RU2249281C2

RU2249281C2 - Phased-array antenna element

Info

Publication number: RU2249281C2
Application number: RU2003115014/09A
Authority: RU
Inventors: В.Л. Колесников (RU); В.Л. Колесников
Original assignee: Колесников Валерий Львович
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2005-03-27

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: proposed antenna element that can be used for microwave antenna systems incorporating ferrite phase shifters to control selection of desired polarization in any desired sequence has integrated phase shifter and polarization selector switch, its base being one common metallized ferrite rod of similar or different round section through its length. It is provided with circular polarization phase shifter with control coil and ferrite magnetic cores symmetrically installed on round-section length of metallized ferrite rod forming round-section waveguide connected through adapter, minimum λ/8 long, to controlled polarization selector switch that includes other length of round-section metallized ferrite rod; it also mounts magnetic cores in the form of ring sections (two semi-rings or four quarter-rings) provided with slots for locking control coil of polarization selector switch. Among characteristic features of antenna element design is that it has no choke slits in metallized layer of ferrite rod which greatly facilitates its manufacture and reduces its cost. Antenna element is compact in design and easy to operate. It can operate with controlled polarization switch in any desired sequence which makes it suited to operate efficiently in modern radars.

EFFECT: reduced mass, size, cost, and power requirement, low loss and high speed of antenna element.

9 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в антенных системах СВЧ-диапазона с ферритовыми фазовращателями для управления переключением различных поляризаций в любой последовательности.The invention relates to radio engineering and can be used in microwave antenna systems with ferrite phase shifters to control the switching of various polarizations in any sequence.

Известны фарадеевские переключатели поляризации, имеющие металлизированный ферритовый стержень с катушкой управления (см. В.Н.Боголюбов и др. "Управляемые ферритовые устройства СВЧ", М., Советское радио, 1972, с.36-39). Однако они работают в том случае, когда на входе имеется линейная поляризация и таким образом не позволяют иметь на выходе круговую поляризацию.Faraday polarization switches having a metallized ferrite rod with a control coil are known (see V.N. Bogolyubov et al. "Controlled microwave ferrite devices", M., Soviet Radio, 1972, p. 36-39). However, they work when there is linear polarization at the input and thus do not allow circular polarization at the output.

Известен антенный элемент, содержащий фазовращатель, работающий на круговой поляризации, включающий металлизированный ферритовый стержень с обмоткой управления, и переключатель поляризации, включающий металлизированный ферритовый стержень квадратного сечения, образующий волновод квадратного сечения, и расположенные на его сторонах магнитопроводы с угловыми пазами для фиксации катушки управления (переключением поляризации), выполненной с одной обмоткой, проходящей последовательно через все пазы с выходом на внешнюю поверхность магнитопроводов (см. патент США №3753160, МКИ Н 01 Р 1/19, публ. 1973 г).A known antenna element containing a phase shifter operating on circular polarization, including a metallized ferrite rod with a control winding, and a polarization switch including a metallized ferrite rod with a square section, forming a square waveguide, and magnetic circuits with angular slots located on its sides to fix the control coil ( polarization switching), performed with one winding passing sequentially through all the grooves with access to the outer surface of the ma nitoprovodov (see. US Patent №3753160, IPC H 01 F 1/19, publ. 1973).

Известен антенный элемент фазированной антенной решетки, содержащий фазовращатель круговой поляризации с обмоткой управления и ферритовыми магнитопроводами, включающий участок металлизированного ферритового стержня круглого сечения, образующий волновод круглого сечения, соединенный через волноводный переход длиной не менее λ/8, где λ - длина волны в свободном пространстве, с управляемым переключателем поляризации, включающим другой более широкий участок металлизированного ферритового стержня квадратного сечения, образующий волновод квадратного сечения, и расположенные на нем магнитопроводы с сечением в форме равнобедренной трапеции, имеющие пазы с размерами не более λ/20 для фиксации катушки управления переключением поляризации, выполненной с по меньшей мере двумя обмотками, расположенными внутри указанных пазов, с возможностью обеспечения управляемого перехода с одного вида поляризации на другой в любой последовательности (см. патент РФ №2194342, МПК Н 01 Р 1/19, публ. 2002 г. - прототип).A known antenna element of a phased antenna array containing a circular polarization phase shifter with a control winding and ferrite magnetic circuits, including a section of a metallized ferrite rod of circular cross section, forming a circular waveguide connected through a waveguide transition with a length of at least λ / 8, where λ is the wavelength in free space , with a controlled polarization switch, including another wider section of a metallized ferrite rod of square cross section, forming a wave a square cross-section, and magnetic conductors located on it with a cross section in the shape of an isosceles trapezoid, having grooves with dimensions not exceeding λ / 20 for fixing a polarization switching control coil made with at least two windings located inside these grooves, with the possibility of providing a controlled transition from one type of polarization to another in any sequence (see RF patent No. 2194342, IPC Н 01 Р 1/19, publ. 2002 - prototype).

Известные технические решения имеет сложную нетехнологичную конструкцию, что увеличивает стоимость, габариты и вес антенного элемента. Кроме того, прототип не имеет возможности создания круговой поляризации с противоположным направлением относительно поляризации, подаваемой на вход антенного элемента, что ограничивает его применение.Known technical solutions has a complex non-technological design, which increases the cost, dimensions and weight of the antenna element. In addition, the prototype does not have the ability to create circular polarization with the opposite direction relative to the polarization supplied to the input of the antenna element, which limits its use.

Изобретение решает задачу создания дешевого эффективного, малогабаритного, технологичного, с малым потреблением энергии и малым временем переключения антенного элемента для фазированной антенной решетки малого веса с большим углом сканирования луча, работающего с возможностью управляемого переключения различных видов поляризаций (на практике применяется обычно три вида поляризации - две линейных ортогональных и круговая - левая или правая), что имеет большое значение при создании РЛС для увеличения их потенциала, для улучшения распознавания целей и увеличения помехозащищенности. Увеличение сектора сканирования луча антенны происходит из-за увеличения количества антенных элементов (уменьшение шага). При этом в случае, когда антенные элементы расположены близко друг от друга, между ними возникает взаимодействие, что приводит к искажению диаграммы направленности антенны. Для уменьшения полей рассеяния и исключения взаимодействия магнитного поля обмотки управления переключателя поляризации экранируются магнитопроводами переключателя (что исключает их взаимовлияние, так как магнитное поле обмотки управления экранируется магнитопроводами переключателя).The invention solves the problem of creating a cheap efficient, small-sized, technological, with low energy consumption and short switching time antenna element for a low-weight phased array antenna with a large beam scanning angle, working with the ability to switch different types of polarizations in a controlled manner (in practice, three types of polarization are used - two linear orthogonal and circular - left or right), which is of great importance when creating radars to increase their potential, to improve the location Navan goals and increase noise immunity. The increase in the scanning sector of the antenna beam occurs due to an increase in the number of antenna elements (decrease in step). Moreover, in the case when the antenna elements are located close to each other, interaction occurs between them, which leads to a distortion of the antenna pattern. To reduce the scattering fields and to exclude the interaction of the magnetic field of the control windings of the control switch, the polarization is shielded by the switch magnetic circuits (which excludes their mutual influence, since the magnetic field of the control winding is shielded by the switch magnetic cores).

Большое значение в элементах антенной решетки имеют габариты конструкции. С целью уменьшения габаритов антенной решетки предлагается применить оптимально выполненные металлизированный ферритовый стержень круглого сечения (с одинаковым диаметром по всей его длине или с различными диаметрами на одном и другом более узком его участках соответственно для фазовращателя круговой поляризации и управляемого переключателя поляризации) и магнитопроводы, представляющие собой полукольца или четверти составного кольца, связанные в нем клеевым соединением, что позволит уменьшить шаг решетки.Of great importance in the elements of the antenna array are the dimensions of the structure. In order to reduce the dimensions of the antenna array, it is proposed to use optimally made metallized ferrite rod of circular cross section (with the same diameter along its entire length or with different diameters in one and its narrower sections, respectively, for a circular polarization phase shifter and a controlled polarization switch) and magnetic circuits, which are half rings or quarters of a compound ring connected in it by an adhesive joint, which will reduce the lattice pitch.

Сущность изобретения в создании малогабаритного эффективного быстродействующего технологичного антенного элемента, содержащего в едином исполнении фазовращатель, работающий на волне круговой поляризации в продольном магнитном поле, с переключателем поляризации, создающим две линейные ортогональные поляризации и позволяющим дополнительно создать круговую поляризацию с противоположным направлением относительно поляризации, подаваемой на вход антенного элемента.The essence of the invention is to create a compact efficient high-speed technological antenna element containing a single phase shifter operating on a wave of circular polarization in a longitudinal magnetic field, with a polarization switch that creates two linear orthogonal polarizations and allows you to additionally create circular polarization with the opposite direction relative to the polarization applied to input antenna element.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в антенном элементе фазированной антенной решетки, содержащем фазовращатель круговой поляризации с обмоткой управления и ферритовыми магнитопроводами, включающий участок металлизированного ферритового стержня круглого сечения, образующий волновод круглого сечения, соединенный через волноводный переход длиной не менее λ/8 с управляемым переключателем поляризации, включающим другой участок металлизированного ферритового стержня, образующий волновод, и расположенные на нем магнитопроводы, имеющие ортогонально расположенные пазы для фиксации катушки управления переключением поляризации, выполненной с по меньшей мере двумя обмотками, расположенными внутри указанных пазов с возможностью обеспечения управляемого перехода с одного вида поляризации на другой в любой последовательности, другой участок металлизированного ферритового стержня выполнен с круглым сечением, расположенные на нем магнитопроводы управляемого переключателя поляризации выполнены в виде соединенных между собой частей составного кольца.The solution of this problem is achieved by the fact that in the antenna element of the phased antenna array containing a circular polarization phase shifter with a control winding and ferrite magnetic circuits, including a section of a metallized ferrite rod of circular cross section, forming a circular waveguide connected through a waveguide transition of at least λ / 8 with a controlled a polarization switch, including another section of a metallized ferrite rod, forming a waveguide, and magnetoprots located on it water having orthogonally located grooves for fixing a polarization switching control coil made with at least two windings located inside these grooves with the possibility of providing a controlled transition from one type of polarization to another in any sequence, another section of a metallized ferrite core is made with a circular cross section, the magnetic circuits of the controlled polarization switch located on it are made in the form of interconnected parts of a composite ring.

Предпочтительно части составного кольца выполнить в виде полуколец с двумя пазами в каждом или его четвертей с одним пазом в каждой из них для фиксации катушки управления переключением поляризации.Preferably, the parts of the composite ring are made in the form of half rings with two grooves in each or its quarters with one groove in each of them to fix the polarization switching control coil.

Целесообразно части составного кольца соединить клеевым соединением.It is advisable to connect the parts of the composite ring with an adhesive joint.

Предпочтительно иметь клеевое соединение с наполнителем из материала магнитопроводов для равномерности распределения магнитного поля.It is preferable to have an adhesive connection with a filler of magnetic material for uniform distribution of the magnetic field.

Целесообразно диаметр другого участка металлизированного ферритового стержня в управляемом переключателе поляризации выполнить меньше диаметра или равным диаметру участка металлизированного ферритового стержня в фазовращателе круговой поляризации.It is advisable that the diameter of another portion of the metallized ferrite rod in the controlled polarization switch is less than the diameter or equal to the diameter of the portion of the metallized ferrite rod in the circular polarizer.

Предпочтительно фазовращатель круговой поляризации, волноводный переход и управляемый переключатель выполнить на одном общем металлизированном ферритовом стержне.Preferably, the circular polarization phase shifter, the waveguide transition and the controlled switch are performed on one common metallized ferrite rod.

Предпочтительно в управляемом переключателе поляризации магнитопроводы выполнить с гранями на внешней поверхности, расположенными над соответствующими пазами в качестве указателя их положения, при этом пазы образуют с прилегающей поверхностью другого участка металлизированного ферритового стержня каналы для фиксации катушки управления переключением поляризации.It is preferable in the controlled polarization switch to carry out magnetic cores with faces on the outer surface located above the corresponding grooves as an indicator of their position, while the grooves form channels with the adjacent surface of another portion of the metallized ferrite rod for fixing the polarization switching control coil.

Целесообразно размеры, в том числе длину и высоту пазов магнитопроводов выполнить не более λ/20, где λ - длина волны в свободном пространстве.It is advisable that the dimensions, including the length and height of the grooves of the magnetic cores, be made no more than λ / 20, where λ is the wavelength in free space.

Предпочтительно по меньшей мере две обмотки катушки управления расположить внутри пазов магнитопроводов ниже внешней верхней их поверхности.Preferably, at least two windings of the control coil are located inside the grooves of the magnetic circuits below their outer upper surface.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителями не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же как у заявляемого устройства положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicants have not found technical solutions characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype made it possible to identify a set of essential (with respect to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the claimed object set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law. Information about the fame of the distinguishing features in the totality of the features of the known technical solutions with the achievement of the same as the claimed device has no positive effect. Based on this, it was concluded that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг.1 показан антенный элемент, выполненный согласно изобретению, в прямоугольной изометрической проекции; на фиг.2 показана конфигурация катушки управления; на фиг.3 показан антенный элемент в разрезе; на фиг.4 показан управляемый переключатель поляризации в сечении (сечение А-А на фиг.3) с магнитопроводами в виде полуколец; на фиг.5 показан управляемый переключатель поляризации в сечении (сечение А-А на фиг.3) с магнитопроводами в виде четвертей составного кольца; на фиг.6 показана петля гистерезиса для объяснения работы управляемого переключателя поляризации; на фиг.7 показан металлизированный ферритовый стержень для антенного элемента на фиг.3 (с одинаковым диаметром по длине, в том числе на одном и другом его участках соответственно в фазовращателе круговой поляризации и управляемом переключателе поляризации); на фиг.8 показан вариант выполнения общего металлизированного ферритового стержня с различным диаметром круглого сечения на одном и другом его участках соответственно в фазовращателе круговой поляризации и управляемого переключателя поляризации.Figure 1 shows an antenna element made according to the invention, in a rectangular isometric view; figure 2 shows the configuration of the control coil; figure 3 shows the antenna element in section; figure 4 shows a controlled polarization switch in cross section (section aa in figure 3) with magnetic circuits in the form of half rings; figure 5 shows a controlled polarization switch in cross section (section aa in figure 3) with magnetic cores in the form of quarters of a composite ring; 6 shows a hysteresis loop for explaining the operation of a controlled polarization switch; in Fig.7 shows a metallized ferrite rod for the antenna element in Fig.3 (with the same diameter in length, including on one and the other of its sections, respectively, in a circular polarization phase shifter and a controlled polarization switch); on Fig shows an embodiment of a common metallized ferrite rod with different diameters of circular cross section on one and its other sections, respectively, in a circular polarization phase shifter and a controlled polarization switch.

Антенный элемент фазированной антенной решетки содержит фазовращатель круговой поляризации с обмоткой 1 управления и ферритовыми магнитопроводами 2, симметрично установленными на участке 3 металлизированного ферритового стержня круглого сечения, образующего волновод круглого сечения, соединенный через волноводный переход 4 длиной (S) не менее λ/8 с управляемым переключателем поляризации, включающим другой участок 5 металлизированного ферритового стержня круглого сечения, образующий также волновод круглого сечения, и расположенные на нем магнитопроводы 6, имеющие пазы 7 для фиксации катушки 8 управления переключением поляризации, имеющей по меньшей мере две обмотки - обмотку 9 сброса и обмотку 10 набора, выполненные в виде жгута и расположенные внутри указанных пазов 7 ниже внешней верхней поверхности магнитопроводов 6 с возможностью обеспечения управляемого перехода с одного вида поляризации на другой в любой последовательности, и общий вывод 11 (фиг.2). Для уменьшения габаритов в переключателе поляризации магнитопроводы 6 выполнены в виде полуколец (фиг.4) или его четвертей (фиг.5), соединенных между собой в составное кольцо. Каждое полукольцо (фиг.4) имеет по два ортогонально расположенных в нем паза 7 для фиксации катушки управления переключением поляризации, при этом все указанные пазы 7 в составном кольце взаимно ортогональны. Каждая четверть (фиг.5) в составном кольце имеет по одному пазу 7, при этом пазы 7 расположены в нем взаимно ортогонально. Это имеет большое значение в элементах антенной решетки, так как уменьшение габаритов позволяет уменьшить шаг решетки.The antenna element of the phased antenna array contains a circular polarization phase shifter with a control winding 1 and ferrite magnetic circuits 2 symmetrically mounted on a portion 3 of a metallized ferrite rod of circular cross section forming a circular waveguide connected through a waveguide transition 4 of length (S) of at least λ / 8 with a controllable a polarization switch, including another section 5 of a metallized ferrite rod of circular cross section, also forming a circular waveguide, and located on magnetic circuits 6 having grooves 7 for fixing a polarization switching control coil 8 having at least two windings - a reset winding 9 and a set winding 10, made in the form of a bundle and located inside these grooves 7 below the outer upper surface of the magnetic circuits 6 with the possibility of providing controlled the transition from one type of polarization to another in any sequence, and the general conclusion 11 (figure 2). To reduce the size of the polarization switch, the magnetic cores 6 are made in the form of half rings (figure 4) or its quarters (figure 5), interconnected in a composite ring. Each half-ring (Fig. 4) has two grooves 7 orthogonally located in it for fixing the polarization switching control coil, and all these grooves 7 in the composite ring are mutually orthogonal. Each quarter (figure 5) in the composite ring has one groove 7, while the grooves 7 are mutually orthogonal in it. This is of great importance in the elements of the antenna array, since the reduction in size allows to reduce the pitch of the array.

При этом фазовращатель круговой поляризации, волноводный переход 4 и управляемый переключатель имеют общий металлизированный ферритовый стержень с соответствующими участками 3, 5 круглого сечения одинакового (фиг.5) или различного (фиг.6) диаметра.At the same time, the circular polarization phase shifter, waveguide transition 4 and the controlled switch have a common metallized ferrite rod with corresponding sections 3, 5 of circular cross section of the same (Fig. 5) or different (Fig. 6) diameter.

В управляемом переключателе поляризации магнитопроводы 6 имеют на внешней поверхности грани 11, расположенные над соответствующими пазами 7 в качестве указателя их положения, при этом пазы 7 образуют с поверхностью другого участка металлизированного ферритового стержня 5 круглого сечения каналы для фиксации катушки 8 управления переключением поляризации. Размеры, в том числе длина (d) и высота (h) пазов магнитопроводов 6 не более λ/20, где λ - длина волны в свободном пространстве.In the controlled polarization switch, the magnetic cores 6 have faces 11 on the outer surface located above the corresponding grooves 7 as an indicator of their position, while the grooves 7 form channels with the surface of another section of a metallized ferrite rod 5 of circular cross section for fixing the polarization switching control coil 8. The dimensions, including the length (d) and height (h) of the grooves of the magnetic cores 6, are not more than λ / 20, where λ is the wavelength in free space.

В управляемом переключателе поляризации катушка 8 управления (фиг.2) переключением поляризации выполнена последовательным неоднократным прохождением ее обмоток 9, 10 через пазы 7 магнитопроводов 6, расположенных на смежных сторонах другого участка 5 металлизированного ферритового стержня круглого сечения, с образованием многовитковой намотки, выполненной вне верхней и боковой поверхностей магнитопроводов 6. В катушке 8 управления переключением поляризации обмотки 9, 10 выполнены в виде жгута.In the controlled polarization switch, the control coil 8 (Fig. 2) by switching the polarization is performed by repeatedly passing its windings 9, 10 through the grooves 7 of the magnetic cores 6 located on the adjacent sides of another section 5 of a metallized ferrite rod of circular cross section, with the formation of a multi-turn winding made outside the top and the side surfaces of the magnetic cores 6. In the coil 8 of the polarization switching control, the windings 9, 10 are made in the form of a bundle.

Антенный элемент на входе может быть сопряжен со статическим поляризатором, состоящим из постоянных магнитов 12 и металлического шунта 13 (например, из пермалоя). Другой конец общего металлизированного ферритового стержня может быть сопряжен с антенным излучателем, состоящим из двух керамических дисков 14, 15 и металлического корпуса 16 (фиг.3).The antenna element at the input can be paired with a static polarizer consisting of permanent magnets 12 and a metal shunt 13 (for example, permaloy). The other end of the common metallized ferrite rod can be paired with an antenna emitter consisting of two ceramic disks 14, 15 and a metal case 16 (Fig.3).

Магнитопроводы 6 в составном кольце связаны клеевым соединением 17 (фиг.4, 5), имеющим наполнитель из материала магнитопроводов 6 для равномерного распределения электромагнитного поля.The magnetic cores 6 in the composite ring are connected by an adhesive joint 17 (Figs. 4, 5) having a filler from the material of the magnetic cores 6 for uniform distribution of the electromagnetic field.

Таким образом, антенный элемент содержит в едином конструктиве фазовращатель и переключатель поляризации, его основу составляет один общий металлизированный ферритовый стержень с круглым сечением с одинаковым (фиг.5) или различным (фиг.6) сечением по длине. Управляемый переключатель поляризации состоит из другого участка 5 металлизированного ферритового стержня круглого сечения (фиг.5 или фиг.6), катушки 8 управления, двух или четырех магнитопроводов 6 (по форме представляющих собой соответственно два полукольца или четверти кольца), установленных на указанном участке 5 металлизированного ферритового стержня в виде составного кольца. Катушка 8 управления переключателя поляризации создает квадрупольное намагничивание и имеет две обмотки 9, 10 - сброса и набора, экранированные магнитопроводами 6.Thus, the antenna element contains a phase shifter and a polarization switch in a single construct, its basis is one common metallized ferrite rod with a circular cross section with the same (Fig. 5) or different (Fig. 6) cross-section along the length. The controlled polarization switch consists of another section 5 of a metallized ferrite rod of circular cross-section (Fig. 5 or Fig. 6), a control coil 8, two or four magnetic cores 6 (in the form of two half rings or quarters of a ring, respectively) mounted on said section 5 metallized ferrite rod in the form of a composite ring. The control coil 8 of the polarization switch creates quadrupole magnetization and has two windings 9, 10 - reset and set, shielded by magnetic circuits 6.

Одной из особенностей данной конструкции является отсутствие дроссельных щелей в металлизированном слое ферритового стержня, что значительно снижает трудоемкость изготовления антенного элемента и уменьшает его стоимость.One of the features of this design is the absence of throttle slots in the metallized layer of the ferrite rod, which significantly reduces the complexity of manufacturing the antenna element and reduces its cost.

Антенный элемент работает следующим образом.The antenna element works as follows.

На вход элемента подается волна с линейной поляризацией, которая преобразуется в волну с круговой поляризацией с помощью статического поляризатора, состоящего из постоянных магнитов 12 и металлического шунта 13. Переключатель поляризации работает следующим образом. Подается напряжение на обмотку 9 сброса и магнитная система система устанавливается в положение В (фиг.7). Затем подается импульс на обмотку 10 набора заданной длительности и система переходит в состояние работы с сигналами линейной поляризации, соответствующее положению I на фиг.7. Если подают другую длительность импульса, получается состояние II, соответствующее круговой поляризации. При подаче импульса напряжения большей длительности имеем ортогональную поляризацию (состояние III на фиг.7). При подаче импульса напряжения максимальной длительности (состояние IV) имеем круговую поляризацию с противоположным направлением относительно поляризации, полученной в состоянии II. Переход в различные состояния (фиг.7) можно осуществлять в любой последовательности. Антенный элемент имеет низкую стоимость, более компактную конструкцию, удобен в эксплуатации, технологичен в изготовлении. Малый вес, малое потребление энергии, низкие потери, высокое быстродействие и возможность работы с управляемым переключением поляризации в любой последовательности позволяют эффективно применить предлагаемый антенный элемент в современных РЛС.A linearly polarized wave is fed to the input of the element, which is converted into a circularly polarized wave using a static polarizer consisting of permanent magnets 12 and a metal shunt 13. The polarization switch operates as follows. A voltage is applied to the reset winding 9 and the magnetic system is set to position B (Fig. 7). Then a pulse is applied to the winding 10 of a set of a given duration and the system goes into a state of operation with linear polarization signals corresponding to position I in FIG. If a different pulse duration is applied, state II corresponding to circular polarization is obtained. When applying a voltage pulse of longer duration, we have orthogonal polarization (state III in Fig.7). When applying a voltage pulse of maximum duration (state IV), we have circular polarization with the opposite direction relative to the polarization obtained in state II. The transition to various states (Fig.7) can be carried out in any sequence. The antenna element has a low cost, more compact design, is convenient to operate, and is technologically advanced to manufacture. Light weight, low energy consumption, low losses, high speed and the ability to work with controlled polarization switching in any sequence can effectively use the proposed antenna element in modern radars.

Claims

1. Antenna element of a phased antenna array containing a circular polarization phase shifter with a control winding and ferrite magnetic circuits, including a section of a metallized ferrite rod of circular cross section, forming a circular waveguide connected through a waveguide transition of at least λ / 8 with a controlled polarization switch, including another section metallized ferrite rod, forming a waveguide conjugated to the antenna emitter, and magnetic circuits installed thereon having orthogonally located grooves for fixing the polarization switching control coil made with at least two windings located inside these grooves with the possibility of providing a controlled transition from one type of polarization to another in any sequence, characterized in that the other section of the metallized ferrite core is made with circular cross section, the magnetic circuits of the controlled polarization switch located on it are made in the form of interconnected parts of a composite ring a.

2. The antenna element according to claim 1, characterized in that the parts of the composite ring are half rings with two grooves in each or its quarter with one groove in each of them to fix the polarization switching control coil.

3. The antenna element according to claim 1, characterized in that the parts of the composite ring are connected by an adhesive connection.

4. The antenna element according to claim 3, characterized in that for the uniform distribution of the magnetic field, the adhesive joint contains a filler from the material of the magnetic circuit.

5. The antenna element according to claim 1, characterized in that the diameter of the other portion of the metallized ferrite rod in the controlled polarization switch is less than or equal to the diameter of the portion of the metallized ferrite rod in the circular polarizer.

6. The antenna element according to claim 1, characterized in that the circular polarization phase shifter, the waveguide transition and the controlled switch have a common metallized ferrite rod.

7. The antenna element according to claim 1, characterized in that in the controlled polarization switch, the magnetic circuits have faces on the outer surface located above the corresponding grooves as an indicator of their position, while the grooves form channels for fixing the coil with the adjacent surface of another metallized ferrite rod polarization switching control.

8. The antenna element according to claim 7, characterized in that the dimensions, including length and height, of the grooves of the magnetic cores are not more than λ / 20, where λ is the wavelength in free space.

9. The antenna element of claim 8, characterized in that at least two windings of the control coil are located inside the grooves of the magnetic circuits below their outer upper surface.