RU2024129C1 - Плоская щелевая антенная решетка - Google Patents
Плоская щелевая антенная решеткаInfo
- Publication number
- RU2024129C1 RU2024129C1 SU904887266A SU4887266A RU2024129C1 RU 2024129 C1 RU2024129 C1 RU 2024129C1 SU 904887266 A SU904887266 A SU 904887266A SU 4887266 A SU4887266 A SU 4887266A RU 2024129 C1 RU2024129 C1 RU 2024129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguides
- strip
- waveguide
- wide
- metal screen
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
- H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0037—Particular feeding systems linear waveguide fed arrays
Abstract
Использование: спутниковое телевидение. Сущность изобретения: плоская щелевая антенная решетка содержит размещенные на печатной плате параллельно полосковые волноводы. Металлический экран печатной платы образует общую широкую стенку полосковых волноводов, их вторые широкие стенки образованы полосками с гребенчатыми шлейфами по краям. В полосках выполнены излучающие щели, а в металлическом экране - щели связи, которые соединены с блоком формирования сигналов, состоящим из запитывающих волноводов и волноводных распределителей мощности, размещенных на обратной стороне металлического экрана. 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике, технике СВЧ, в частности к антенно-фидерным устройствам.
Известны щелевые антенные решетки в печатном исполнении. В печатном исполнении выполняются не только излучающие элементы, но и линии запитки и схема формирования сигналов. Эти антенны технологичны, имеют малую массу и толщину, а также простую конструкцию.
Недостаток печатных щелевых антенн, ограничивающий их применение в антенных решетках, - относительно большие потери. Если линейный размер апертуры составляет D = 10. ..15 λ, а запитка осуществляется полосковой линией, не удается в настоящее время разработать антенную решетку с КПД > 0,5-0,6.
Известны волноводно-щелевые антенные решетки на полых металлических волноводах, на которых выполнены как излучающие элементы, так и элементы схемы запитки.
Однако такие конструкции громоздки, тяжелы, не отвечают современным требованиям миниатюризации, не позволяют применить групповые методы изготовления.
Известны также волноводно-щелевые антенные решетки, выполненные на базе полоскового волновода, широкая стенка которого представляет собой периодическую последовательность узких (шириной W1) и широких (шириной W2) отрезков полосковых линий. В полосковых волноводах при симметричной запитке формируется волновой процесс, близкий к волне типа Н10. Потери в полосковых волноводах в 2...3 раза меньше, чем в несимметричных полосковых линиях.
На базе полоскового волновода могут быть выполнены резонансные и нерезонансные волноводно-щелевые линейные излучатели. Однако они имеют ограниченный коэффициент усиления, так как с увеличением длины излучателя начинают сказываться потери в полосковом волноводе ( αпот. = =0,03 дБ/см) и появляются значительные фазовые ошибки, падает коэффициент полезного действия.
Наиболее близким по технической сущности является волноводно-щелевая антенная решетка, содержащая антенное полотно, выполненное на основе волноводно-щелевых излучателей. Волноводно-щелевые излучатели образуются в данной конструкции в виде антенного полотна. Антенное полотно с волноводно-щелевыми излучателями образуется в результате сборки платы, изготовленной из листа металла с остальной конструкцией, в которой образованы две узкие и одна широкая стенка волноводов излучателей. В плате выполнены излучающие щели. Достоинством прототипа являются малые потери.
Однако изготовление таких волноводно-щелевых излучателей не технологично, трудоемко, не обеспечивает гарантированной воспроизводимости характеристик антенн, не позволяет контролировать внутренний шов между излучателями. Пайка чаще всего воспроизводится в соляных ваннах, наличие даже незначительного непропаянного участка между металлической платой с щелями и стенками волноводов делает такую антенну неработоспособной. Конструкция ненадежна.
Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы, повышение надежности и воспроизводимости параметров при обеспечении малых потерь в широкой полосе частот.
Это достигается тем, что излучающие элементы выполнены в печатном исполнении на базе полоскового волновода, а блок формирования сигнала состоит из запитывающих волноводов и волноводных распределителей мощности, выполненных в виде П-образных пазов и размещенных на обратной металлизированной стороне платы. При этом малые потери в антенной решетке обеспечиваются небольшими потерями в полосковых волноводах ( αпв= 0,02 - 0,03 дБ/см), что в 2. . .3 раза меньше, чем в несимметричных полосковых линиях, и еще меньшими потерями в полых волноводах блока формирования сигнала ( αв = 0,001-0,005 дБ/см).
Отсутствие отдельных элементов в плоской щелевой антенной решетке, в которой все волноводы и волноводные распределители мощности образуют единый тракт, исключает паразитное межфланцевое соединение, уменьшает потери и нестабильность параметров антенны.
Высокая точность, которую обеспечивает печатная технология изготовления платы и прогрессивная технология изготовления блока формирования сигнала (например, литьем под давлением или штамповкой), механизация и автоматизация сборки антенны, состоящей всего из двух деталей, упрощает конструкцию, повышает надежность и позволяет получать хорошую повторяемость параметров.
На чертеже изображена плоская щелевая антенная решетка.
Она содержит ряд волноводно-щелевых излучателей на полосковых волноводах 1, выполненных на диэлектрической плате 2, широкие стенки которых расположены в двух параллельных плоскостях, продольные оси параллельны. Одна широкая стенка полоскового волновода 1 образована металлическим экраном 3 печатной платы 2, а противоположная - полоском с двусторонней гребенкой шлейфов на краях размерами W1 и W2, (W1 - ширина полоска, W2 - ширина полоска с гребенчатыми шлейфами). Размером узкой стенки полоскового волновода 1 является толщина h диэлектрической платы 2. Расстояние между продольными осями α выбрано из соотношения
W2 + 0,05 λов < d < λов, где λов - длина волны в свободном пространстве на верхней частоте рабочего диапазона.
W2 + 0,05 λов < d < λов, где λов - длина волны в свободном пространстве на верхней частоте рабочего диапазона.
В одной широкой стенке каждого волновода 1 выполнены излучающие щели 4, а в противоположной, образованной металлическим экраном 3 платы 2, - щели связи 5, которые перпендикулярны продольным осям полосковых волноводов 1 и имеют длину l
l = (0,8 - 1,0)W1.
l = (0,8 - 1,0)W1.
Щели связи 5 соединены с блоком формирования сигнала, состоящим из запитывающих волноводов 6, 7, оси которых параллельны щелям связи 5, и плечей Н-тройника 8 с выходным каналом 9 волноводного распределителя мощности, выполненных в виде П-образных пазов, размещенных на обратной стороне металлического экрана 3, который образует широкую стенку блока формирования сигнала.
Плоская щелевая антенная решетка работает следующим образом.
Сигналы с каждого щелевого излучателя, выполненного на полосковом волноводе 1, представляющего резонансную либо нерезонансную волноводно-щелевую антенну, поступают через щели связи 5 в запитывающие волноводы 6,7, являющиеся волноводами симметричных плеч Н-тройника 8. В Н-тройнике 8 происходит синфазное сложение сигналов и в плечо 9 Н-тройника 8 поступает суммарный сигнал. Количество Н-тройников 8 определяется размерами антенного полотна (коэффициентом усиления антенны) и необходимой полосой пропускания.
В волноводно-щелевых излучателях на полосковых волноводах 1 при симметричной запитке формируется волновой процесс, близкий к волне типа Н10.
Волноводно-щелевой излучатель на полосковом волноводе 1 имеет топологию щелей и электрические характеристики, близкие к топологии и характеристикам волноводно-щелевого излучателя на полом металлическом волноводе с размерами широкой стенки а ≈ W1, узкой стенки b = h и заполненного диэлектриком, из которого выполнена плата 2. Расстояние между продольными осями соседних полосковых волноводов 1 выбирается в пределах
W2 + 0,05 λов< d < λов.
W2 + 0,05 λов< d < λов.
Для исключения появления вторичных максимумов (дифракционных лепестков) расстояние d выбирается d< λов, а для уменьшения взаимосвязи между смежными излучателями на полосковых волноводах 1 расстояние между продольными осями соседних излучателей 1 должно быть d>W2 +0,05 λов.
Claims (1)
- ПЛОСКАЯ ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащая ряд волноводов, широкие стенки которых расположены в одной плоскости, а продольные оси параллельны, при этом в одной широкой стенке каждого волновода выполнены излучающие щели, а в противоположной - щели связи, соединенные с блоком формирования сигнала, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса, повышения надежности и воспроизводимости параметров, волноводы выполнены в виде полосковых волноводов, состоящих из диэлектрической платы, металлический экран которой является общей широкой стенкой полосковых волноводов, а другие их широкие стенки образованы полоском с гребенчатыми шлейфами на краях, при этом расстояние d между продольными осями полосковых волноводов выбрано из соотношения
w2+ 0,05 λов < d < λов ,
где λов - длина волны в свободном пространстве на верхней частоте рабочего диапазона;
w1 - размер широкой стенки полоскового волновода (полоска шириной w2 с гребенчатыми шлейфами),
а блок формирования сигнала состоит из запитывающих волноводов и волноводных распределителей мощности, размещенных на обратной стороне металлического экрана, который образует их широкую стенку, причем щели связи размещены в металлическом экране параллельно осям запитывающих волноводов, которые перпендикулярны к осям полосковых волноводов, и имеют длину l = (0,8 - 1,0)w1.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904887266A RU2024129C1 (ru) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Плоская щелевая антенная решетка |
PCT/SU1991/000048 WO1992016982A1 (fr) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Antennes fendues plates |
US08/119,076 US5426441A (en) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Planar slot antenna grid |
CA002106998A CA2106998A1 (en) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Planar slot antenna grid |
AU75572/91A AU7557291A (en) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Flat slot array |
EP9191907291A EP0577832A4 (en) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Flat slot array |
JP3506539A JPH06505130A (ja) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | プレーナースロットアンテナグリッド |
FI934188A FI934188A0 (fi) | 1990-11-29 | 1993-09-24 | Plant slitsantenn naetverk |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904887266A RU2024129C1 (ru) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Плоская щелевая антенная решетка |
PCT/SU1991/000048 WO1992016982A1 (fr) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Antennes fendues plates |
CA002106998A CA2106998A1 (en) | 1990-11-29 | 1991-03-25 | Planar slot antenna grid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024129C1 true RU2024129C1 (ru) | 1994-11-30 |
Family
ID=27169610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904887266A RU2024129C1 (ru) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Плоская щелевая антенная решетка |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0577832A4 (ru) |
CA (1) | CA2106998A1 (ru) |
FI (1) | FI934188A0 (ru) |
RU (1) | RU2024129C1 (ru) |
WO (1) | WO1992016982A1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101069325B (zh) * | 2004-09-09 | 2011-06-01 | 联邦国有企业“礼炮号”莫斯科国家工厂 | 超高频线天线 |
RU2738758C1 (ru) * | 2020-04-16 | 2020-12-16 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Гибридная система питания антенных решёток |
RU2752282C1 (ru) * | 2020-12-04 | 2021-07-26 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Проходная антенная решетка с бесконтактной структурой и однобитным управлением для формирования многолучевой диаграммы направленности |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2523376A1 (fr) * | 1982-03-12 | 1983-09-16 | Labo Electronique Physique | Element rayonnant ou recepteur de signaux hyperfrequences a polarisations circulaires gauche et droite et antenne plane comprenant un reseau de tels elements juxtaposes |
JPH0720008B2 (ja) * | 1986-02-25 | 1995-03-06 | 松下電工株式会社 | 平面アンテナ |
US4926189A (en) * | 1988-05-10 | 1990-05-15 | Communications Satellite Corporation | High-gain single- and dual-polarized antennas employing gridded printed-circuit elements |
-
1990
- 1990-11-29 RU SU904887266A patent/RU2024129C1/ru active
-
1991
- 1991-03-25 WO PCT/SU1991/000048 patent/WO1992016982A1/ru not_active Application Discontinuation
- 1991-03-25 CA CA002106998A patent/CA2106998A1/en not_active Abandoned
- 1991-03-25 EP EP9191907291A patent/EP0577832A4/de not_active Ceased
-
1993
- 1993-09-24 FI FI934188A patent/FI934188A0/fi not_active Application Discontinuation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Плоские волноводно-щелевые антенные решетки. Обзоры. М.: Радиоэлектроника за рубежом, 1989, вып. 2 (34), с.24-35 - прототип. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101069325B (zh) * | 2004-09-09 | 2011-06-01 | 联邦国有企业“礼炮号”莫斯科国家工厂 | 超高频线天线 |
RU2738758C1 (ru) * | 2020-04-16 | 2020-12-16 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Гибридная система питания антенных решёток |
RU2752282C1 (ru) * | 2020-12-04 | 2021-07-26 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Проходная антенная решетка с бесконтактной структурой и однобитным управлением для формирования многолучевой диаграммы направленности |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1992016982A1 (fr) | 1992-10-01 |
EP0577832A4 (en) | 1994-08-24 |
FI934188A (fi) | 1993-09-24 |
FI934188A0 (fi) | 1993-09-24 |
CA2106998A1 (en) | 1992-09-26 |
EP0577832A1 (de) | 1994-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100369324C (zh) | 基片集成波导双频宽带缝隙阵列天线单元 | |
US5619216A (en) | Dual polarization common aperture array formed by waveguide-fed, planar slot array and linear short backfire array | |
US5086304A (en) | Flat phased array antenna | |
EP0793866B1 (en) | Planar antenna | |
US4959658A (en) | Flat phased array antenna | |
US5061943A (en) | Planar array antenna, comprising coplanar waveguide printed feed lines cooperating with apertures in a ground plane | |
US6043785A (en) | Broadband fixed-radius slot antenna arrangement | |
US4180817A (en) | Serially connected microstrip antenna array | |
US4916458A (en) | Slotted waveguide antenna | |
CN107134653B (zh) | 基于基片集成波导谐振腔的平面紧凑型缝隙天线阵列 | |
KR0184529B1 (ko) | 슬롯 안테나 및 원편파 에너지 수신 방법 | |
WO2001048857A2 (en) | Low profile waveguide network for antenna array | |
US4573056A (en) | Dipole radiator excited by a shielded slot line | |
CN101291017A (zh) | 基于罗特曼透镜原理的基片集成波导多波束天线 | |
CN100384015C (zh) | 平衡馈电式宽带基片集成波导缝隙阵列天线单元 | |
CA2292129C (en) | Multi-layered patch antenna | |
CN111585049A (zh) | 一种低副瓣平板阵列天线 | |
CN2793946Y (zh) | 平衡馈电式宽带基片集成波导缝隙阵列天线单元 | |
RU2024129C1 (ru) | Плоская щелевая антенная решетка | |
CN2789948Y (zh) | 基片集成波导双频宽带缝隙阵列天线单元 | |
CN116404414A (zh) | 一种结构复用的微波/毫米波双频宽带共口径天线 | |
CN112271439A (zh) | 一种圆极化微带天线 | |
CN111244627A (zh) | 波导缝隙阵列天线 | |
JP2001345630A (ja) | スロットアンテナ | |
CN112448166A (zh) | 高增益蝶形微带枝节天线 |