RU2127477C1 - Активная приемопередающая антенна - Google Patents
Активная приемопередающая антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2127477C1 RU2127477C1 RU96117476A RU96117476A RU2127477C1 RU 2127477 C1 RU2127477 C1 RU 2127477C1 RU 96117476 A RU96117476 A RU 96117476A RU 96117476 A RU96117476 A RU 96117476A RU 2127477 C1 RU2127477 C1 RU 2127477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitter
- transistor
- point
- antenna
- radiator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано в устройствах передачи и приема электромагнитных сигналов в доплеровских радиолокаторах. Техническим результатом является упрощение устройства и увеличение дальности действия. Излучатель сделан прямоугольным полосковым, точки запитки антенны передатчиком и приемником расположены на расстоянии соответственно λ/4 и λ/6, где λ - длина волны в диэлектрике, по направлению от центра излучателя перпендикулярно его широкой стороне, а в базу транзистора передатчика включен разомкнутый на конце отрезок линии, для определения длины которого приведена математическая формула. Геометрический центр излучателя соединен с экраном, а коллектор транзистора передатчика присоединен к излучателю. 1 ил.
Description
Изобретение относится к СВЧ-технике и может быть использовано в устройствах передачи и приема электромагнитных сигналов в доплеровских радиолокаторах.
Известна активная антенна, описанная в пат.Франции N2368151 от 15.10.76 г., H 01 P 7/06, в которой объединены генератор на твердотельном приборе типа диода с отрицательным сопротивлением, резонатор генератора и направленная антенна, связанная с этим резонатором и выполненная в виде щели или щелей в его стенке. Диод включен между верхней и нижней стенками резонатора, изолированными по постоянному току, и возбуждает резонатор при помощи индуктивной петли связи.
Устройство сложно в настройке и по конструкции из-за использования щелей и индуктивной петли связи. Дальность действия подобной антенны в режиме приема - автодином - невелика в связи с неоптимальным включением диода в антенну на прием и большими собственными шумами диода с отрицательным сопротивлением.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является резонаторно-щелевая активная приемопередающая антенна с Т-образным возбудителем, описанная в кн.: Активные передающие антенны. Под. ред.В.В.Должикова и Б. Г.Цыбаева, с.122, рис.7.2. Это устройство состоит из приемного и передающего каналов с активными приборами, встроенными внутри горизонтальной части Т-образного возбудителя. Коаксиальные или полосковые линии передачи соединяют активные приборы с точками A и B, которые размещены у основания вертикальной части возбудителя. Внутренний объем возбудителя разделен экраном на две части. Конструкция подобного устройства сложна, затруднен доступ к активным приборам приемного и передающего каналов при их настройке на оптимальные режимы приема и передачи и динамическом режиме, место подключения активных приборов в точках A и B излучателя выбрано из условия максимальной развязки между каналами, а не из условия минимального шума приемного канала и максимальной излучаемой мощности. В связи с чем дальность действия устройства, например, в режиме приема доплеровских сигналов невелика.
Задача, на которую направлено данное изобретение, заключается в упрощении устройства и увеличении дальности действия.
Поставленная задача решается тем, что излучатель сделан прямоугольным полосковым, точка A размещена на расстоянии примерно равном λв/4, где λв - длина волны в диэлектрике, по направлению от центра излучателя перпендикулярно его широкой стороне, точка B размещена на расстоянии примерно равном λв/6 по направлению от центра излучателя, противоположном точке A и перпендикулярно его широкой стороне, а в базу транзистора - передающего активного прибора включен разомкнутый на конце отрезок линии длиной
где Zo - волновое сопротивление отрезка линии;
Im(Zk - мнимая часть импеданса коллектор - база транзистора.
где Zo - волновое сопротивление отрезка линии;
Im(Zk - мнимая часть импеданса коллектор - база транзистора.
Структурная схема заявляемого устройства активной приемопередащей антенны приведена на чертеже.
Активная приемопередающая антенна содержит транзистор 1, в базу которого подключены резисторы 2 и разомкнутый на конце отрезок линии 3 длиной
Коллектор транзистора присоединен с излучателю 4. В эмиттер транзистора включены резисторы 5 и фазирующий конденсатор 6. Резисторы 2, 5 образуют цепь подачи питания на транзистор. Коллектор транзистора подключается к излучателю через отверстие в экране 7 и диэлектрике 8 в точку A излучателя 4. Точка A подключения коллектора находится на расстоянии λв/4 от точки О, лежащей в центре излучателя 4. Конденсаторы 9 включены между корпусом и общими точками соединения резисторов 2 и 5. На некотором расстоянии от устройства находится цель 10, входящая в зону действия активной приемопередающей антенны под углом α со скоростью На расстоянии λв/6, в точке В, через отверстие в диэлектрике и экране подключен диод 11; к выходному электроду диода подключен резистор 12 и конденсатор 13. К точке подключения диода 11 резистора 12 и конденсатора 13 подключается экранированный провод для подачи напряжения Uвых доплеровской частоты fg на вход блока обработки.
Коллектор транзистора присоединен с излучателю 4. В эмиттер транзистора включены резисторы 5 и фазирующий конденсатор 6. Резисторы 2, 5 образуют цепь подачи питания на транзистор. Коллектор транзистора подключается к излучателю через отверстие в экране 7 и диэлектрике 8 в точку A излучателя 4. Точка A подключения коллектора находится на расстоянии λв/4 от точки О, лежащей в центре излучателя 4. Конденсаторы 9 включены между корпусом и общими точками соединения резисторов 2 и 5. На некотором расстоянии от устройства находится цель 10, входящая в зону действия активной приемопередающей антенны под углом α со скоростью На расстоянии λв/6, в точке В, через отверстие в диэлектрике и экране подключен диод 11; к выходному электроду диода подключен резистор 12 и конденсатор 13. К точке подключения диода 11 резистора 12 и конденсатора 13 подключается экранированный провод для подачи напряжения Uвых доплеровской частоты fg на вход блока обработки.
Устройство работает следующим образом. При подаче питания Eп на транзистор 1 через резисторы 2, 5, определяющие режим работы транзистора по постоянному току, возникают электромагнитные колебания, частота которых определяется проводимостью коллектор - база транзистора, проводимостями разомкнутого на конце отрезка 3 и излучателя 4. Мощность генерации определяется выбором места подключения коллектора транзистора - точка А к излучателю и выбором величины (оптимальной) емкости фазирующего конденсатора 6. Полученная СВЧ - мощность излучается в пространство перед антенной за счет отражающих свойств экрана 7, отстоящего от излучателя на расстоянии, равном толщине диэлектрика 8. Распределение СВЧ-напряжения по поверхности излучателя таково, что в геометрическом центре излучателя имеется его нулевое значение, что позволяет соединить эту точку О проводником с экраном и таким образом подать питание на коллектор транзистора. Емкости конденсаторов 9 исключают возникновение низкочастотных колебаний и очищают спектр колебаний СВЧ - генератора.
Излученная в пространство СВЧ - мощность попадает на движущуюся цель 10 с радиальной скоростью Отраженный от цели сигнал приобретает доплеровский сдвиг по частоте
где знак плюс берется при приближении цели к устройству, минус - при удалении от него; α - угол входа цели в зону действия приемопередающей антенны (угол между линией медианного значения диаграммы направленности в горизонтальной плоскости - плоскость - H и вектором скорости цели) и принимается излучателем приемопередающей антенны. К точке В излучателя подключен электрод диода 11, режим которого по постоянному и переменному токам (автосмещение) определяется резистором 12 и конденсатором 13. Кроме сигнала из эфира, на диод 11 по диэлектрику 8 полосковой антенны поступает сигнал гетеродина с частотой равной частоте излучения. В результате преобразования частот гетеродина и принятого отраженного от цели сигнала на диоде 11, в спектре тока, текущего через диод, появляются составляющие с частотой Доплера - fg. Выделенное напряжение Uвых доплеровской частоты подается на вход блока обработки сигнала.
где знак плюс берется при приближении цели к устройству, минус - при удалении от него; α - угол входа цели в зону действия приемопередающей антенны (угол между линией медианного значения диаграммы направленности в горизонтальной плоскости - плоскость - H и вектором скорости цели) и принимается излучателем приемопередающей антенны. К точке В излучателя подключен электрод диода 11, режим которого по постоянному и переменному токам (автосмещение) определяется резистором 12 и конденсатором 13. Кроме сигнала из эфира, на диод 11 по диэлектрику 8 полосковой антенны поступает сигнал гетеродина с частотой равной частоте излучения. В результате преобразования частот гетеродина и принятого отраженного от цели сигнала на диоде 11, в спектре тока, текущего через диод, появляются составляющие с частотой Доплера - fg. Выделенное напряжение Uвых доплеровской частоты подается на вход блока обработки сигнала.
Как показали эксперименты, максимальная мощность излучения (и гетеродина) реализуется при выборе точки подключения коллектора транзистора на расстоянии примерно равном λв/4 по направлению от центра полоскового прямоугольного излучателя перпендикулярно его широкой стороне. При этом частота генерации СВЧ - генератора определяется длиной отрезка 3, которая находится из уравнения баланса фаз генератора СВЧ
Im(Zк) + Im(Zот) = 0,
где Im(Zот) - реактивная (мнимая) часть входного импеданса разомкнутого на конце отрезка 3.
Im(Zк) + Im(Zот) = 0,
где Im(Zот) - реактивная (мнимая) часть входного импеданса разомкнутого на конце отрезка 3.
Максимальное отношение сигнал/шум на выходе устройства (выход смесительного диода 11), при подключенном транзисторе 1 в найденную точку А на излучателе, получается при экспериментальном выборе местоположения точки В - точки подключения диода к излучателю. Экспериментально было найдено, что точка B должна размещаться на расстоянии примерно равном λв/6 по направлению от центра излучателя, противоположном точке А и перпендикулярно его широкой стороне. При этом наблюдаются минимальные выходные шумы смесительного диода при отсутствии движущихся целей в зоне обнаружения устройства.
В результате увеличения мощности излучения, уменьшения шумов на выходе смесительного диода и увеличения как следствие отношения сигнал/шум увеличивается дальность действия устройства.
Устройство реализуется на одной плате фольгированного СВЧ - диэлектрика, например на ФАФ - 4Д. При этом на одной стороне формируется излучатель, на другой - топология цепей включения активных приборов приемного (диода) и передающего (транзистора) каналов, чем достигается простота настройки устройства и простота его конструкции.
Claims (1)
- Активная приемопередающая антенна, содержащая излучатель, активные приборы передающего и приемного каналов, соединенные с излучателем и подключенные к нему в точках А и В соответственно, отличающаяся тем, что излучатель сделан прямоугольным и полосковым, точка А размещена на расстоянии, примерно равном λв/4, где λв - длина волны в диэлектрике, по направлению от центра излучателя перпендикулярно его широкой стороне, точка В размещена на расстоянии, примерно равном λв/6 по направлению от центра излучателя противоположном точке А и перпендикулярно его широкой стороне, а в базу транзистора - передающего активного прибора включен разомкнутый на конце отрезок линии длиной
где Zо - волновое сопротивление отрезка линии;
Im(Zк) - мнимая часть импеданса коллектор-база транзистора,
причем геометрический центр излучателя соединен с экраном, а коллектор транзистора присоединен к излучателю в точке А.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117476A RU2127477C1 (ru) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Активная приемопередающая антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96117476A RU2127477C1 (ru) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Активная приемопередающая антенна |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96117476A RU96117476A (ru) | 1998-12-27 |
RU2127477C1 true RU2127477C1 (ru) | 1999-03-10 |
Family
ID=20184980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96117476A RU2127477C1 (ru) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Активная приемопередающая антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2127477C1 (ru) |
-
1996
- 1996-08-28 RU RU96117476A patent/RU2127477C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Должиков В.В. и др. Активные передающие антенны. - М.: Советское Радио, 1986, с.122, рис.7.2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5986600A (en) | Pulsed RF oscillator and radar motion sensor | |
JP2002507728A (ja) | 差動パルスレーダー動きセンサー | |
KR100220145B1 (ko) | 운동 검출기 유닛 | |
US20150061918A1 (en) | Microwave Sensor Having Function of Range Gates | |
US3394373A (en) | Combined oscillator and folded slot antenna for fuze useful in small projectiles | |
US9335401B2 (en) | Full analog microwave sensor for multiple range selection and ultra-low power consumption | |
US9423115B2 (en) | Lighting device with microwave detection function | |
GB2042300A (en) | Short-range doppler radar system | |
JPH09101104A (ja) | 電磁波反射型能動近接センサとその発振器回路 | |
US4405925A (en) | Microwave transceiver, particularly for a doppler radar system | |
US11686811B2 (en) | High-frequency module | |
RU2127477C1 (ru) | Активная приемопередающая антенна | |
CN212483846U (zh) | 一种基于电磁混合耦合滤波器结构的微波传感器 | |
CN111638504B (zh) | 连续波雷达前端 | |
JP2003270325A (ja) | 平面アンテナ一体型ドップラーモジュール | |
JP2773076B2 (ja) | ドップラーレーダモジュールの周波数混合器 | |
CN112379361B (zh) | 一种平面型微波传感器 | |
JP2000028711A (ja) | アレイアンテナの送受信方法および周波数逓倍方式ミリ波二次元映像装置 | |
Martinson et al. | Radar detector technology | |
JP4041997B1 (ja) | 高周波センサ装置 | |
RU2074406C1 (ru) | Модуль доплеровского радиолокатора | |
FI64008B (fi) | Zonroer foer projektiler | |
JP4489539B2 (ja) | レーダ装置 | |
RU2106656C1 (ru) | Модуль доплеровского радиолокатора | |
KR19990043900A (ko) | 마이크로 스트립 액티브 안테나를 이용한 전파식 근접감지시스템 |