímací anténní soustavy.

Pro zamezení nedorozumění je třeba ještě - uvést, že účinná nebo zářivá plocha u antény označuje rozpěěí,'ve kterém.jsou vlny anténou vysílány nebo zachycovány a toto rozpěěí může být dáno vnějšími rozměry anténního uspořádání nebo anténního reflektoru.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT' VYNÁLEZU a

   229 803

   1. Anténní soustava pro vyzařování vlnové energie v žádaném diagramu záření, s účinnou plochou antény, obe^iujcí uspořádání nejméně dvou ' anténních prvků rozložených napříč této účinné plochy . pro vyzařování dieg;rimů vlnové energie v odezvu na buzení vlnovodu energií a dále obsdnuuící napájecí obvod pro připojení dodané vlnové energie к anténním prvkům, mjjcí přenosovou Inku pro každý anténní prvek, příslušné přenosové linky - jsou všechny spojeny se společný napájecím obvodem příslušnými vazebními články, oddělenými mezilehlými energeticlými drahami vyvolávajícími fázové posunutí, vazební koeficienty příslušných vazebních článků a - délky příslušných energetických drah, vyvolávajících - fázová posunutí, mají takové vzájemné velikosti, že zajišlují přívod vlnové energie na příslušných anténních prvcích s předem určenými relatvvními fázemi a arnppitudam., čímž se - na účinné ploše antény vyvolá složené buzení vlnovou energií, které je vektorovým součtem většího počtu dílčích buzení - účinné plochy, měřeno v místě uvedeného

   - 25 - 229 603 prvku na účinné ploše, kterážto dílčí buzení zahrnují referenční dílčí buzení a diaěí dílčí - buzení, jež -maaí na účinné- ploše jak positivní tak i negativní fázovou změnu vůči referenčnímu dílčímu buzení, vyznaatujcí se - tím, že napájecí obvod (12a ... 13a ... 14a ... 15,19) - vlnové energie má přenosovou linku pro každý příslušný anténní prvek (10a, 10b ... lOh; 20a, 20b ... 20h) a má příslušné vazební koeficienty přenosových linek a délku meeilehlých energetických drah pro určení fázového posunutí meei přenosovými ínikami každého anténního prvku volbou dílčích buzení s positivní fázovou změnou, jež má vůči referenčnímu buzení průměrné fázové posunut, jež je první monotónní funkcí fázové změny, - a dílčích buzení s negativní fázovou změnou, pajjcí vůči referenčnímu buzení - průměrné fázové posunut, jež je druhou monotónní funkcí fázové změrny přičemž všechna buzení, m^aj^<^:í fázovou změnu vůči referenčnímu buzení mmaí stejný smsl průměrného posunuuí vůči referenčnímu buzení, a přičemž dílčí buzení, jsou zároveň . zvolena tak, že unmesují aLespoň jedno relativní maximum vzájemného zesílení amppitudy-do polohy- mezi sousedními anténními - prvky (10a, - 10b - ... lOh).

   - 26 229 603
2. 2. Anténní soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že účinná plocha sestává z lineárního uspořádání anténních prvků.
3. 3. Anténní soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že účinná plocha sestává s rovinného uspořádání anténních prvků.
4. 4. Anténní soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že účinná plocha sestává z válcového uspořádání anténních prvků.
5. 5. Anténní soustava podle bodu 1, vyznačující se tím, že napájecí obvod (12a, 12b ... 12h; 14a, 14b ... 14g; 15) obsahuje vstup (14) pro příjem dodané vlnové energie, nejméně dvě přenosové 1unky a směrové vazební články (13a, 13b ··· 13h) pro spřahování dodané vlnové energie od uvedeného vstupu (14) ke každému z anténních prvků s předem určenými fázemi a amplitudami.
6. 6. Anténní soustava podle bodu 2, vyznačující se tím, že lineární uspořádání anténních prvků sestává z lineárního uspořádání Štěrbin ve vlnovodu, a prostředky pro přívod vlnové ener- 27 -

   229 603 gie k anténnímu prvku sestávají z tohoto vlnovodu (19), přičemž štěrbiny vlnovodu jsou orientovány a utástěny ve vlnovodu se ' zřetelem na známé účinky orientace štěrbin a uníítění na fázi a ampPitudě vybuzeni štěrbin tak, že vlnovod dodává složenou vlnovou energii ke štěrbnooým prvkům s předčím určenými relativními fázemi a ampUtudími pro vytvoření složeného vybuzení vlnovou energií.
7. 7· 'Aiténní soustava' podle bodu 6, vyznaatiujíC se tita, že vlnovod (19) je pravoúielníkový vlnovod.
8. 8. Alténní soustava podle bodu 7, vyznačuuící se . tím, že štěrbiny (20a, 20b ... 20h) jsou vytvořeny . na jedné z úzkých M stěn vlnovodu (19).
9. 9. Aiténní soustava podle bodu 7, vyznačuuící se tím, že štěrbiny jsou vytvořeny v jedné ze širokých stěn vlnovodu.
10. 10. Alténní soustava podle bodu 9, v^z^j^é^ÍSuuí^<^:í se tím, že dílčí buzení účinné plochy jsou tvořena buzeními o rovnoměrné amplitudě a ortogonální fázi.