RU2109377C1 - Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны - Google Patents
Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2109377C1 RU2109377C1 RU96115998A RU96115998A RU2109377C1 RU 2109377 C1 RU2109377 C1 RU 2109377C1 RU 96115998 A RU96115998 A RU 96115998A RU 96115998 A RU96115998 A RU 96115998A RU 2109377 C1 RU2109377 C1 RU 2109377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- difference
- plane
- horn
- waveguide
- dielectric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Область применения: антенно-волноводная СВЧ-техника. Предлагается суммарно-разностный облучатель, состоящий из малогабаритного суммарно-разностного узла возбуждения, выполненного из четырех примыкающих друг к другу одинаковых по всей длине прямоугольных волноводов, каждый из которых имеет общие с двумя соседними волноводами узкую и широкую стенки со щелями связи, обеспечивающими направленное ответвление половины мощности в соседний канал, и пирамидальный рупор с выступающей перед раскрывом ступенчатой перегородкой, разделяющей рупор в пл. Е пополам, при этом в целях сужения диаграммы направленности в пл. Н длина рупора в этой плоскости выполнена больше чем в пл. Е. Требуемые для моноимпульсных облучателей фазовые соотношения в четырех выходных каналах обеспечиваются с помощью диэлектрических фазосдвигающих секций со ступенчатыми согласователями на концах, при этом для уменьшения продольных размеров 180o секции в центре диэлектрического вкладыша параллельно вектору Е в щель, прорезанную во вкладыше, введена пластина с увеличенной диэлектрической проницаемостью. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к радиотехнической промышленности средств связи и может использоваться как в качестве суммарно-разностного облучателя зеркальной, линзовой антенн и фазированной антенной решетки с эфирным питанием, так и в качестве автономной антенны в РЛС с моноимпульсным методом пеленгации.
Известны суммарно-разностные облучатели и устройства, выполненные на основе различных двухканальных балансных делителей мощности (H и E-тройников; H, E и T-мостов и др.). Среди этих устройств наиболее близок по конструкции и основной технической сущности рупорный облучатель [1], содержащий пирамидальный рупор, разделенный пополам в плоскости E перегородкой, и суммарно-разностный узел возбуждения с суммарным, разностным E, разностным H и разность-разностным каналами. Однако его конструкция не содержит никаких элементов согласования по КВС и приемлема только для пирамидальных рупоров больших размеров, когда все линейные размеры рупора (aH, bE и l) существенно превосходят длину волны. При малых же размерах рупора (например, при аН и bЕ≤ 1,5 λ, l≤ λ) проблема обеспечения малых КВС и требуемых диаграмм направленности и КУ усложняется, а в ряде случаев не решается без специальных мер. Кроме того, рассмотренные в работе варианты узлов возбуждения выполнены на основе громоздких балансных тройников с системой уголков и изгибов, сложных как в конструктивном, так и в технологическом отношениях.
Таким образом, наиболее существенными недостатками устройства, принятого за прототип, являются:
большие габариты;
сложность конструктивного и технологического исполнения;
плохое согласование облучателя, особенно при малых размерах рупора, с пространством и проблемы обеспечения низкого КВС по суммарно-разностным каналам;
существенные трудности в реализации расчетной (по размерам раскрыва) ширины диаграммы направленности в плоскостях E и H при малых размерах рупора.
большие габариты;
сложность конструктивного и технологического исполнения;
плохое согласование облучателя, особенно при малых размерах рупора, с пространством и проблемы обеспечения низкого КВС по суммарно-разностным каналам;
существенные трудности в реализации расчетной (по размерам раскрыва) ширины диаграммы направленности в плоскостях E и H при малых размерах рупора.
В предлагаемом устройство эти недостатки удается преодолеть, в нем суммарно-разностный узел возбуждения выполнен из четырех прямых примыкающих друг к другу одинаково ориентированных прямоугольных волноводов одинакового сечения, каждый из которых имеет общую широкую стенку с одним из соседних волноводов, имеющую две симметрично расположенные относительно продольной оси волновода продольные щели, а также общую узкую стенку с другим соседним волноводом, имеющую продольную щель с настроечным винтом, установленным над ее центром со стороны широких стенок, а пирамидальный рупор имеет различную длину в плоскостях E и H и снабжен настроечным элементом в виде двух шаровых сегментов, установленных один над другим на перегородке с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси. При этом упомянутая перегородка выступает за продольный габарит рупора и имеет симметричную относительно своей продольной оси форму со ступенчатым уменьшением ширины от начала к концу выступающей части, кроме того, в выходные каналы, являющиеся продолжением суммарного и разность-разностного каналов, установлены 90o фазосдвигающие секции, выполненные в виде диэлектрических вкладышей, частично или полностью заполняющих поперечное сечение волновода, а в выходной канал, являющийся продолжением разностного E канала, установлена 180o фазосдвигающая секция в виде вкладыша, имеющего поперечное сечение, совпадающее с волноводом, при этом в центре вкладыша в плоскости E прорезана сквозная продольная щель, полностью заполненная диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, превосходящей диэлектрическую проницаемость вкладышей, а оба конца вкладышей выполнены ступенчатыми.
На фиг.1 показан суммарно-разностной облучатель, общий вид; на фиг. 2 - КСВ входных каналов; на фиг. 3 - диаграмма направленности облучателя.
Предлагаемый суммарно-разностный облучатель содержит суммарно-разностный узел возбуждения, состоящий из четырех прямых, примыкающих друг к другу, одинаково ориентированных волноводов 1 - 4 с общими широкой и узкой стенками в каждом волноводе, содержащими щели 5 - 10, при этом на выходе трех каналов 1, 2, 4 установлены 180o 13 и 90o 11, 12 фазосдвигающие секции соответственно; пирамидальный рупор 14, разделенный пополам в плоскости E перегородкой 15 с настроечным элементом 16 и имеющий различную длину в плоскостях E и H (lE и lH).
При указанном (фиг.1) взаимном расположении элементов входным суммарным каналом (Σ) является вход в волновод 4, разностным H-каналом (ΔH) - волновод 3, разностным E-каналом ΔE - волновод 1 и канала разность-разностей (ΔΔ) - волновод 2. Размеры щелей 5 - 10 выполнены из условия обеспечения направленного ответвления половины СВЧ-энергии в соседний канал в направлении распространения электромагнитной волны с фазами, указанными в таблице, а уровень ответвленной СВЧ-энергии в противоположную сторону при этом минимален.
Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем. Если СВЧ-сигнал (P0) поступает в один из входных каналов ((Σ, ΔH, ΔE или ΔΔ), то за счет двукратного деления пополам через щели 5 - 10 обеспечивается равномерное разделение P0 в четыре выходных канала 1 - 4, при этом взаимные фазы этих СВЧ-сигналов, а следовательно, и фазы на входе в пирамидальный рупор 14 определяются фазовыми характеристиками щелевых делителей 5 - 10 и фазирующих секций 11 - 13 (см. таблицу). В совокупности обеспечиваются свойственные суммарно-разностным каналам фазовые распределения в рупоре: при запитке суммарного (Σ) канала на обоих этажах (верхнем и нижнем) возбуждаются синфазные волны H10, при запитке разностного H-канала (ΔH) - синфазные волны H20, при запитке разностного E-канала (ΔE) - противофазные волны H10, а по каналу разность-разностей (ΔΔ) - противофазные волны H20, которые и обеспечивают формирование соответствующих диаграмм направленности облучателя.
Для преодоления проблем, возникающих при малых размерах пирамидального рупора, в предлагаемом устройстве предприняты следующие меры:
для сужения диаграммы направленности в плоскости H и одновременного увеличения КУ облучателя (фиг.3), а также улучшения условий согласования по КСВ каналов ΔH и ΔΔ края раскрыва рупора в плоскости H продлены по сравнению с плоскостью E, т.е. длина рупора в плоскостях E и H выполнена различной;
для настройки суммарного канала предусмотрен настроечный элемент 16, расположенный в пучности волны H10, перемещая который вдоль осевой линии рупора можно получить минимальный КСВ по каналу Σ, не влияя на каналы ΔH и ΔΔ, так как в месте расположения настроечного элемента поле волны H20 минимально;
для настройки разностного E-канала используется перегородка 15, изменяя длину и конфигурацию которой можно минимизировать КСВ канала ΔE , не влияя на каналы Σ и ΔH.
для сужения диаграммы направленности в плоскости H и одновременного увеличения КУ облучателя (фиг.3), а также улучшения условий согласования по КСВ каналов ΔH и ΔΔ края раскрыва рупора в плоскости H продлены по сравнению с плоскостью E, т.е. длина рупора в плоскостях E и H выполнена различной;
для настройки суммарного канала предусмотрен настроечный элемент 16, расположенный в пучности волны H10, перемещая который вдоль осевой линии рупора можно получить минимальный КСВ по каналу Σ, не влияя на каналы ΔH и ΔΔ, так как в месте расположения настроечного элемента поле волны H20 минимально;
для настройки разностного E-канала используется перегородка 15, изменяя длину и конфигурацию которой можно минимизировать КСВ канала ΔE , не влияя на каналы Σ и ΔH.
Таким образом, предлагаемая конструкция облучателя позволяет решить все перечисленные проблемы, решаемые в прототипе [1]:
сократить общие габариты;
обеспечить простейшее конструктивное и технологическое исполнение, гарантирующее реализацию амплитудно-фазовых характеристик, свойственных моноимпульсному облучателю;
обеспечить минимальный КСВ по каналам Σ, ΔH, ΔE и ΔΔ при любом размере рупора за счет использования независимых элементов настройки;
обеспечить независимое управление шириной диаграммы направленности в плоскостях E и H не только за счет выбора aH и bE, но также и за счет использования различной длины в плоскостях E и H.
сократить общие габариты;
обеспечить простейшее конструктивное и технологическое исполнение, гарантирующее реализацию амплитудно-фазовых характеристик, свойственных моноимпульсному облучателю;
обеспечить минимальный КСВ по каналам Σ, ΔH, ΔE и ΔΔ при любом размере рупора за счет использования независимых элементов настройки;
обеспечить независимое управление шириной диаграммы направленности в плоскостях E и H не только за счет выбора aH и bE, но также и за счет использования различной длины в плоскостях E и H.
Результаты испытания суммарно-разностного облучателя с линейными размерами рупора aH=1,5 λ ; bE=1,2 λ ; lH=1,4 λ и lE= λ приведены на фиг. 2 и 3.
Claims (1)
- Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, содержащий пирамидный рупор, разделенный пополам в плоскости Е перегородкой, и суммарно-разностный узел возбуждения с суммарным, разностным Е, разностным Н и разность-разностным каналами, отличающийся тем, что суммарно-разностный узел возбуждения выполнен из четырех прямых примыкающих друг к другу одинаково ориентированных прямоугольных волноводов одинакового сечения, каждый из которых имеет общую широкую стенку с одним из соседних волноводов, имеющую две симметрично расположенные относительно продольной оси волновода продольные щели, а также общую узкую стенку с другим соседним волноводом, имеющую продольную щель с настроечным винтом, установленным над ее центром со стороны широких стенок, а пирамидальный рупор имеет различную длину в плоскостях Е и Н и снабжен настроечным элементом в виде двух шаровых сегментов, установленных один над другим на перегородке с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси, при этом упомянутая перегородка выступает за продольный габарит рупора и имеет симметричную относительно своей продольной оси форму со ступенчатым уменьшением ширины от начала к концу выступающей части, в выходные каналы, являющиеся продолжением суммарного и разность-разностного каналов, установлены 90o-ые фазосдвигающие секции, выполненные в виде диэлектрических вкладышей, частично или полностью заполняющих поперечное сечение волновода, а в выходной канал, являющийся продолжением разностного Е канала, установлена 180o-ая фазосдвигающая секция в виде вкладыша, имеющего поперечное сечение, совпадающее с волноводом, при этом в центре вкладыша в плоскости Е прорезана сквозная продольная щель, полностью заполненная диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, превосходящей диэлектрическую проницаемость вкладышей, а оба конца вкладышей выполнены ступенчатыми.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115998A RU2109377C1 (ru) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96115998A RU2109377C1 (ru) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2109377C1 true RU2109377C1 (ru) | 1998-04-20 |
RU96115998A RU96115998A (ru) | 1998-08-27 |
Family
ID=20184178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96115998A RU2109377C1 (ru) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2109377C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474019C1 (ru) * | 2011-07-12 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости |
-
1996
- 1996-07-31 RU RU96115998A patent/RU2109377C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Антенны и устройства СВЧ./Под ред. Д.И.Воскресенского. - М.: Сов.радио, 1972, с.291-294. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474019C1 (ru) * | 2011-07-12 | 2013-01-27 | Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения | Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6563398B1 (en) | Low profile waveguide network for antenna array | |
US5337065A (en) | Slot hyperfrequency antenna with a structure of small thickness | |
US6424298B1 (en) | Microstrip array antenna | |
US4473828A (en) | Microwave transmission device with multimode diversity combined reception | |
US11545757B2 (en) | Dual end-fed broadside leaky-wave antenna | |
US20230420857A1 (en) | Antenna device | |
US3977006A (en) | Compensated traveling wave slotted waveguide feed for cophasal arrays | |
KR101090188B1 (ko) | 평판형 회전편파 도파관 안테나 및 도파관의 꺽임 구조 | |
CA2671118C (en) | Waveguide radiator, in particular for synthetic aperture radar systems | |
EP1782501B1 (en) | Double structure broadband leaky wave antenna | |
KR20080104766A (ko) | 멀티모드 혼을 이용한 모노펄스 카플러 혼 | |
CA2574545C (en) | Broadband leaky wave antenna | |
US2635188A (en) | Antenna for producing elliptically polarized waves | |
US5903241A (en) | Waveguide horn with restricted-length septums | |
RU2109377C1 (ru) | Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны | |
US4757326A (en) | Box horn antenna with linearized aperture distribution in two polarizations | |
WO2023117427A1 (en) | Antenna device | |
RU2206157C2 (ru) | Волноводно-щелевая антенная решетка | |
US5402089A (en) | Asymmetrically coupled TE21 coupler | |
JP2825261B2 (ja) | 同軸ホーンアンテナ | |
Sehm et al. | A large planar antenna consisting of an array of waveguide fed horns | |
US5216433A (en) | Polarimetric antenna | |
RU2289872C1 (ru) | Приемный моноимпульсный облучатель | |
RU2236728C1 (ru) | Моноимпульсный облучатель | |
JP2004120792A (ja) | 導波管変換構造、導波管接続構造、1次放射器、発振器および送信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130801 |