RU160892U1 - WAVE DISTRIBUTOR FOR HEADLIGHTS WITH OPTIMIZED RADIATION CHARACTERISTICS - Google Patents
WAVE DISTRIBUTOR FOR HEADLIGHTS WITH OPTIMIZED RADIATION CHARACTERISTICS Download PDFInfo
- Publication number
- RU160892U1 RU160892U1 RU2015138256/28U RU2015138256U RU160892U1 RU 160892 U1 RU160892 U1 RU 160892U1 RU 2015138256/28 U RU2015138256/28 U RU 2015138256/28U RU 2015138256 U RU2015138256 U RU 2015138256U RU 160892 U1 RU160892 U1 RU 160892U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- main
- waveguide
- branch channels
- waveguides
- channels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
Abstract
1. Волноводный распределитель для ФАР с оптимизированными характеристиками излучения, состоящий из основного и дополнительного линейных делителей, каждый из которых выполнен из направленных ответвителей (НО), объединенных, соответственно, первым и вторым магистральными волноводами, а ответвленные каналы НО ориентированы под углом 90°-φ, где φ=0÷20°, к своему магистральному волноводу, причем соответствующие ответвленные каналы направленных ответвителей (НО) основного и дополнительного линейных делителей соединены между собой фазосдвигающими элементами, с использованием разворотов соединяемых волноводов на 180° в E-плоскости и на угол 2φ в Η-плоскости, при этом ответвленные каналы основного линейного делителя имеют общие участки широких стенок с элементами связи в них с первым магистральным волноводом, а ответвленные каналы дополнительного линейного делителя имеют общие участки широких стенок со вторым магистральным волноводом, а в конце каждого из ответвленных каналов НО, объединенных вторым магистральным волноводом, установлена согласованная нагрузка, отличающийся тем, что в волноводном распределителе, выполненном на основе прямоугольных волноводов, имеющих широкие и узкие стенки, ответвлённые каналы НО основного и дополнительного линейных делителей выполнены в двух, прилегающих друг к другу фольгированными слоями пластинах из фольгированного диэлектрика, при этом в фольгированных слоях на не прилегающих друг к другу сторонах этих пластин выполнены элементы связи, соответственно, с первым и вторым магистральными волноводами, расположенными в разных уровнях, при этом фазосдвигающие элементы в соединяемых 180° разворотам1. A waveguide distributor for headlamps with optimized radiation characteristics, consisting of a main and additional linear dividers, each of which is made of directional couplers (BUT), combined, respectively, by the first and second trunk waveguides, and the branched channels of the BUT are oriented at an angle of 90 ° - φ, where φ = 0 ÷ 20 °, to its main waveguide, and the corresponding branch channels of the directional couplers (BF) of the main and additional linear dividers are interconnected elements, using 180 ° turns of the connected waveguides in the E-plane and an angle of 2φ in the Η-plane, while the branch channels of the main linear divider have common sections of wide walls with communication elements in them with the first main waveguide, and the branch channels of an additional the linear divider have common sections of wide walls with a second main waveguide, and at the end of each of the branch channels BUT, united by the second main waveguide, a matched load is established, different t m, that in a waveguide distributor made on the basis of rectangular waveguides having wide and narrow walls, the branch channels BUT of the main and additional linear dividers are made in two plates of foil-coated dielectric adjacent to each other by foil layers, while in the foil layers on non-adjacent to each other, the sides of these plates are made communication elements, respectively, with the first and second main waveguides located at different levels, while phase-shifting elements in soy 180 ° U-turns
Description
Предлагаемое техническое решение относится к радиотехнической промышленности и может использоваться в волноводной СВЧ антенной технике в составе фазированных антенных решеток.The proposed solution relates to the radio industry and can be used in waveguide microwave antenna technology as part of phased antenna arrays.
Известен многоканальный делитель с использованием направленных ответвителей на скрещенных волноводах [см. патент США №3518576, НКИ 333-10 от 30.06.70 г., авт. J.A. Algeo], состоящий из N направленных ответвителей, объединенных прямоугольным магистральным волноводом, и имеющий N ответвленных волноводных каналов, расположенных со стороны одной из широких стенок магистрального волновода и ориентированных под углом 90° к оси магистрального волновода.Known multi-channel divider using directional couplers on crossed waveguides [see US patent No. 3518576, NKI 333-10 from 06.30.70, author. J.A. Algeo], consisting of N directional couplers connected by a rectangular main waveguide, and having N branched waveguide channels located on the side of one of the wide walls of the main waveguide and oriented at an angle of 90 ° to the axis of the main waveguide.
Существенным недостатком этого технического решения является ограничение по возможному сектору однолучевого сканирования в составе ФАР из-за большого шага расположения ответвленных каналов, расположенных только с одной стороны магистрального волновода.A significant drawback of this technical solution is the limitation on the possible sector of single beam scanning as a part of the PAR because of the large step of the location of branch channels located only on one side of the main waveguide.
Известны полосковые многоканальные делители [см. «Разработка полосковых многоканальных делителей», авт. А.И. Синани, В.М. Кузьменков, В.И. Лапшин и др., «Антенны», вып. 9 (136), 2008 г.]. Рассмотренные многоканальные делители имеют существенный недостаток - малый КПД по сравнению с вол ново дными многоканальными делителями.Strip multi-channel dividers are known [see “Development of strip multi-channel dividers”, ed. A.I. Sinani, V.M. Kuzmenkov, V.I. Lapshin et al., “Antennas,” vol. 9 (136), 2008]. The considered multichannel dividers have a significant drawback - low efficiency in comparison with waveguide multichannel dividers.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является «Волноводный распределитель для фазированной антенной решетки с оптимизированными характеристиками излучения» [RU H01Q 3/26, H01P 5/18 2330357 C1, опубл. 27.07.2008 г.], состоящий из основного и дополнительного линейных делителей, каждый из которых выполнен из направленных ответвителей (НО), объединенных соответственно первым и вторым магистральными волноводами, причем ответвленные каналы НО ориентированы под углом 90°-φ к своему магистральному волноводу, а ответвленные каналы соответствующих НО основного и дополнительного линейных делителей соединены между собой фазосдвигающими элементами, при этом магистральные волноводы выполнены одинакового трапецеидального сечения, а ответвленные каналы одинакового сечения, находящиеся с двух сторон первого магистрального волновода и имеющие с ним общие участки широких стенок с элементами связи в них, проходят над и под вторым магистральным волноводом так, что после 180° разворота в Е-плоскости они примыкают к широким стенкам второго магистрального волновода и имеют с ним общие участки стенок с элементами связи в них, причем в каждый ответвленный канал НО, на участке между элементами связи НО и 180° разворотом в Е-плоскости установлены диэлектрические вкладыши.Closest in technical essence to the proposed device is a "waveguide distributor for a phased array with optimized radiation characteristics" [
Основными недостатками приведенного технического решения являются:The main disadvantages of the technical solutions are:
- большие габаритные размеры и масса;- large overall dimensions and weight;
- сложность конструкции с двусторонним расположением ответвленных каналов на магистральном волноводе и сложная технология изготовления, включающая пайку в солях многослойной тонкостенной конструкции, что в совокупности приводит к недостаточной стабильности электрических характеристик волноводного распределителя.- the complexity of the design with the two-sided arrangement of the branch channels on the main waveguide and the complex manufacturing technology, including soldering in salts of a multilayer thin-walled structure, which together leads to insufficient stability of the electrical characteristics of the waveguide distributor.
Техническая сущность предлагаемого конструктивного решения заключается в том, что волноводный распределитель для ФАР с оптимизированными характеристиками излучения состоит из основного и дополнительного линейных делителей, каждый из которых выполнен из НО, объединенных, соответственно, первым и вторым магистральными волноводами, а ответвленные каналы НО ориентированы под углом 90°-φ°, где φ°=0÷20°, к своему магистральному волноводу, причем соответствующие ответвленные каналы НО основного и дополнительного линейных делителей соединены между собой фазосдвигающими элементами с использованием разворотов соединяемых волноводов на 180° в Е-плоскости, при этом ответвленные каналы основного линейного делителя имеют общие участки широких стенок с элементами связи в них с первым магистральным волноводом, а ответвленные каналы дополнительного линейного делителя имеют общие участки широких стенок с элементами связи со вторым магистральным волноводом, а в конце каждого из ответвленных каналов НО, объединенных вторым магистральным волноводом, установлена согласованная нагрузка.The technical essence of the proposed constructive solution lies in the fact that the waveguide distributor for the headlamp with optimized radiation characteristics consists of a main and additional linear dividers, each of which is made of NO, combined, respectively, by the first and second trunk waveguides, and the branch channels of the NO are oriented at an angle 90 ° -φ °, where φ ° = 0 ÷ 20 °, to its main waveguide, and the corresponding branch channels BUT of the main and additional linear dividers are connected interconnected phase-shifting elements using 180 ° turns of the connected waveguides in the E-plane, while the branch channels of the main linear divider have common sections of wide walls with communication elements in them with the first main waveguide, and the branch channels of the additional linear divider have common sections of wide walls with elements of communication with the second main waveguide, and at the end of each of the branch channels of the BUT, united by the second main waveguide, a matched load ka.
Новым в предлагаемом конструктивном решении является то, что в волноводном распределителе для ФАР с оптимизированными характеристиками, выполненном на основе прямоугольных волноводов, имеющих широкие и узкие стенки, ответвленные каналы НО основного и дополнительного линейных делителей выполнены в двух прилегающих друг к другу фольгированными слоями пластинах из фольгированного диэлектрика, при этом в фольгированных слоях на не прилегающих друг к другу сторонах этих пластин выполнены элементы связи, соответственно, с первым и вторым магистральными волноводами, расположенными в разных уровнях, причем фазосдвигающие элементы в соединяемых 180° разворотами ответвленных каналах направленных ответвителей основного и дополнительного линейных делителей образованы участками этих каналов разной длины. При этом узкие стенки волноводных каналов выполнены в виде рядов отверстий малого диаметра (d<0,03λ) с металлизированными стенками, расположенными с малым шагом (lш<0,06λ) и соединяющими слои фольги на разных стенках диэлектрической пластины. Элементы связи выполнены в виде удаленных участков фольгированного слоя, выполняющего функцию общей широкой стенки волноводов направленных ответвителей.New in the proposed constructive solution is that in the waveguide distributor for headlamps with optimized characteristics, made on the basis of rectangular waveguides having wide and narrow walls, the branched channels of the main and additional linear dividers are made in two foil-laminated plates adjacent to each other dielectric, in this case, in the foil layers on the non-adjacent sides of these plates, communication elements are made, respectively, with the first and second main waveguides located at different levels, and phase-shifting elements in 180 ° turns of the branched channels of the directional couplers of the main and additional linear dividers are formed by sections of these channels of different lengths. The narrow walls of the waveguide channels are made in the form of rows of holes of small diameter (d <0.03λ) with metallized walls located with a small pitch (l w <0.06λ) and connecting the foil layers on different walls of the dielectric plate. The communication elements are made in the form of remote sections of the foil layer, which performs the function of a common wide wall of waveguides of directional couplers.
Задачей волноводного распределителя для ФАР с оптимизированными характеристиками излучения является улучшение его радиотехнических характеристик при снижении его габаритов.The task of the waveguide distributor for the headlamp with optimized radiation characteristics is to improve its radio technical characteristics while reducing its dimensions.
Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении стабильности его характеристик, упрощении конструкции и технологии изготовления.The technical result of the proposed technical solution is to increase the stability of its characteristics, simplifying the design and manufacturing technology.
На фиг. 1 приведено схематическое изображение разреза волноводного распределителя.In FIG. 1 is a schematic view of a section of a waveguide distributor.
На фиг. 2 приведены рассчитанные по экспериментальным амплитудно-фазовым распределениям суммарная и разностная диаграммы направленности ФАР с оптимизированными волноводным распределителем, выполненным в соответствии с предлагаемым решением.In FIG. Figure 2 shows the total and difference radiation patterns calculated using experimental amplitude-phase distributions with the optimized waveguide distributor, made in accordance with the proposed solution.
Волноводный распределитель для ФАР с оптимизированными характеристиками излучения состоит из основного делителя 1, выполненного из направленных ответвителей (НО) 2, состоящих из ответвленных каналов 3 с элементами связи 4, объединенных магистральным волноводом 5, и дополнительного делителя 6, выполненного из направленных ответвителей 7, состоящих, в свою очередь, из ответвленных каналов 8 с элементами связи 9, объединенных магистральным волноводом 10. Ответвленные каналы 3 и 8 в каждом канале прилегают друг к другу широкими стенками и имеют различную длину до соединяющего эти ответвленные каналы 180° разворота в Е-плоскости 11, при этом различная длина до 180° разворота в Е-плоскости 11 в каждом канале определена из условия обеспечения заданных фазовых соотношений между сигналами основного и дополнительного делителей в каждом канале. В ответвленных каналах 8 установлены согласованные нагрузки 12.The waveguide distributor for headlamps with optimized radiation characteristics consists of a
Предлагаемый волноводный распределитель может быть выполнен в виде сборной конструкции, состоящей из двух, прилегающих друг к другу фольгированными слоями пластин из фольгированного диэлектрика, в которых выполнены ряды близкорасположенных отверстий малого диаметра с металлизированными стенками 13, соединяющими слои фольги и формирующими узкие стенки ответвленных волноводных каналов. Магистральные волноводы выполнены в виде полых П-образных скоб, прикрепляемых механически при помощи винтов и контактных прокладок к пластинам из фольгированного диэлектрика, в которых выполнены ответвленные каналы. Широкими стенками магистральных волноводов при этом являются участки фольгированных слоев, находящиеся внутри П-образных скоб. В этих участках фольгированных слоев выполнены элементы связи.The proposed waveguide distributor can be made in the form of a prefabricated structure consisting of two foil insulator plates adjacent to each other by foil layers, in which rows of small holes of small diameter with
Работает волноводный распределитель следующим образом:The waveguide distributor operates as follows:
- в режиме «на передачу» сигнал от передатчика через элементы волноводного тракта поступает на вход основного делителя 1 и далее, распространяясь по магистральному волноводу 5, последовательно ответвляется в ответвленные каналы 3 направленных ответвителей 2, обеспечивая в результате формирование на выходах ответвленных каналов 3 заданного амплитудного распределения;- in the “transmission” mode, the signal from the transmitter through the elements of the waveguide path is fed to the input of the
- в режиме «на прием» сигнал от раскрыва антенны через ряд функциональных элементов ФАР (фазовращатели, элементы волноводной распределительной системы и др.) поступает на выходы ответвленных каналов 3 направленных ответвителей 2, далее частично или полностью (в зависимости от соотношения направлений излученного и принятого сигналов) переходит или только в магистральный волновод 5 основного делителя или распределяется между магистральными волноводами 5 и 10 основного и дополнительного линейных делителей, что в результате после суммирования сигналов от входов магистральных волноводов 5 и 10 обеспечивает улучшение разностной ДН в плоскости расположения волноводного распределителя.- in the “receive” mode, the signal from the aperture of the antenna through a series of functional PAR elements (phase shifters, elements of the waveguide distribution system, etc.) is fed to the outputs of the
Сокращение габаритных размеров и массы волноводного распределителя получено за счет применения для формирования ответвленных каналов вместо объемных пустотелых волноводов пластин из фольгированного диэлектрика, а также за счет уменьшения размера широких стенок ответвленных каналов за счет наличия диэлектрика и, соответственно, возможности размещения ответвленных каналов с одной стороны магистральных волноводов. Размещение ответвленных каналов с одной стороны магистральных волноводов определяет и упрощение конструкции, при этом из конструкции исключаются разновысокие переходы для стыковки с другими узлами. Применение предлагаемого варианта устройства существенно меняет и упрощает технологию изготовления, и как следствие, точность изготовления предлагаемого волноводного распределителя для ФАР с оптимизированными характеристиками излучения и улучшение радиотехнических характеристиктик. Вариант конструкции прототипа выполнен по технологии пайки в солях, что связано с температурными деформациями и, соответственно, с обязательной рихтовкой после пайки, с использованием сложной и дорогостоящей оснастки.The overall dimensions and weight of the waveguide distributor were reduced due to the use of foil dielectric plates instead of bulk hollow waveguides for forming branched channels, and also due to the reduction of the wide walls of the branched channels due to the presence of a dielectric and, accordingly, the possibility of placing branched channels on one side of the main waveguides. The placement of branch channels on one side of the main waveguides also determines the simplification of the design, while the structure excludes uneven transitions for docking with other nodes. The application of the proposed embodiment of the device significantly changes and simplifies the manufacturing technology, and as a result, the manufacturing accuracy of the proposed waveguide distributor for the headlamps with optimized radiation characteristics and improved radio characteristics. A variant of the design of the prototype is made by the technology of soldering in salts, which is associated with temperature deformations and, accordingly, with the mandatory straightening after soldering, using complex and expensive equipment.
Результаты практической реализации предложенного технического решения не вызывают сомнения, изготовлен и прошел испытания экспериментальный образец волноводного распределителя для ФАР с оптимизированными характеристиками. Испытания подтвердили возможность достижения заявленного технического эффекта.The results of the practical implementation of the proposed technical solution are not in doubt; an experimental model of a waveguide distributor for headlamps with optimized characteristics is manufactured and tested. Tests have confirmed the possibility of achieving the claimed technical effect.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015138256/28U RU160892U1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | WAVE DISTRIBUTOR FOR HEADLIGHTS WITH OPTIMIZED RADIATION CHARACTERISTICS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015138256/28U RU160892U1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | WAVE DISTRIBUTOR FOR HEADLIGHTS WITH OPTIMIZED RADIATION CHARACTERISTICS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU160892U1 true RU160892U1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55659718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015138256/28U RU160892U1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | WAVE DISTRIBUTOR FOR HEADLIGHTS WITH OPTIMIZED RADIATION CHARACTERISTICS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU160892U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807644C1 (en) * | 2023-07-10 | 2023-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Waveguide distributor for phased array antenna with optimized radiation characteristics |
-
2015
- 2015-09-07 RU RU2015138256/28U patent/RU160892U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807644C1 (en) * | 2023-07-10 | 2023-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Waveguide distributor for phased array antenna with optimized radiation characteristics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9190739B2 (en) | Antenna with fifty percent overlapped subarrays | |
US9887458B2 (en) | Compact butler matrix, planar two-dimensional beam-former and planar antenna comprising such a butler matrix | |
JP6386182B2 (en) | Waveguide slot array antenna | |
US7724200B2 (en) | Antenna device, array antenna, multi-sector antenna, high-frequency wave transceiver | |
Smith et al. | Amplitude performance of Ruze and Rotman lenses | |
KR20180023038A (en) | A beamforming network for feeding short wall slotted waveguide arrays | |
Qu et al. | Novel parasitic micro strip arrays for low-cost active phased array applications | |
RU2365000C1 (en) | Phased aerial with circular spatial polarisation | |
WO2020124251A1 (en) | Dual end-fed broadside leaky-wave antenna | |
Guntupalli et al. | Ultra-compact millimeter-wave substrate integrated waveguide crossover structure utilizing simultaneous electric and magnetic coupling | |
Cao et al. | Multi‐beam SIW leaky‐wave antenna with 2‐D beam scanning capability for millimeter‐wave radar applications | |
CN113725600B (en) | MIMO array antenna for millimeter wave automobile radar | |
RU160892U1 (en) | WAVE DISTRIBUTOR FOR HEADLIGHTS WITH OPTIMIZED RADIATION CHARACTERISTICS | |
CN116130979A (en) | Low-sidelobe back cavity slot array antenna | |
CN112713413B (en) | Spiral array antenna | |
US20140333498A1 (en) | Multibeam source | |
RU2393595C1 (en) | Waveguide distributor for phase aerial with optimised radiation characteristics | |
RU150246U1 (en) | ANTENNA GRILLE | |
RU192818U1 (en) | Printed Microwave Antenna | |
RU2284079C1 (en) | Frequency-controlled antenna | |
CN113725601A (en) | Multi-view-field array antenna for millimeter wave automobile radar | |
RU2330358C1 (en) | Distributor for phased antenna array | |
RU2807644C1 (en) | Waveguide distributor for phased array antenna with optimized radiation characteristics | |
CN112909557B (en) | Waveguide slot array antenna on annular disc and combined antenna | |
US20140198005A1 (en) | Low profile antenna |