RU2225661C2 - Волноводная система питания для фазированной антенной решетки - Google Patents
Волноводная система питания для фазированной антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225661C2 RU2225661C2 RU2001133227/09A RU2001133227A RU2225661C2 RU 2225661 C2 RU2225661 C2 RU 2225661C2 RU 2001133227/09 A RU2001133227/09 A RU 2001133227/09A RU 2001133227 A RU2001133227 A RU 2001133227A RU 2225661 C2 RU2225661 C2 RU 2225661C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- power system
- antenna array
- reactive
- lengths
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике, конкретно к волноводным трактам антенных решеток, волноводным делителям и сумматорам, и может быть использовано в антенных системах с частотным сканированием. Техническим результатом является снижение коэффициента отражения волноводной системы питания в широком диапазоне частот, а также исключение эффекта запирания питающего тракта на частоте нормали. Волноводная система питания для фазированной антенной решетки выполнена в виде змейкового волновода, образованного на короткозамкнутых щелевых мостах, выполненных в виде прямоугольных изгибов в Е-плоскости, и содержащего прямолинейные участки, а также элементы связи змейкового волновода с излучателями антенной решетки. Длины четных внутренних прямолинейных участков выполнены с разницей на четверть длины волны, соответствующей средней частоте рабочего диапазона по сравнению с длинами нечетных внутренних прямолинейных участков, а также введение реактивных неоднородностей, расположенных на широких стенках прямолинейных участков в местах изгиба. Реактивные неоднородности могут быть выполнены в виде ступенчатых переходов либо в виде плавных переходов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к волноводным трактам антенных решеток, волноводным делителям, волноводным сумматорам, и может быть использовано в радиолокаторах для деления мощности от источника на большое число каналов.
В радиолокации широко применяются фазированные антенные решетки (ФАР) с частотным сканированием, работающие на излучение и на прием.
В качестве системы питания таких ФАР обычно используется волноводная система последовательного питания, отличающаяся простотой конструкции.
Известны антенны с частотным сканированием, содержащие систему питания в виде зигзагообразной (змейковой) волноводной линии (прямоугольного сечения) с изгибами либо в Е-плоскости либо в Н-плоскости. Элементы связи с излучающими элементами расположены на узких или на широких стенках волноводов таким образом, что образуется линейка излучателей (Справочник по радиолокации под ред. М. Сколника. - М.: Советское радио, 1977, т.2, стр. 283-284, авт. свид. СССР 10410000, Н 01 Q 21/00).
Наиболее близкой из известных по технической сущности к изобретению является волноводная система питания, выполненная на змейковом волноводе, образованном прямоугольными изгибами в Е-плоскости и элементами связи с излучателями антенной решетки. Ячейки, выполняющие роль прямоугольных изгибов, являются короткозамкнутыми щелевыми мостами в Е-плоскости (сб. "Сканирующие антенны СВЧ". - М.: Машиностроение, 1964, стр. 51).
Известно, что фазовая длина пути волны между излучателями равна длине внутреннего прямолинейного участка змейкового волновода и выбирается из условия S=(n±0,25) Λcp, где n=1, 2, 3... целое число, определяющее коэффициент замедления волновода; Λcp - длина волны в волноводе для средней частоты рабочего диапазона. Т. е. чем больше n, тем выше дисперсионность волновода и тем выше его углочастотная характеристика.
Недостатком известных волноводных систем питания является наличие эффекта резкого возрастания коэффициента стоячей волны на входе, обусловленное нарушением режима бегущей волны в волноводе при когда все отражения от закороченных стенок волновода начнут суммироваться синфазно. В результате образуется стоячий волновой процесс. Система не сможет обеспечить синфазного возбуждения всех излучателей, а следовательно, антенна не будет излучать в направлении нормали к полотну решетки.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение коэффициента отражения волноводной системы питания в широком диапазоне частот.
Поставленная задача решается за счет того, что в волноводной системе питания для фазированной антенной решетки, выполненной в виде змейкового волновода, образованного на короткозамкнутых щелевых мостах, выполненных в виде прямоугольных изгибов в Е-плоскости, и содержащего прямолинейные участки, а также элементы связи змейкового волновода с излучателями антенны, длины четных внутренних прямолинейных участков выполнены с разницей на четверть длины волны, соответствующей средней частоте рабочего диапазона по сравнению с длинами нечетных внутренних прямолинейных участков змейкового волновода.
При этом на широких стенках прямолинейных участков волновода в местах изгиба введены реактивные неоднородности.
Реактивные неоднородности могут быть выполнены либо в виде ступенчатых, либо в виде плавных переходов.
Предлагаемая волноводная система питания представляет собой змейковый волновод, построенный на короткозамкнутых щелевых мостах таким образом, что длины внутренних прямолинейных участков между короткозамкнутыми стенками попеременно меняются таким образом, что происходит компенсация отражений от соседних короткозамкнутых стенок на центральной частоте. В рабочем диапазоне частот не будет происходить накапливание отраженного сигнала. Фазовая длина пути между соседними элементами связи составит
Выполнение змейкового волновода с попарно переменными длинами внутренних прямолинейных участков позволило компенсировать отражения от их короткозамкнутых стенок на центральной частоте и исключить образование стоячего волнового процесса в питающем тракте в рабочем диапазоне частот.
Выполнение змейкового волновода с попарно переменными длинами внутренних прямолинейных участков позволило компенсировать отражения от их короткозамкнутых стенок на центральной частоте и исключить образование стоячего волнового процесса в питающем тракте в рабочем диапазоне частот.
А введение неоднородностей на широких стенках прямолинейных участков волновода в местах изгиба обусловило снижение коэффициента отражения от короткозамкнутых стенок.
Т. е. предложенная система по сравнению с известными питающими системами позволяет избежать эффекта запирания питающего тракта на частоте нормали.
На чертеже приведен общий вид волноводной системы питания для ФАР в разрезе по Н-плоскости.
Волноводная система питания для фазированной антенной решетки выполнена в виде змейкового волновода 1, образованного на короткозамкнутых щелевых мостах 2, выполненных в виде прямоугольных изгибов в Е-плоскости, и содержащего прямолинейные участки 3 и элементы связи 4 (например, Чебышевский направленный ответвитель) с излучателями антенной решетки. На широких стенках прямолинейных участков 3 в местах изгибов выполнены реактивные неоднородности 5 (для примера в виде ступенчатого перехода). Длины четных внутренних прямолинейных участков выполнены с разницей на четверть длины волны, соответствующей средней частоте рабочего диапазона по сравнению с длинами нечетных внутренних прямолинейных участков змейкового волновода, т.е. при и т.д. для S3 и S4, S5 и S6...., где S1, S3, S5... - длины четных внутренних прямолинейных участков змейкового волновода; S2, S4, S6... - длины нечетных внутренних прямолинейных участков.
Волноводная система питания работает следующим образом.
Сигнал СВЧ поступает в систему питания ФАР. Волны, проходя по короткозамкнутым щелевым мостам 2 волновода 1 с реактивными неоднородностями 5, частично отражаются. Отраженная волна формируется во входном участке на первом изгибе волновода 1 при отражении падающей волны. Для случая n=1 волна, отраженная в следующем изгибе участка 31, суммируется с отраженной волной первого изгиба в противофазе. Волна, отраженная в изгибе четного участка 32 суммируется с предыдущими отраженными волнами со сдвигом π. Волна, отраженная в изгибе следующего нечетного участка 33, просуммируется с предыдущими волнами в фазе. Все эти волны в противофазе компенсируют друг друга.
Аналогично происходит компенсация отраженных волн, сформированных в последующих изгибах каждых двух пар четных и нечетных прямолинейных участков волновода 1. Таким образом, отражения практически равны нулю.
Фазовый набег на участке между двумя соседними элементами связи 4 с излучателями составит Отраженные волны на частоте нормали там складываются синфазно.
Предложенная волноводная система питания по сравнению с прототипом позволит избежать эффекта запирания питающего тракта на частоте нормали и расширить диапазон рабочих частот.
Claims (4)
1. Волноводная система питания для фазированной антенной решетки, выполненная в виде змейкового волновода, образованого на короткозамкнутых щелевых мостах, выполненных в виде прямоугольных изгибов в Е-плоскости, и содержащего прямолинейные участки, а также элементы связи змейкового волновода с излучателями антенной решетки, отличающаяся тем, что длины четных внутренних прямолинейных участков выполнены с разницей на четверть длины волны, соответствующей средней частоте рабочего диапазона по сравнению с длинами нечетных внутренних прямолинейных участков змейкового волновода.
2. Волноводная система питания по п.1, отличающаяся тем, что на широких стенках прямолинейных участков в местах изгиба введены реактивные неоднородности.
3. Волноводная система питания по п.2, отличающаяся тем, что реактивные неоднородности выполнены в виде ступенчатых переходов.
4. Волноводная система питания по п.2, отличающаяся тем, что реактивные неоднородности выполнены в виде плавных переходов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001133227/09A RU2225661C2 (ru) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Волноводная система питания для фазированной антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001133227/09A RU2225661C2 (ru) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Волноводная система питания для фазированной антенной решетки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001133227A RU2001133227A (ru) | 2003-07-10 |
RU2225661C2 true RU2225661C2 (ru) | 2004-03-10 |
Family
ID=32390143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001133227/09A RU2225661C2 (ru) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | Волноводная система питания для фазированной антенной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2225661C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494501C1 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Запредельная волноводная нагрузка |
RU176974U1 (ru) * | 2017-06-29 | 2018-02-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Антенная решетка с широкоугольным частотным сканированием |
RU2664794C1 (ru) * | 2017-07-07 | 2018-08-22 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Антенная решетка с широкоугольным частотным сканированием |
-
2001
- 2001-12-06 RU RU2001133227/09A patent/RU2225661C2/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494501C1 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Запредельная волноводная нагрузка |
RU176974U1 (ru) * | 2017-06-29 | 2018-02-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Антенная решетка с широкоугольным частотным сканированием |
RU2664794C1 (ru) * | 2017-07-07 | 2018-08-22 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Антенная решетка с широкоугольным частотным сканированием |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7167139B2 (en) | Hexagonal array structure of dielectric rod to shape flat-topped element pattern | |
US7061443B2 (en) | MMW electronically scanned antenna | |
US6424298B1 (en) | Microstrip array antenna | |
EP1470610B1 (en) | Waveguide | |
US7423604B2 (en) | Waveguide horn antenna array and radar device | |
US8305260B2 (en) | Antenna device and radar apparatus | |
JP2013187752A (ja) | 導波管スロットアレーアンテナ装置 | |
JP2011099766A (ja) | アンテナ装置およびレーダ装置 | |
KR940002705B1 (ko) | 격자 로브들을 제거하기 위해 경사에 의해 오프셋되는 슬롯 라디에이터를 갖는 어레이 안테나 | |
GB2316233A (en) | Wide band radiating device capable of several polarizations | |
JP5495955B2 (ja) | 導波管スロットアレーアンテナ | |
US3977006A (en) | Compensated traveling wave slotted waveguide feed for cophasal arrays | |
JP3303757B2 (ja) | 非放射性誘電体線路部品およびその集積回路 | |
US4667205A (en) | Wideband microwave antenna with two coupled sectoral horns and power dividers | |
JP2008244520A (ja) | 平面アレーアンテナ | |
EP0926761A1 (en) | Non radiative waveguide having a portion for line conversion between different types of non radiative dielectric waveguides | |
RU2225661C2 (ru) | Волноводная система питания для фазированной антенной решетки | |
RU2470419C1 (ru) | Линейная антенна с частотным сканированием | |
RU2321111C1 (ru) | Антенное устройство с частотным сканированием | |
US5903241A (en) | Waveguide horn with restricted-length septums | |
US11245200B1 (en) | Substrate integrated waveguide having space apart radiating elements formed on a substrate and a superstrate including pairs of wings and a reconfigurable metasurface for beam scanning the radiating elements | |
US20040032374A1 (en) | Compact wide scan periodically loaded edge slot waveguide array | |
RU2231176C2 (ru) | Волноводная система питания | |
JP2017063406A (ja) | 導波管、スロットアンテナ及びホーンアンテナ | |
US4357612A (en) | Multimode ultrahigh-frequency source and antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130328 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |