RU176019U1 - Конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой pin диодами диаграммой направленности - Google Patents
Конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой pin диодами диаграммой направленности Download PDFInfo
- Publication number
- RU176019U1 RU176019U1 RU2017104745U RU2017104745U RU176019U1 RU 176019 U1 RU176019 U1 RU 176019U1 RU 2017104745 U RU2017104745 U RU 2017104745U RU 2017104745 U RU2017104745 U RU 2017104745U RU 176019 U1 RU176019 U1 RU 176019U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- antenna array
- controlled
- radiation pattern
- pin
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
- H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
Abstract
Конструкция управляемой волноводно-щелевой антенной решетки, отличающаяся тем, что управляющие распределением поля вдоль полотна антенной решетки PIN выполнены заедино с корпусом волноводно-щелевой антенной решетки. В настоящей волноводно-щелевой антенной решетке с управляемой диаграммой направленности за счет управления распределением проводимости щелевых линий антенны достигается управление формой диаграммы направленности в широкой полосе рабочих частот, ограничиваемой лишь полосой рабочих частот системы формирования опорной волны - бегущей волны типа Н01 в совокупности излучающих волноводов. Время перестройки диаграммы направленности, определяется временем переключения PIN диодов и может составлять (10-6-10-8) сек. 1 ил.
Description
Настоящая полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для синтеза электромагнитной волны с заданным пространственным распределением амплитуды и фазы, в частности, в сканирующих антеннах СВЧ с электронным управлением. Более конкретно, полезная модель относится к СВЧ волноводно-щелевым антенным решеткам СВЧ диапазона с управляемой диаграммой направленности.
Управление диаграммой направленности у волноводно-щелевых антенных решеток может осуществляться изменением фаз мод электромагнитных волн, распространяющихся в волноводах. Электромагнитные волны, с разными фазами излучаемые из разных щелей волноводно-щелевой антенной решетки, формируют в дальней зоне требуемую диаграмму направленности. При этом к каждому волноводу волноводно-щелевой антенной решетки подсоединяется отдельный фазовращатель (см. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Учебное пособие для вузов. Авторы: B.C. Филиппов, Л.И. Пономарев, А.Ю. Гринев и др. 2-е издание, дополненное и переработанное. Под редакцией Д.И. Воскресенского. Москва: Издательство «Радио и связь». Редакция литературы по радиотехнике и электросвязи, 1994).
К недостаткам данных устройств относятся большие габариты, высокая сложность изготовления, сложность систем управления фазовращателями и, соответственно, высокая стоимость.
Известны конструкции волноводно-щелевых антенных решеток, не использующих изменение фаз мод электромагнитных волн, распространяющихся в волноводах. Например, в патенте RU 2184411 от 10.12.2011 описана конструкция волноводно-щелевой антенной решетки, в которой изменение диаграммы направленности достигается за счет перераспределения электромагнитной энергии по полотну антенной решетки. Перераспределение электромагнитной энергии по полотну антенной решетки достигается за счет внесения в излучающие элементы (щели волноводов, составляющих антенную решетку (щелевые линии)) металлической пластины, что приводит к изменению волноводных параметров и, как следствие, к изменению энергии моды, распространяющейся по волноводу. Перемещение металлической пластины осуществляется за счет электромагнитного привода. Данная конструкция, за счет отсутствия фазовращателей, обладает меньшими габаритами, чем конструкции, в которых диаграмма направленности управляется фазовращателями. К недостаткам данной конструкции, относится необходимость наличия электромагнитных приводов, что утяжеляет полотно антенны.
Известна конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой диаграммой направленности, свободная от вышеуказанных недостатков, выбранная за аналог (см. US 20050174294 от 11.08.2005, WO/2003/103090 от 11.12.2003). Управление диаграммой направленности осуществляется за счет перераспределения электромагнитной энергии по полотну антенной решетки. Конструкция представляет собой волноводно-щелевую антенную решетку, в которой между противоположных продольных сторон излучающих щелей волноводов (щелевых линий) включены PIN диоды. Перераспределение электромагнитной энергии по полотну антенной решетки достигается за счет открывания PIN диодов, которые в результате закорачивают противоположные продольные стороны излучающих щелей волноводов.
Недостатком конструкции-аналога являются высокие требования к электрическим контактам между PIN диодами и материалом волновода, что усложняет технологический процесс изготовления подобного устройства.
Задачей полезной модели являлась разработка такой конструкции волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой диаграммой направленности, которая обеспечивала бы надежный электрический контакт между PIN диодами и материалом волновода с целью упрощения технологического процесса изготовления подобного устройства
Поставленная задача решается тем, что для обеспечения надежного электрического контакта между PIN диодами и материалом волновода предлагается следующая конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой диаграммой направленности: волноводно-щелевая антенная решетка состоит из плоской кремниевой подложки и расположенной на ней кремниевой пластине. В кремниевой пластине методом анизотропного травления формируются волноводы, например прямоугольные, щели в волноводах, а также подложки для последующего изготовления PIN диодов, соединяющих противоположные продольные стороны излучающих щелей волноводов (щелевые линии). PIN диоды формируются в полученных подложках методами ионной имплантации.
Таким образом, в предлагаемой конструкции PIN диоды выполняются заедино с волноводами в едином технологическом процессе, что обеспечивает высокое качество электрического контакта между PIN диодами и материалом волновода.
Настоящая полезная модель поясняется чертежом, где:
на фиг. 1 показана схема предлагаемой волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой диаграммой направленности.
Настоящая волноводно-щелевая антенная решетка с управляемой диаграммой направленности содержит: волноводы 16 щелевые линии 2, PIN диоды 3, устройство управления 4.
Настоящую волноводно-щелевую антенную решетку с управляемой диаграммой направленности используют следующим образом. В волноводах 1 опорной волной возбуждается основная мода. В соответствии с пространственной структурой основной моды щелевые линии 2, при расположении их по разные стороны относительно середины широкой стенки волновода, возбуждаются в противофазе. Так как расстояние между двумя противофазными щелями меньше половины длины волны, при одинаковом уровне возбуждения не происходит излучения поля, возбуждаемого щелевыми линиями, в дальнюю зону и, следовательно, возбуждается быстрая поверхностная волна, распространяющаяся вдоль волновода. Для излучения поля в дальнюю зону требуется внести разбаланс в возбуждение щелевых линий, что достигается изменением проводимости щелевой линии. Изменение проводимости щелевых линий осуществляется PIN диодами 3, расположенными вдоль линии.
PIN диоды, под действием сигнала с устройства формирования управляющих сигналов 4, обеспечивают необходимое пространственное распределение щелевых линий по площади антенны.
Таким образом, в настоящей волноводно-щелевой антенной решетке с управляемой диаграммой направленности за счет управления распределением проводимости щелевых линий антенны достигается управление формой диаграммы направленности в широкой полосе рабочих частот, ограничиваемой лишь полосой рабочих частот системы формирования опорной волны - бегущей волны типа Н01 в совокупности излучающих волноводов. Время перестройки диаграммы направленности, определяется временем переключения PIN диодов и может составлять (10-6-10-8) сек.
Claims (1)
- Конструкция управляемой волноводно-щелевой антенной решетки, отличающаяся тем, что управляющие распределением поля вдоль полотна антенной решетки PIN выполнены заедино с корпусом волноводно-щелевой антенной решетки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104745U RU176019U1 (ru) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой pin диодами диаграммой направленности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017104745U RU176019U1 (ru) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой pin диодами диаграммой направленности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU176019U1 true RU176019U1 (ru) | 2017-12-26 |
Family
ID=63853411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017104745U RU176019U1 (ru) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | Конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой pin диодами диаграммой направленности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU176019U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762320C1 (ru) * | 2020-12-21 | 2021-12-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Конструкция изогнутой антенной решетки свч |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2184411C2 (ru) * | 1999-04-12 | 2002-06-27 | Научно-исследовательский институт "Стрела" | Антенное устройство и устройство управления распределением мощности по раскрыву антенны |
| US20050174294A1 (en) * | 2002-05-31 | 2005-08-11 | The Regents Of The University Of Michigan | Switchable slot antenna |
| EP2637249A1 (en) * | 2012-03-08 | 2013-09-11 | Acer Incorporated | Tunable slot antenna |
-
2017
- 2017-02-15 RU RU2017104745U patent/RU176019U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2184411C2 (ru) * | 1999-04-12 | 2002-06-27 | Научно-исследовательский институт "Стрела" | Антенное устройство и устройство управления распределением мощности по раскрыву антенны |
| US20050174294A1 (en) * | 2002-05-31 | 2005-08-11 | The Regents Of The University Of Michigan | Switchable slot antenna |
| EP2637249A1 (en) * | 2012-03-08 | 2013-09-11 | Acer Incorporated | Tunable slot antenna |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Badar Muneer, Zhu Qi, Shanjia Xu. A digital SIW Phase shifter implemented by switching transverse slots via Pin diodes. FREQUENZ Jornal of RF/microwave engineering, photonics and communications. ISSN 0016-1136, e-ISSN 2191-6349, DE GRUYTER, Berlin/Boston. Vol. 69, issue 9-10, sept. 2015, pp.383-389. * |
| Progress in compact antennas. Edited by Laure Huitema, publisher - InTech. 2010, Chapter 4. Miniature antenna with frequency agility by L.Huitema, T. Monediere. pp85-106, INTECH. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2762320C1 (ru) * | 2020-12-21 | 2021-12-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Конструкция изогнутой антенной решетки свч |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112640213B (zh) | 具有用于宽带频率调谐的可重新配置辐射器的电子可控全息天线 | |
| Yang et al. | A 1-bit $10\times 10$ reconfigurable reflectarray antenna: design, optimization, and experiment | |
| Guzmán-Quirós et al. | A Fabry–Pérot antenna with two-dimensional electronic beam scanning | |
| Zhang et al. | Electronically radiation pattern steerable antennas using active frequency selective surfaces | |
| Rusch et al. | Holographic mmW-Antennas With ${\rm TE} _0 $ and ${\rm TM} _0 $ Surface Wave Launchers for Frequency-Scanning FMCW-Radars | |
| Bildik et al. | Reconfigurable liquid crystal reflectarray with extended tunable phase range | |
| Moghadas et al. | MEMS-tunable half phase gradient partially reflective surface for beam-shaping | |
| CN110112551B (zh) | 非衍射波束方向可调的可重构Bessel天线 | |
| JP6169536B2 (ja) | メタマテリアル能動素子 | |
| KR20230164015A (ko) | 이중-빔 성능을 갖는 하이브리드 중앙-급전 에지-급전 메타표면 안테나 | |
| Dorrah et al. | Peripherally excited phased array architecture for beam steering with reduced number of active elements | |
| Chen et al. | A pattern reconfigurable SIW horn antenna realized by PIN diode switches | |
| RU176019U1 (ru) | Конструкция волноводно-щелевой антенной решетки с управляемой pin диодами диаграммой направленности | |
| Ehmouda et al. | Steered microstrip phased array antennas | |
| Ebadi et al. | Visual illustrations of microwave holographic beamforming using a modulated surface-impedance metamaterial | |
| Chesnitskiy et al. | Multibeam antenna implementation using anisotropic metasurfaces | |
| Gregoire et al. | An electronically-steerable artificial-impedance-surface antenna | |
| Oyesina et al. | Experimental demonstration of the metamaterial-based beam-steerable Huygens’ box antenna with dramatically reduced phasing elements | |
| Hajj et al. | A novel beam scanning/directivity reconfigurable M-EBG antenna array | |
| Mackay et al. | Power Pattern Synthesis with Peripherally Excited Phased Arrays | |
| Dorrah et al. | Peripherally excited phased arrays with practical active Huygens’ sources and slot elements | |
| Penkin et al. | Two-frequency operating mode of antenna arrays with radiators of Clavin type and switching vibrator and slot elements | |
| Kumar et al. | Synthesis of a dual-band flat-top pattern using polarization dependent metasurface | |
| Ruiz-García et al. | Quasi-Optical Excitation of Modulated Metasurface Antennas | |
| Mackay et al. | Shaped beam synthesis with peripherally excited phased arrays |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200216 |