RU131242U1

RU131242U1 - CONTROLLED POLARIZED ANTENNA FRAGMENT OF PHASED ANTENNA ARRAY

Info

Publication number: RU131242U1
Application number: RU2013100690/08U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Шабалин; Алексей Анатольевич Анурин
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-08-10

Abstract

1. Антенный фрагмент фазированной антенной решетки с управляемой поляризацией, представляющий собой линейную антенную решетку по четыре турникетных излучателя (ТИ), расположенных с периодом dx, dy в строке и между строк и закрытых общим радиопрозрачным укрытием, при этом каждый ТИ выполнен по классической схеме верхнего питания и состоит из двух ортогонально пересекающихся полуволновых печатных вибраторов, объединенных в объемную конструкцию с настроечными элементами (разомкнутыми реактивными шлейфами (РРШ)) и высокочастотным (ВЧ) узлом симметрирования и возбуждения над общим проводящим экраном на высоте, равной четверти средней длины волны рабочего диапазона, отличающийся тем, что ТИ расположен в плоскости, параллельной проводящему экрану, и выполнен на одной двухсторонней печатной плате, а запитывающий ВЧ узел располагается в перпендикулярной плоскости и является опорой для плеч вибратора, при этом каждый вибратор противофазно запитывается и возбуждается от своего ВЧ узла за счет использования в вибраторе двух ортогонально пересекающихся "U" колен на связанных полосковых (печатных или металлических) линиях, плечи ТИ гальванически соединяются с четырьмя выходами "U" колен с помощью винтов с последующей их опайкой, настроечные элементы (РРШ) располагаются сверху основной платы излучателя, выполнены в крестообразной форме, и имеют окна связи с нижней стороны, причем оси симметрии РРШ совпадают с осями симметрии вибраторов, входящих в ТИ.2. Антенный фрагмент по п.1, отличающийся тем, что длина настроечного элемента (РРШ) равна примерно одной восьмой части средней длины волны рабочего диапазона.1. Antenna fragment of a phased antenna array with controlled polarization, which is a linear antenna array of four turnstile emitters (TIs) located with a period of dx, dy in the line and between the lines and covered by a common radiotransparent shelter, with each TI made according to the classical scheme of the upper power supply and consists of two orthogonally intersecting half-wave printed vibrators combined in a three-dimensional design with tuning elements (open reactive loops (RRS)) and a high-frequency (HF) unit metering and excitation over a common conductive screen at a height equal to a quarter of the average wavelength of the operating range, characterized in that the TI is located in a plane parallel to the conductive screen and is made on one double-sided printed circuit board, and the RF supply unit is located in a perpendicular plane and is a support for the shoulders of the vibrator, while each vibrator is in-phase powered and excited from its HF node due to the use in the vibrator of two orthogonally intersecting "U" elbows on connected bands lines (printed or metal), the TI arms are galvanically connected to the four outputs of the “U” elbows using screws with their subsequent soldering, the tuning elements (RRS) are located on top of the radiator main board, are made in a cross shape, and have communication windows on the lower side moreover, the axis of symmetry of the RRSh coincide with the axis of symmetry of the vibrators included in the TI. 2. The antenna fragment according to claim 1, characterized in that the length of the tuning element (RRS) is approximately one eighth of the average wavelength of the operating range.

Description

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована в качестве самостоятельной антенны, а также в качестве элемента многоэлементной фазированной антенной решетки (ФАР) и позволяет принимать или излучать высокочастотные (ВЧ) сигналы произвольной поляризации.The utility model relates to antenna technology and can be used as a standalone antenna, as well as as an element of a multi-element phased array antenna (PAR) and allows you to receive or emit high-frequency (RF) signals of arbitrary polarization.

Антенны с качанием луча, как правило, должны обладать широкой полосой пропускания рабочих частот. Особенно это важно для ФАР при больших углах качания луча (±45°) и большой апертуре антенны. Это вызвано тем, что входное сопротивление полуволновых вибраторов в составе ФАР в достаточно широких пределах изменяется в зависимости от изменения частоты и от угла сканирования. Поэтому согласование входного сопротивления вибраторов, используемых в ФАР с большими углами качания луча, является одной из важнейших задач при их проектировании и реализации.Antennas with a beam swing, as a rule, should have a wide passband of operating frequencies. This is especially important for PARs with large beam angles (± 45 °) and a large aperture of the antenna. This is due to the fact that the input impedance of half-wave vibrators in the headlamp assembly varies over a fairly wide range depending on the frequency change and the scanning angle. Therefore, matching the input impedance of the vibrators used in the headlamp with large beam angles is one of the most important tasks in their design and implementation.

Примером фазированных антенных решеток с хорошим согласованием служат антенны, где каждый излучатель представляет собой систему взаимно ортогональных вибраторов с раздельным возбуждением [1].An example of phased antenna arrays with good agreement are antennas, where each emitter is a system of mutually orthogonal vibrators with separate excitation [1].

Систему из двух перпендикулярных вибраторов с совмещенными фазовыми центрами принято называть турникетной антенной или турникетным излучателем (ТИ). Очевидно, что подбором соотношения амплитуд и фаз токов на входах ТИ в направлении максимального излучения может быть обеспечена любая желаемая поляризация поля.A system of two perpendicular vibrators with combined phase centers is usually called a turnstile antenna or turnstile emitter (TI). Obviously, the selection of the ratio of the amplitudes and phases of the currents at the TI inputs in the direction of maximum radiation can provide any desired field polarization.

Известна двухдиапазонная многолучевая приемопередающая ФАР [2], состоящая из антенного фрагмента (АФ), представляющего собой линейную решетку из двух рядов по три турникетных излучателя в строке, образующих гексагональную сетку. Излучатели расположены с определенным периодом в строке и между строк над общим экраном. Каждый ТИ состоит из двух ортогонально объединенных в объемную конструкцию печатных вибраторов, выполненных на диэлектрических подложках совместно с симметрирующими устройствами в виде щели, замкнутой на одном конце. Щель разделяет вибратор на два плеча, образуя тем самым щелевой волновод, к которому подсоединены плечи вибратора. Возбуждение плеч вибраторов осуществляется полосковой линией с коаксиально-полосковым переходом на конце (нижнее возбуждение).Known dual-band multipath transceiver PAR [2], consisting of an antenna fragment (AF), which is a linear array of two rows of three turnstile emitters per line, forming a hexagonal grid. The emitters are located with a certain period in the line and between the lines above the common screen. Each TI consists of two printing vibrators orthogonally integrated into a three-dimensional structure, made on dielectric substrates together with balancing devices in the form of a gap closed at one end. The slot divides the vibrator into two arms, thereby forming a slotted waveguide to which the arms of the vibrator are connected. Excitation of the shoulders of the vibrators is carried out by a strip line with a coaxial-strip transition at the end (lower excitation).

В этой антенне используются симметрирующее устройство в виде щелевого волновода и бесконтактная схема возбуждения, что приводит к сужению полосы пропускаемых частот отдельного вибратора и существенно сказывается на согласовании при качании луча в пределах ±45° в составе решетки. Не случайно рассмотренные в статье реальные конструкции антенных устройств на ТИ, работающие в диапазонах частот: 800…900 МГц и 1830…1990 МГц, реализованы лишь для полос пропускания 11,8% и 8,3%, соответственно. А приведенная в статье полоса пропускаемых частот 20-40% для одиночного вибратора не может быть реализована в составе больших антенных решеток. Для расширения полосы пропускания потребуется применение специальных мер по согласованию.This antenna uses a balancing device in the form of a slotted waveguide and a non-contact excitation circuit, which leads to a narrowing of the passband of the individual vibrator and significantly affects the matching when the beam is swinging within ± 45 ° in the grating. It is not by chance that the real designs of antenna devices on TI considered in the article, operating in the frequency ranges: 800 ... 900 MHz and 1830 ... 1990 MHz, are implemented only for the bandwidths of 11.8% and 8.3%, respectively. And the bandwidth of frequencies of 20-40% given in the article for a single vibrator cannot be implemented as part of large antenna arrays. To expand the bandwidth, special coordination measures will be required.

Наиболее близким по технической сущности, т.е. прототипом, является антенный фрагмент ФАР с управляемой поляризацией [3], содержащий четыре печатных ТИ, каждый из которых (см. фиг.1) состоит из двух ортогонально объединенных в объемную конструкцию симметричных печатных вибраторов 2, расположенных с определенным периодом в строке и между строк над общим проводящим экраном 1 на высоте, равной четверти средней длины волны рабочего диапазона (λср/4) и закрытых общим радиопрозрачным укрытием (РПУ). Каждый печатный вибратор выполнен на общей диэлектрической подложке 4 по классической схеме верхнего питания и содержит полосковые проводники, образующие плечи вибратора, конструктивно объединенные с симметрирующим устройством 5, 5а. Симметрирование и возбуждение каждого вибратора, входящего в антенный фрагмент, осуществляется тремя связанными полосковыми проводниками 5, 5а, 7 длиной λcp/4, два из которых, средний 5 и левый крайний 5а, образуют щелевой волновод, верхние концы которого гальванически подключены к плечам вибратора, а нижние - короткозамкнуты. Третий правый крайний 7 проводник, являющийся запитывающей линией и имеющий настроечный элемент, выполненный в виде ступеньки 8 в полоске 7, нижним концом соединен с ВЧ разъемом 9, расположенным на плате, а верхним - с плечом печатного вибратора 2, который подключен к левому крайнему полосковому проводнику. Такая конструкция обеспечивает развязку между входными каналами турникетного излучателя не менее 20 дб.The closest in technical essence, i.e. the prototype is an antenna fragment of a PAR with a controlled polarization [3], containing four printed telescopes, each of which (see figure 1) consists of two symmetric printed vibrators 2 orthogonally integrated into the three-dimensional structure, located with a certain period in the line and between the lines above a common conductive screen 1 at a height equal to a quarter of the average wavelength of the operating range (λav / 4) and covered by a general radiotransparent shelter (RPU). Each printed vibrator is made on a common dielectric substrate 4 according to the classical top supply circuit and contains strip conductors forming the vibrator arms structurally combined with a balancing device 5, 5a. The symmetry and excitation of each vibrator included in the antenna fragment is carried out by three connected strip conductors 5, 5a, 7 of length λcp / 4, two of which, the middle 5 and the leftmost 5a, form a slot waveguide, the upper ends of which are galvanically connected to the shoulders of the vibrator, and the lower ones are short-circuited. The third right extreme 7 conductor, which is a feeding line and having a tuning element made in the form of a step 8 in strip 7, is connected with the lower end to the RF connector 9 located on the board, and the upper end to the shoulder of the printed vibrator 2, which is connected to the left extreme stripe to the conductor. This design provides isolation between the input channels of the turnstile emitter of at least 20 dB.

К недостаткам прототипа следует отнести небольшую ширину рабочей полосы пропускания (при уровне КСВ 2,17-2,3) частот, СВЧ потери в подложке платы, низкую электропрочность, не идентичность каналов, определяемую конструктивной схемой ТИ.The disadvantages of the prototype include the small width of the working bandwidth (at the level of SWR 2.17-2.3) frequencies, microwave losses in the substrate of the board, low electrical strength, not the identity of the channels, determined by the design of the TI.

Предлагаемая полезная модель фрагмента ФАР более технологична, т.к. в ней имеется возможность объединения двух идентичных ТИ на одной двухсторонней печатной плате, а ВЧ узлы симметрирования и возбуждения, выполняющие одновременно и роль опор для ТИ, изготавливаются отдельно. Стыковка с ТИ производится во время общей сборки турникетного фрагмента совместно с РПУ, что подчеркивает ее технологичность в условиях производства.The proposed utility model of the PAR fragment is more technological, because it has the ability to combine two identical TIs on one double-sided printed circuit board, and the HF nodes of symmetrization and excitation, which simultaneously perform the role of supports for TIs, are manufactured separately. Docking with TI is carried out during the general assembly of the turnstile fragment together with the RPU, which emphasizes its adaptability to production conditions.

Можно ожидать, что предлагаемая полезная модель позволит объединить на одной печатной плате любое количество ТИ - все будет определяться возможностями технологического оборудования и размерами используемых материалов для ТИ.It can be expected that the proposed utility model will allow combining any number of TIs on a single printed circuit board - everything will be determined by the capabilities of technological equipment and the size of the materials used for TIs.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение характеристик ФАР, в части расширения полосы пропускания, улучшения равномерности развязки между входами вибраторов, обеспечения идентичности каналов, улучшения технологичности, повышения электрической прочности, снижения СВЧ потерь и реализации низкого уровня коэффициента стоячей волны (КСВ) в полосе частот не менее 30%.The technical result of the proposed utility model is to improve the characteristics of the PAR, in terms of expanding the passband, improving the uniformity of isolation between the inputs of the vibrators, ensuring channel identity, improving manufacturability, increasing electric strength, reducing microwave losses and implementing a low level of the standing wave coefficient (SWR) in the frequency band not less than 30%.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в антенном фрагменте ФАР с управляемой поляризацией, представляющем собой линейную антенную решетку по четыре ТИ, расположенных с периодом dx, dy в строке и между строк и закрытых общим РПУ, при этом каждый ТИ выполнен по классической схеме верхнего питания и состоит из двух ортогонально пересекающихся полуволновых печатных вибраторов, объединенных в объемную конструкцию с настроечными элементами (разомкнутыми реактивными шлейфами (РРШ)) и высокочастотным (ВЧ) узлом симметрирования и возбуждения над общим проводящим экраном на высоте λср/4, ТИ расположен в плоскости, параллельной проводящему экрану, и выполнен на одной двухсторонней печатной плате (снижающей СВЧ потери в печатной плате), а запитывающий ВЧ узел располагается в перпендикулярной плоскости, является опорой для плеч вибратора, при этом каждый вибратор противофазно запитывается и возбуждается от своего ВЧ узла за счет использования в вибраторе двух ортогонально пересекающихся "U" колен на связанных полосковых (печатных или металлических) линиях, плечи ТИ гальванически соединяются с четырьмя выходами "U" колен с помощью винтов с последующей их опайкой.The specified technical result is achieved due to the fact that in the antenna fragment of the PAR with controlled polarization, which is a linear antenna array of four TIs located with a period of dx, dy in a row and between rows and closed by a common RPU, each TI is made according to the classical scheme the top power supply and consists of two orthogonally intersecting half-wave printed vibrators combined in a three-dimensional design with tuning elements (open reactive loops (RRS)) and a high-frequency (HF) node symmetrically of excitation and excitation above a common conductive screen at a height of λav / 4, the TI is located in a plane parallel to the conductive screen and is made on one double-sided printed circuit board (which reduces microwave losses in the printed circuit board), and the RF supply unit is located in a perpendicular plane, which is a support for the vibrator’s shoulders, each vibrator being energized antiphase and excited from its HF node due to the use of two orthogonally intersecting “U” knees in the vibrator on connected strip (printed or metal) lines, ple TI and electrically connected to the four outputs "U" knee with screws with their subsequent opaykoy.

Для обеспечения существенного расширения полосы пропускаемых частот ТИ сверху основной платы симметрично относительно центра ТИ располагаются настроечные элементы - крестообразные РРШ, оси симметрии которых совпадают с осями симметрии вибраторов входящих в ТИ, длина настроечных элементов ~λср/8.To ensure a significant expansion of the frequency bandwidth of the TIs, on top of the main board symmetrically relative to the center of the TI there are tuning elements - cross-shaped RRSh, the axis of symmetry of which coincide with the symmetry axes of the vibrators included in the TI, the length of the tuning elements is ~ λav / 8.

Электрическая связь между РРШ и плечами ТИ осуществляется с помощью окна связи, которое выполнено, например, в виде крестообразной щели, и расположено в центре ТИ с нижней стороны РРШ.The electrical connection between the RRS and the arms of the TI is carried out using the communication window, which is made, for example, in the form of a cross-shaped slit, and is located in the center of the TI from the bottom of the RRS.

Отличительной особенностью фрагмента ФАР от прототипа является то, что ТИ образован на одной двухсторонноей печатной плате вместо 2х односторонних вертикально пересекающихся печатных плат в прототипе.A distinctive feature of the PAR fragment from the prototype is that the TI is formed on one double-sided printed circuit board instead of 2 single-sided vertically intersecting printed circuit boards in the prototype.

Для пояснения конструкции предлагаемой полезной модели представлены:To explain the design of the proposed utility model are presented:

На фиг.1 - конструктивная схема печатного ТИ (прототипа)Figure 1 - structural diagram of a printed TI (prototype)

На фиг.2 - конструктивная схема антенного фрагмента с управляемой поляризацией.Figure 2 is a structural diagram of an antenna fragment with controlled polarization.

На фиг.3 - конструктивная схема печатного ТИ в сборе предлагаемой полезной модели фрагмента ФАР.Figure 3 is a structural diagram of a printed TI assembly of the proposed utility model fragment PAR.

На фиг.4 (а, б, в) - экспериментальные данные, подтверждающие технический результат предлагаемой конструкции ТИ (расширение полосы пропускания).In Fig.4 (a, b, c) - experimental data confirming the technical result of the proposed design TI (bandwidth expansion).

Для того чтобы реализовать ТИ, необходимо изготовить систему из двух пересекающихся вибраторов на одной горизонтальной плате с совмещенными фазовыми центрами (см. фиг.3).In order to implement the TI, it is necessary to make a system of two intersecting vibrators on one horizontal board with combined phase centers (see figure 3).

Предлагаемая конструкция антенного фрагмента для ФАР с управляемой поляризацией снабжена проводящим экраном 1 (металлическим отражателем), роль которого выполняет корпус приемопередающего модуля (НИМ). Один антенный фрагмент объединяет в единую конструкцию четыре ТИ 2, которые устанавливаются на корпусе НИМ и закрыты общим РПУ 1а (см. фиг.2).The proposed design of the antenna fragment for the PAR with controlled polarization is equipped with a conductive screen 1 (metal reflector), the role of which is performed by the body of the transceiver module (BAT). One antenna fragment combines in a single design four TI 2, which are installed on the housing of the BAT and closed by a common RPU 1A (see figure 2).

Подключение ТИ к разъемам НИМ выполняется за счет применения полужестких или гибких кабелей 6, размещаемых на полосках 5, 5а U колена.TI is connected to BAT connectors by using semi-rigid or flexible cables 6, placed on strips 5, 5a U of the elbow.

В конструкции ТИ сверху настроечного элемента 3 устанавливаются диэлектрические фиксаторы 10 для фиксации плат печатных вибраторов вдоль оси симметрии, которые в антенном фрагменте поджимаются корпусом РПУ 1а. Диэлектрический фиксатор 10 представляет собой пенопластовый невысокий цилиндр, который устанавливается выше РРШ 3 (см. фиг.2).In the TI design, dielectric clamps 10 are installed on top of the tuning element 3 to fix the printed vibrator boards along the axis of symmetry, which are pressed into the antenna unit 1a in the antenna fragment. The dielectric retainer 10 is a foam low cylinder, which is installed above the RRS 3 (see figure 2).

Четыре антенных фрагмента образуют подрешетку ФАР. Подрешетки являются составными частями большой ФАР и строятся по гексагональной (треугольной) схеме, что позволяет сократить число элементов ФАР на 16% (по сравнению с квадратной схемой размещения подрешетки ТИ) и избежать дифракционных «боковиков». В частности, общее количество подрешеток, входящих в ФАР с большой апертурой и большим углом качания луча, может составлять более одной тысячи штук.Four antenna fragments form the PAR sublattice. Sublattices are components of a large PAR and are constructed according to the hexagonal (triangular) pattern, which allows to reduce the number of PAR elements by 16% (compared to the square layout of the TI sublattice) and to avoid diffraction “sides”. In particular, the total number of sublattices included in the PAR with a large aperture and a large beam angle can be more than one thousand pieces.

Принцип работы антенного фрагмента заключается в том, что находясь в поле плоской падающей волны, он, являясь пассивным устройством, своими ТИ в соответствии с известными и присущими им характеристиками принимает ВЧ сигналы двух линейных поляризаций для дальнейшей их обработки в ППМ. При передаче с помощью ТИ излучаются ВЧ сигналы произвольной управляемой поляризации, сформированные в ППМ.The principle of operation of the antenna fragment is that, being in the field of a plane incident wave, it, as a passive device, receives its TI in accordance with the known and inherent characteristics of the RF signals of two linear polarizations for their further processing in the MRP. When transmitting using a TI, RF signals of arbitrary controlled polarization generated in the MRP are emitted.

Суммарное поле ВЧ сигналов от всех ППМ образует ВЧ поле всей антенны в дальней зоне и представляет собой суммарную управляемую диаграмму направленности ФАР.The total field of RF signals from all the MRFs forms the RF field of the entire antenna in the far zone and represents the total controllable radiation pattern of the PAR.

Из всех известных способов согласования входного сопротивления вибраторов в полосе частот наиболее приемлемым является способ применения дополнительных цепей связи [4].Of all the known methods for matching the input impedance of vibrators in the frequency band, the most acceptable is the method of using additional communication circuits [4].

Параллельное подключение РРШ 3 крестообразной формы к плечам вибраторов ТИ позволяют существенно расширить полосу пропускания вибраторов ТИ за счет взаимной компенсации реактивных составляющих входных сопротивлений вибраторов, короткозамкнутых шлейфов 5, 5а (U колено) и РРШ 3.Parallel connection of RRSh 3 of a cruciform shape to the shoulders of TI vibrators can significantly expand the passband of TI vibrators due to the mutual compensation of the reactive components of the input resistances of the vibrators, short-circuited loops 5, 5a (U elbow) and RRS 3.

На фиг.4 (а, б, в) приведены результаты макетирования ТИ на одной горизонтально расположенной двухсторонней печатной плате в полосе частот от 1 Ггц до 1,8 Ггц.Figure 4 (a, b, c) shows the results of prototyping TI on one horizontally located double-sided printed circuit board in the frequency band from 1 GHz to 1.8 GHz.

Прогнозируемые рабочие характеристики ТИ были подтверждены результатами испытаний при макетировании одиночных излучателей и в составе антенной решетки из ТИ.The predicted performance characteristics of the TI were confirmed by the test results when prototyping single emitters and as part of the TI antenna array.

Предлагаемый антенный фрагмент ФАР с управляемой поляризацией представляет собой линейную решетку, содержащую четыре печатных ТИ 2. Каждый ТИ 2 состоит из двух объединенных в объемную конструкцию симметричных печатных вибраторов. ТИ 2 упорядоченно размещены на одной линии на расстоянии, равном 0,64 λ друг от друга, и на высоте, равной λср/4 рабочего диапазона над общим проводящим экраном 1.The proposed antenna fragment PAR with controlled polarization is a linear array containing four printed TI 2. Each TI 2 consists of two symmetrical printed vibrators integrated into a three-dimensional structure. TI 2 orderly placed on the same line at a distance equal to 0.64 λ from each other, and at a height equal to λav / 4 of the operating range above the common conductive screen 1.

Каждый из вибраторов 2 выполнен на диэлектрической двухсторонней подложке 4 (фиг.3) по классической схеме верхнего питания.Each of the vibrators 2 is made on a dielectric double-sided substrate 4 (Fig.3) according to the classical scheme of the upper power supply.

Симметрирование и возбуждение вибраторов 2 каждого турникетного излучателя, входящих в антенный фрагмент, осуществляется двумя связанными полосковыми проводниками 5, 5а длиной λср/4 короткозамкнутыми в нижней части и ВЧ кабелем 6 проложенным на одной из связанных линий, гальваническое соединение жилы и брони ВЧ кабеля методом пайки осуществляется в верхней части U колена.Symmetry and excitation of the vibrators 2 of each turnstile emitter included in the antenna fragment is carried out by two connected strip conductors 5, 5a of length λav / 4 short-circuited in the lower part and an RF cable 6 laid on one of the connected lines, galvanic connection of the core and armor of the RF cable by soldering carried in the upper part of the U knee.

На фиг.4 для сравнения приведены пунктиром характеристики одиночного печатного ТИ (прототипа) настроечных элементов РРШ.Figure 4 for comparison shows the dashed characteristics of a single printed TI (prototype) tuning elements RRS.

Предложенная схема АФ перспективна для антенн с большой апертурой и большими углами качания луча. АФ технологичен, регулировку ТИ для ФАР осуществляют лишь в период разработки, регулировка ТИ в составе АФР не требуется в связи с расширенной полосой пропускания ТИ по сравнению с рабочей полосой (9-10%). В этой полосе развязка составляет не менее 25 Дб, при качании луча в Е и Н плоскостях решетки из трех излучателей на углы ±45° КСВ составит 2,2-2,5.The proposed AF scheme is promising for antennas with a large aperture and large beam angles. The AF is technological, the TI adjustment for the PARs is carried out only during the development period, the TI adjustment in the AFR is not required due to the expanded TI bandwidth compared to the working band (9-10%). In this band, the decoupling is at least 25 dB; when the beam is swinging in the E and H planes of the array of three emitters at angles ± 45 °, the SWR will be 2.2-2.5.

Таким образом, за счет того, что в антенном фрагменте ФАР с управляемой поляризацией, представляющем собой линейную антенную решетку по четыре ТИ, расположенных с периодом dx, dy в строке и между строк и закрытых общим РПУ, при этом каждый ТИ выполнен по классической схеме верхнего питания и состоит из двух ортогонально пересекающихся полуволновых печатных вибраторов, объединенных в объемную конструкцию с настроечными элементами (РРШ) и ВЧ узлом симметрирования и возбуждения над общим проводящим экраном на высоте λср/4, ТИ расположен в плоскости, параллельной проводящему экрану, и выполнены на одной двухсторонней печатной плате, а запитывающий ВЧ узел располагается в перпендикулярной плоскости, является опорой для плеч вибратора, при этом каждый вибратор противофазно запитывается и возбуждается от своего ВЧ узла за счет использования двух ортогонально пересекающихся "U" колен на связанных полосковых (печатных или металлических) линиях, плечи ТИ гальванически соединяются с четырьмя выходами "U" колен с помощью винтов с последующей их опайкой, настроечные элементы (РРШ) выполнены в крестообразной форме, с окнами связи с нижней стороны, их оси симметрии совпадают с осями симметрии вибраторов, входящих в ТИ, обеспечивается улучшение характеристик ФАР, в части расширения полосы пропускания, улучшения равномерности развязки между входами вибраторов, обеспечения идентичности каналов, улучшения технологичности, повышения электрической прочности, снижение СВЧ потерь и реализации низкого уровня коэффициента стоячей волны в полосе частот не менее 30%.Thus, due to the fact that in the antenna fragment of the PAR with a controlled polarization, which is a linear antenna array of four TIs located with a period of dx, dy in the row and between the rows and closed by a common RPU, each TI is made according to the classical scheme of the top power supply and consists of two orthogonally intersecting half-wave printed vibrators combined in a three-dimensional structure with tuning elements (RRS) and an RF node for balancing and excitation above a common conductive screen at a height of λср / 4, ТИ is located in a plane axes parallel to the conductive screen and are made on one double-sided printed circuit board, and the RF supply unit is located in a perpendicular plane, is a support for the vibrator arms, while each vibrator is in-phase powered and excited from its RF unit by using two orthogonally intersecting “U” knees on connected strip (printed or metal) lines, TI shoulders are galvanically connected to four “U” outlets of the knees using screws with their subsequent soldering, tuning elements (РРШ) execution They are in a cruciform shape, with communication windows on the lower side, their symmetry axes coincide with the symmetry axes of the vibrators included in the TI, improving the characteristics of the PAR, in terms of expanding the passband, improving the uniformity of isolation between the inputs of the vibrators, ensuring channel identity, improving manufacturability, increasing electric strength, reducing microwave losses and implementing a low level of the standing wave coefficient in the frequency band of at least 30%.

Список использованной литературы.List of used literature.

1. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. \ под ред. Д.И.Воскресенского. М.: Радио и Связь, 1981. стр.33.1. Antennas and microwave devices. Designing phased array antennas. \ ed. D.I. Voskresensky. M .: Radio and Communication, 1981. p. 33.

2. Бей Н.А., Прилуцкий А.А. Двухдиапазонные многолучевые приемопередающие фар для систем сотовой связи третьего поколения. Антенны. 2005, вып.10 (101) с 48.2. Bey N.A., Prilutsky A.A. Dual-band multi-beam transceiver headlights for third generation cellular communication systems. Antennas 2005, issue 10 (101) with 48.

3. Патент РФ №92745, H01Q 21/26, заявка 2009144253 от 30.11.2009.3. RF patent No. 92745, H01Q 21/26, application 2009144253 dated November 30, 2009.

4. Сканирующие антенные системы СВЧ. 4.2. - /перевод с англ. под ред. Г.Т.Маркова, А.Ф.Чаплина. - М.: Советское радио, 1969, с.459-460, 474-4904. Scanning microwave antenna systems. 4.2. - / translation from English. under the editorship of G.T. Markova, A.F. Chaplin. - M .: Soviet Radio, 1969, p. 459-460, 474-490

5. Г.З.Айзенберг. - Антенны ультракоротких волн. - М.: "Государственное издательство литературы по вопросам связи и радио", 1957. стр.262, 263.5. G.Z. Eisenberg. - Antennas of ultrashort waves. - M.: "State Publishing House of Literature on Communications and Radio", 1957. p. 262, 263.

Claims

1. Antenna fragment of a phased antenna array with controlled polarization, which is a linear antenna array of four turnstile emitters (TIs) located with a period of dx, dy in the line and between the lines and covered by a common radiotransparent shelter, with each TI made according to the classical scheme of the upper power supply and consists of two orthogonally intersecting half-wave printed vibrators combined in a three-dimensional design with tuning elements (open reactive loops (RRS)) and a high-frequency (HF) unit metering and excitation over a common conductive screen at a height equal to a quarter of the average wavelength of the operating range, characterized in that the TI is located in a plane parallel to the conductive screen and is made on one double-sided printed circuit board, and the RF supply unit is located in a perpendicular plane and is a support for the shoulders of the vibrator, while each vibrator is in-phase powered and excited from its HF node due to the use in the vibrator of two orthogonally intersecting "U" elbows on connected bands lines (printed or metal), the TI arms are galvanically connected to the four outputs of the “U” elbows using screws with their subsequent soldering, the tuning elements (RRS) are located on top of the radiator main board, are made in a cross shape, and have communication windows on the lower side moreover, the axis of symmetry of the RRS coincide with the axis of symmetry of the vibrators included in the TI.

2. The antenna fragment according to claim 1, characterized in that the length of the tuning element (RRS) is approximately one eighth of the average wavelength of the operating range.