RU20989U1

RU20989U1 - Двухдиапазонная фазированная антенная решетка

Info

Publication number: RU20989U1
Application number: RU2001121001/20U
Authority: RU
Inventors: Ю.И. Зеленюк; Г.Н. Колодько; А.И. Синани; Н.А. Бей; А.В. Шестопалов; И.И. Фролов; ев Г.В. Петр; Г.В. Петряев; В.И. Мойбенко
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2001-12-10

Description

Двухдиапазонная фазированная антенная решетка

Полезная модель относится к радиолокации, в частности, к двух диапазонным фазированным антенным решеткам с онтической раснределительной системой отражательного тина (ФАР с ОРС) и может быть иснользована в системах управления вооружением и системах обш;его назначения (метео - радиолокационные станции (РЛС), РЛС систем управления движением и т.д.)

Из уровня техники рввестна ФАР с ОРС миллиметрового диапазона 1. Такая ФАР представляет собой конструкцию из облучателя и линзы на основе многоотверсной ферритовой пластины, управление которой осушествляется проводниками, продетыми в отверстия малого диаметра. Отражательный режим работы линзы обеспечивается неполным сверлением отверстий, играющих роль волноводных фазовращателей с круговой пол изацией. Такая ФАР не обеспечивает работу с малым периодом обзора вследствие узкой диаграммы направленности антенны (ДНА) и не обеспечивает дальности обнаружения более 6 ... 20 км из-за высокого уровня поглощения излучения в атмосфере при плохих погодных условиях.

Известна ФАР сантиметрового диапазона 2, представляющая собой решетку из элементов, состоящих из ферритовых фазовращателей с волноводной системой излучения и определяющих отражательный режим работы закороток в пассивном или активном исполнении, оптической системой питания в отражательном варианте в виде находящегося вблизи осевой линии решетки облучателя с подводом энергии по волноводной или иной линии. Такая ФАР не обеспечивает высокую разрешающую способность по углу, что не позволяет реализовать режимы формирования радиоизображения, например, при маяовысотном полете и решать другие задачи с высоким разрешением.

Н 01 Q 21/00

Также недостатком является пассивное иснользование нлощади поверхности антенны между прямоугольными волноводными излучателями сантиметровото диапазона.

Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является двух диапазонная фазированная антенная решетка 3.

ФАР содержит прямоугольные волноводные излучатели с неперекрьгваюпщмися апертурами сантиметрового и нижней части миллиметрового диапазона частот, расположенные в одной апертуре.

Недостатком этой антенны является ограниченная разность верхней и нижней рабочих частот, значительное взаимное влияния прямоугольных волноводных голучателей, что приоводит при работе в миллиметровом диапазоне к возрастанию уровня боковых лепестков и снижению коэффициента усиления в сантиметровом диапазоне в случае принятия мер по компенсации возрастания уровня боковых лепестков. Это обусловлено конструкцией антенны, возможность работы в двух диапазонах которой достигается путем уменьшения геометрических размеров прямоугольных волноводов в миллиметровом диапазоне.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке фазированной антенной решетки с возможностью работы как в сантиметровом (X) диапазоне, так и в мшглиметровом (ММ) диапазоне, как с разделением времени, так и одновременно с сохранением х актеристик ФАР X диапазона и с высокими х актеристиками ФАР ММ - диапазона.

Такое решение обеспечивает значительное повышение разрешаюш;ей способности и точности измерения углов, необходимое при выполнении маловысотного полета, взлета и посадки при плохих погодных условиях, а так же при прицеливании. Высокое разрешение и точность чаще всего требуются в секторе порядка ±15° относительно направления полета, а за пределами этого сектора обеспечиваются путем доплеровского обужения

луча. Для достижения указанного технического результата в состав фазированной антенной решетки, содержащей прямоугольные волноводные голучатели, работающие в X - диапазоне, между прямоугольными волноводными излучателями сантиметрового диапазона, размещаются модули ММ - диапазона на основе ферриговой линзы, образуя панель ФАР ММ - диапазона. Работа ФАР в X диапазоне выполняется через фазовращающие элементы X - диапазона, работа ФАР в ММ - диапазоне вьшолняется через облучатель и модули панели ФАР ММ - диапазона. При таком расположении модулей у антенны ММ диапазона появляются дифракционные лепестки. Для снижения уровня дифраищонных лепестков необходимо уменьшать пшрину излучателей X диапазона, возможно так же неэквидистантное расположение излучателей. Сигнал от дифракционных лепестков подавляется при доплеровской обработке, для чего необходим достаточно больщой их разнос. Разнос частот X и ММ - диапазона примерно на порядок, поскольку разнос дифракционных лепестков пропорционален разносу частот излучения при прочих равных условиях. Уменьшение ширины излучателей ухудшает х)актеристики антенны X диапазона, поэтому антенна ММ диапазона в больпшнстве возможных применений располагается не по всему раскрыву антенны X диапазона, а по небольшой его части, и вытянута в азимутальном направлении, поскольку недостаточное разрешение по углу места в секторе на линии полета может компенсироваться доплеровским обужением луча. Антенна х актеризуется большим разносом рабочих частот, примерно на порядок.

Излучатели сантиметрового диапазона выполняются с линейной поляризацией, что обеспечивает большую полезную площадь для размещения модулей ФАР миллиметрового диапазона по сравнению с излучателями с круговой пол изацией.

Фиг. 1 - передняя панель фазпрованпой антенной решеткн;

Фиг. 2 - сечение передней панели по А - А.

Фазированная антенная решетка (Фиг. 1,2) в части, где расположены модули ММ-диапазона, состоит из печатной платы 1, на которую крепягся модули миллиметрового ди газона 2 на основе ферритовой линзы, и сквозь которую проходят прямоугольные волноводные излучатели сантиметрового диапазона 3. Прямоугольные волноводные излучатели сантиметрового диапазона расположены треугольной сеткой, что обеспечивает большую полезную площадь для размещения модулей миллиметрового диапазона. Антенная система ФАР миллиметрового диапазона собирается из множества модулей миллиметрового диапазона. Модули монтируются с контролем высоты и плоскости установки на печатной плате. За счет применения технологии микросборок обеспечиваются высокие х актеристики таких антенн. В разрабатываемой в настоящее время антенне удалось обеспечить в ММ - диапазоне уровень первого бокового лепестка пе хуже -18 дБ, уровень дифракционных лепестков не хуже -15 дБ, уровень фона -35дБ в секгоре сканирования не менее ±15°.

Изготовление антенны не требует уникальных материалов и специальных технологий, поэтому она может быть многократно воспроизведена в промышленном производстве.

Источники информации:

1.Авдеев С.М., Бей Н.А., Морозов А.Н.,Линзовые антенны с электрически управляемыми диаграммами напрвленности под ред. Бей Н. А., Москва Радио и связь, 1987г., стр. 58 - 63, 107 - 115.

2. Антенны и устройства СВЧ (проектирование фазированных антенных решеток) под ред. Воскресенского Д.И., Москва Радио и связь, 1981 г., стр. 34 - 36.

Claims

Двухдиапазонная фазированная антенная решетка, содержащая волноводные излучатели сантиметрового диапазона, отличающаяся тем, что по крайней мере часть поверхности антенны содержит модули миллиметрового диапазона на основе ферритовой линзы, размещенные между волноводными излучателями сантиметрового диапазона.