RU2276437C2 - Flat antenna array (alternatives) - Google Patents

Flat antenna array (alternatives) Download PDF

Info

Publication number
RU2276437C2
RU2276437C2 RU2004123934/09A RU2004123934A RU2276437C2 RU 2276437 C2 RU2276437 C2 RU 2276437C2 RU 2004123934/09 A RU2004123934/09 A RU 2004123934/09A RU 2004123934 A RU2004123934 A RU 2004123934A RU 2276437 C2 RU2276437 C2 RU 2276437C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna array
flat antenna
dielectric
conductive plate
plate
Prior art date
Application number
RU2004123934/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004123934A (en
Inventor
Александр Петрович Капицын (RU)
Александр Петрович Капицын
Александр Ильич Худыш (RU)
Александр Ильич Худыш
Виктор Иванович Антошкин (RU)
Виктор Иванович Антошкин
Сергей Иванович Камнев (RU)
Сергей Иванович Камнев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ"
Priority to RU2004123934/09A priority Critical patent/RU2276437C2/en
Publication of RU2004123934A publication Critical patent/RU2004123934A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2276437C2 publication Critical patent/RU2276437C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: flat antenna arrays for direct reception of satellite television programs.
SUBSTANCE: new design solution of hollow waveguide is used to produce antenna array for receiving signals of different polarization characterized in high efficiency and low noise temperature within broad frequency band thereby enabling disposition of two power supply systems of antenna array at different levels; these power systems have parallel power circuits for radiating components with common output for receiving differently polarized signals. Various types of single highly effective radiators of reverse-radiation antennas as well as double-mirror zoned antennas incorporating slow-wave connecting strip whose thickness equals maximum half the wavelength can be used as radiating components of flat antenna array.
EFFECT: simplified design, enhanced reliability, facilitated manufacture, and reduced cost of antenna array.
4 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, технике СВЧ, к антенно-фидерным устройствам, а более конкретно к плоским антенным решеткам для непосредственного приема спутникового телевидения.The invention relates to radio engineering, microwave technology, to antenna-feeder devices, and more particularly to flat antenna arrays for direct reception of satellite television.

В настоящее время ведутся работы по созданию плоских антенн, совместимых с современным радиоэлектронным оборудованием, предназначенных для непосредственного приема спутникового телевидения, имеющих эффективность более 0,8 при размерах апертуры в пределах от 15 до 30 длин волн, работающих в полосе рабочих частот до 18% со всеми круговыми или линейными поляризациями. Кроме того, эти антенны должны иметь малую толщину, простую конструкцию, высокую технологичность изготовления и повторяемость размеров и параметров, низкую стоимость.Currently, work is underway to create flat antennas that are compatible with modern electronic equipment intended for direct reception of satellite television, having an efficiency of more than 0.8 with aperture sizes ranging from 15 to 30 wavelengths operating in the operating frequency band up to 18% with all circular or linear polarizations. In addition, these antennas should have a small thickness, simple design, high manufacturability and repeatability of sizes and parameters, low cost.

Известны микрополосковые антенны для получения двух поляризаций, содержащие диэлектрическую плату, на одной стороне которой выполнена экранирующая (заземляющая) металлизация, а на другой - выполнены печатным способом излучающие элементы и системы питания излучателей для обеих поляризаций [1, 2, 3].Microstrip antennas are known for producing two polarizations, containing a dielectric board, on one side of which shielding (grounding) metallization is made, and on the other side, radiating elements and emitter power supply systems for both polarizations are printed [1, 2, 3].

Достоинством таких антенн является простота конструкции: системы питания излучателей для обеих поляризаций выполнены на одной поверхности одной диэлектрической платы без пересечений.The advantage of such antennas is the simplicity of design: the power supply systems of the emitters for both polarizations are made on the same surface of one dielectric board without intersections.

Главным недостатком таких антенн являются значительные потери в системах питания, невозможность применения одного конвертера с общим входом для сигналов двух поляризаций и относительная узкополосность 5÷7%.The main disadvantage of such antennas is significant losses in the power supply systems, the impossibility of using one converter with a common input for signals of two polarizations, and the relative narrowband of 5-7%.

Известны плоские антенные решетки, щелевые излучатели которых выполнены на базе полосковых волноводов в печатном исполнении, а волноводно-фидерная система выполнена в виде прямоугольных пазов в основании. Такая конструкция после сборки подложки излучателей с этим основанием позволяет получить полые волноводы прямоугольного сечения и, соответственно, очень малые потери в системе питания. Эффективность таких антенных решеток не менее 80%. Однако конструкция не позволяет получить возможность приема сигналов двух поляризаций. Кроме того, невозможен прием сигналов круговой поляризации [4].Known flat antenna arrays, slot emitters which are made on the basis of strip waveguides in a printed version, and the waveguide-feeder system is made in the form of rectangular grooves in the base. This design, after assembling the substrate of the emitters with this base, makes it possible to obtain hollow rectangular waveguides and, accordingly, very small losses in the power supply system. The efficiency of such antenna arrays is at least 80%. However, the design does not allow the reception of signals of two polarizations. In addition, it is not possible to receive circular polarization signals [4].

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является плоская антенная решетка и микрополосковый излучатель. В плоской антенной решетке в качестве излучающих элементов применены антенны обратного излучения (АОИ). В качестве фидерной системы питания - полосковые линии, расположенные на общей плате и образующие две схемы питания возбуждающих элементов АОИ, имеющие общий выход. Такая антенная решетка позволяет принимать одновременно сигналы двух линейных или двух круговых поляризаций (в зависимости от положения конвертера) имеет эффективность не менее 65%, простую конструкцию и высокую технологичность. Толщина антенны без конвертера не превышает 30 мм [5, 6, 7].Closest to the proposed technical solution is a flat antenna array and microstrip emitter. In a flat antenna array, return radiation antennas (AOIs) are used as emitting elements. As a feeder power system, strip lines located on a common board and forming two power circuits of the AOI exciting elements with a common output. This antenna array allows you to simultaneously receive signals of two linear or two circular polarizations (depending on the position of the converter) has an efficiency of at least 65%, a simple design and high adaptability. The thickness of the antenna without a converter does not exceed 30 mm [5, 6, 7].

Однако применение в качестве фидерных - полосковых линий при размерах апертуры антенны не менее 450×450 мм, что необходимо для качественного приема сигналов с современных спутников, не позволяет получить потери в этих линиях меньше 1,2÷1,5 дБ. Это приводит к тому, что даже при очень высокой эффективности излучающего элемента решетки (свыше 90%), эффективность всей антенны не превышает 70%, а шумовая температура антенны составляет 90÷100К, что значительно больше, чем шумовая температура параболических антенн таких же размеров (40÷60К).However, the use of feeder-strip lines with antenna aperture sizes of at least 450 × 450 mm, which is necessary for high-quality reception of signals from modern satellites, does not allow to obtain losses in these lines of less than 1.2 ÷ 1.5 dB. This leads to the fact that even with a very high efficiency of the radiating element of the array (over 90%), the efficiency of the entire antenna does not exceed 70%, and the noise temperature of the antenna is 90 ÷ 100K, which is much more than the noise temperature of parabolic antennas of the same size ( 40 ÷ 60K).

Все это ограничивает применение таких плоских антенных решеток в качестве альтернативы параболическим антеннам.All this limits the use of such flat antenna arrays as an alternative to parabolic antennas.

Технической задачей данного изобретения по п.1 формулы изобретения является создание плоской антенной решетки для приема сигналов различных поляризаций, в которой бы обеспечивались простота и надежность конструкции, высокая технологичность изготовления и низкая стоимость при сохранении высокого коэффициента полезного действия и низкой шумовой температуры в широкой полосе частот. Решение достигается путем применения нового конструктивного элемента - полого полоскового волновода и возможности расположения при этом двух систем питания антенной решетки с параллельными схемами питания излучающих элементов и имеющих общий выход для приема сигналов различных поляризаций. В качестве излучающих элементов плоской антенной решетки возможно применение различных типов одиночных высокоэффективных излучателей антенны обратного излучения (АОИ).The technical task of the present invention according to claim 1 is the creation of a flat antenna array for receiving signals of various polarizations, which would ensure simplicity and reliability of the design, high manufacturability and low cost while maintaining a high efficiency and low noise temperature in a wide frequency band . The solution is achieved by using a new structural element - a hollow strip waveguide and the possibility of arranging two antenna array power systems with parallel power circuits for radiating elements and having a common output for receiving signals of different polarizations. As radiating elements of a planar antenna array, it is possible to use various types of single high-performance emitters of a reverse radiation antenna (AOI).

Поставленная задача по п.1 формулы изобретения решается плоской антенной решеткой, выполненной в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой установлена решетка с отражающими элементами, размещенными в узлах прямоугольной координатной сетки в виде групп проводящих площадок, выполненных в форме квадратов, и разделенных между собой проводящими перегородками на ячейки, проводящей платы с множеством излучающих отверстий и выступов, центры которых совпадают с центрами ячеек, образуя одиночные излучатели антенной решетки в виде антенн обратного излучения, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, в которую дополнительно введена диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной и корпусом антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы полых-полосковых волноводов с выступами, при этом на поверхности проводящей платы, обращенной к диэлектрической пластине, по периметру на равном удалении друг от друга - малые узлы полых-полосковых волноводов с выступами, а в ее центре помещен большой узел полых-полосковых волноводов с выступами, причем из них в двух соосных входных волноводах установлены диэлектрические вставки для задержания волны H10 по фазе на угол Δφ=-90° или из них два входных соосных волновода имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны H10 по фазе на Δφ=90° на средней частоте рабочего диапазона частот, при этом на обеих поверхностях проводящей пластины в качестве диэлектрического покрытия использованы лак или ламинатор.The problem according to claim 1 is solved by a flat antenna array, made in the form of a multilayer structure, consisting of a protective dielectric cover placed one above the other, on the inner surface of which there is an array with reflective elements placed in nodes of a rectangular coordinate grid in the form of groups of conductive pads made in the form of squares and separated by conductive partitions into cells, conductive boards with many radiating holes and protrusions, the centers of which x coincide with the centers of the cells, forming single emitters of the antenna array in the form of return radiation antennas, a dielectric plate and a conductive plate with many holes and protrusions, containing two power systems for single emitters and an outlet located in the center of a flat antenna array, into which a dielectric plate located between the conductive plate and the antenna array body, the middle nodes are placed symmetrically relative to the center at an equal distance from each other hollow-strip waveguides with protrusions, while on the surface of the conductive plate facing the dielectric plate, at the same distance from the perimeter there are small nodes of hollow-strip waveguides with protrusions, and a large node of hollow-strip waveguides with protrusions is placed in its center moreover, of these, in two coaxial input waveguides, dielectric inserts are installed to hold the H 10 wave in phase by an angle Δφ = -90 °, or of which two input coaxial waveguides have a certain smaller wide wall size for acceleration wave H 10 in phase by Δφ = 90 ° at the average frequency of the operating frequency range, while on both surfaces of the conductive plate, a varnish or laminator was used as a dielectric coating.

Технической задачей данного изобретения по п.2 формулы изобретения является создание плоской антенной решетки для приема сигналов различных поляризаций, в которой бы обеспечивались простота и надежность конструкции, высокая технологичность изготовления и низкая стоимость при сохранении высокого коэффициента полезного действия и низкой шумовой температуры в широкой полосе частот. В качестве излучающих элементов плоской антенной решетки в данном варианте возможно применение двухзеркальных зонированных антенн с замедляющей структурой рупорных антенн, имеющих толщину не более половины длины волны.The technical task of the present invention according to claim 2 is the creation of a flat antenna array for receiving signals of various polarizations, which would ensure simplicity and reliability of the design, high manufacturability and low cost while maintaining high efficiency and low noise temperature in a wide frequency band . As emitting elements of a planar antenna array, in this embodiment, it is possible to use two-mirror zoned antennas with a retarding structure of horn antennas having a thickness of not more than half the wavelength.

Поставленная задача по п.2 формулы изобретения решается плоской антенной решеткой, выполненной в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой размещены отражающие элементы, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, в которую введены большие зеркала двухзеркальных зонированных антенн с замедляющей гребенкой, которые установлены на определенном расстоянии от внутренней поверхности защитной диэлектрической крышки, а над ними размещены диэлектрическая пластина и проводящая пластина с множеством отверстий и выступов, центры которых совпадают с центрами отверстий, выполненных в больших зеркалах, при этом над проводящей пластиной установлена диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной с множеством отверстий и выступов и корпусом антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы полых-полосковых волноводов с выступами, под проводящей пластиной на диэлектрической пластине в ее центре помещен большой узел полых-полосковых волноводов с выступами, причем из них в двух соосных входных волноводах установлены диэлектрические вставки для задержания волны H10 по фазе на угол Δφ=-90° или из них два входных соосных волновода имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны Н10 по фазе на угол Δφ=90° на средней частоте рабочего диапазона частот, при этом отражающие элементы выполнены в виде проводящих выступов - малых зеркал двухзеркальных зонированных антенн, а на обеих поверхностях проводящей пластины и поверхностях выступов полосковых волноводов в качестве диэлектрического покрытия использованы лак или ламинатор.The task according to claim 2 is solved by a flat antenna array made in the form of a multilayer structure consisting of a protective dielectric cover placed one above the other, on the inner surface of which reflective elements are placed, a dielectric plate and a conductive plate with many holes and protrusions containing two power systems for single emitters and an outlet located in the center of a flat antenna array into which large mirrors of two-mirror zoned are introduced antennas with a retarding comb, which are installed at a certain distance from the inner surface of the protective dielectric cover, and above them are placed a dielectric plate and a conductive plate with many holes and protrusions, the centers of which coincide with the centers of the holes made in large mirrors, while installed above the conductive plate a dielectric plate located between the conductive plate with many holes and protrusions and the antenna array housing, and on its surface facing the housing antenna array, symmetrically relative to the center at an equal distance from each other, the middle nodes of the hollow-strip waveguides with protrusions are placed, under the conductive plate on the dielectric plate in its center is a large node of the hollow-strip waveguides with protrusions, moreover, they are installed in two coaxial input waveguides dielectric inserts for retaining the H 10 wave in phase by an angle Δφ = -90 °, or of which two input coaxial waveguides have a smaller wide wall size for a certain extent to accelerate the H 10 wave in phase at an angle Δφ = 90 ° at the middle frequency of the operating frequency range, while the reflecting elements are made in the form of conductive protrusions - small mirrors of two-mirror zoned antennas, and varnish or a laminator are used as a dielectric coating on both surfaces of the conductive plate and the surfaces of the protrusions of strip waveguides.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем 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.The analysis of the prior art, including a search by patents 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 applicant has 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.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Сведений об известности отличительных признаков, касающихся применения полосковых-полых волноводов для выполнения двух систем питания одновременно для различных поляризаций (эллиптической, двух круговых и/или двух линейных) на одной поверхности одной диэлектрической платы с параллельным питанием возбуждающих элементов при общем выходе, размещенном в центральной части антенной решетки, не имеется.Information on the prominence of the distinguishing features regarding the use of strip-hollow waveguides for performing two power systems simultaneously for different polarizations (elliptical, two circular and / or two linear) on the same surface of a single dielectric board with parallel power supply of exciting elements with a common output located in the central parts of the antenna array are not available.

На основании этого сделан вывод, что предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".Based on this, it was concluded that the invention meets the criterion of "inventive step".

На фиг.1 изображена плоская антенная решетка без корпуса, выполненная согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции;Figure 1 shows a flat antenna array without a housing, made according to the invention in a rectangular isometric view;

на фиг.2 изображен вариант плоской антенной решетки в разрезе с излучающим элементом в виде антенны обратного излучения;figure 2 shows a variant of a planar antenna array in section with a radiating element in the form of a return radiation antenna;

на фиг.3 - вариант плоской антенной решетки в разрезе с излучающим элементом в виде двухзеркальной зонированной антенны с замедляющей структурой;figure 3 is a variant of a flat antenna array in section with a radiating element in the form of a two-mirror zoned antenna with a slowing structure;

на фиг.4 - полый-полосковый волновод в прямоугольной изометрической проекции;figure 4 - hollow-strip waveguide in a rectangular isometric projection;

на фиг.5 - большой полый-полосковый волновод, вид сверху;figure 5 is a large hollow-strip waveguide, top view;

на фиг.6 - большой полый-полосковый волновод, выполненный согласно изобретению с замедляющими диэлектрическими вставками;Fig.6 is a large hollow-strip waveguide, made according to the invention with slow-down dielectric inserts;

на фиг.7 - фрагмент большого полого-полоскового волновода с уменьшенными размерами широких стенок входных волноводов;Fig.7 is a fragment of a large hollow-strip waveguide with reduced dimensions of the wide walls of the input waveguides;

на фиг.8 - полый-полосковый волновод в разрезе с нанесенным на внешнюю поверхность выступа диэлектрическим покрытием;on Fig - hollow-strip waveguide in section with deposited on the outer surface of the protrusion of the dielectric coating;

на фиг.9 - полый-полосковый волновод в разрезе с нанесенным на обе поверхности проводящей пластины диэлектрическим покрытием;Fig.9 is a hollow-strip waveguide in a section with a dielectric coating deposited on both surfaces of the conductive plate;

на фиг.10 - приведены зависимости коэффициента усиления плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде антенны обратного излучения для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации);figure 10 shows the dependence of the gain of a flat antenna array with a single emitter in the form of a reverse radiation antenna for circular polarization signals (curve 1 for right circular polarization, curve 2 for left circular polarization);

на фиг.11 - приведены зависимости развязки по поляризации в диапазоне частот плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде антенны обратного излучения для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации);figure 11 shows the polarization isolation in the frequency range of a flat antenna array with a single emitter in the form of a reverse radiation antenna for circular polarization signals (curve 1 for right circular polarization, curve 2 for left circular polarization);

на фиг.12 - приведены зависимости в диапазоне частот коэффициента усиления плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде двухзеркальной зонированной антенны с заземляющей структурой для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации);on Fig - dependences in the frequency range of the gain of a flat antenna array with a single emitter in the form of a two-mirror zoned antenna with a grounding structure for circular polarization signals (curve 1 for right circular polarization, curve 2 for left circular polarization);

на фиг.13 - приведены зависимости в диапазоне частот развязки по поляризации плоской антенной решетки с одиночным излучателем в виде двухзеркальной зонированной антенны с замедляющей структурой для сигналов круговой поляризации (кривая 1 - для правой круговой поляризации, кривая 2 - для левой круговой поляризации).Fig. 13 shows the dependences in the frequency isolation range of the polarization of a flat antenna array with a single emitter in the form of a two-mirror zoned antenna with a delay structure for circular polarization signals (curve 1 for right circular polarization, curve 2 for left circular polarization).

Плоская антенная решетка (фиг.1, 2, 3), выполненная в виде многослойной структуры, состоит из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки 1, на внутренней поверхности которой установлена решетка с отражающими элементами 2, размещенными в узлах прямоугольной координатной сетки в виде групп проводящих площадок 3, выполненных в форме квадратов, и разделенными между собой проводящими перегородками 4 на ячейки, проводящей платы 5 (фиг.1, 2) с множеством излучающих отверстий 6 и выступов 7 для улучшения связи (фиг.2), центры которых совпадают с центрами ячеек, образуя одиночные излучатели антенной решетки в виде антенн обратного излучения, диэлектрической пластины 8 и проводящей пластины 9 с множеством отверстий 10, 11 и выступов 12, содержащей две системы питания для одиночных излучателей (поз. не указана) и выходное отверстие 13, расположенное в центре плоской антенной решетки. Установлена дополнительная диэлектрическая пластина 14, расположенная между проводящей пластиной 9 и корпусом 15 антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы полых-полосковых волноводов 16 с выступами 17. На поверхности проводящей платы 5, обращенной к диэлектрической пластине 8, по периметру на равном удалении друг от друга размещены малые узлы полых-полосковых волноводов 18 с выступами 7 (фиг.1, 2), а в ее центре помещен большой узел полых-полосковых волноводов 19 с выступами 7, причем из них в двух соосных входных волноводах установлены диэлектрические вставки 20 (фиг.6), а два других входных соосных волновода имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки 21, при этом на обеих поверхностях проводящей пластины 9 диэлектрические пластины 22 выполнены в виде пленки лака или ламината. В качестве фидерных линий в плоской антенной решетке применяется полый-полосковый волновод (фиг.4), широкие стенки которого являются частями проводящих платы 5 и пластины 9. Внутренние поверхности узких стенок 23, 24 полых-полосковых волноводов 25, 26, 27, 28 выполнены из проводящего материала и имеют гальванический контакт с одной из широких стенок, являющейся частью проводящей платы 5 (фиг.4, 5, 8, 9). Другая широкая стенка является частью проводящей пластины 9, разделенной с узкими стенками 23, 24 диэлектрической пластиной 8.A flat antenna array (Figs. 1, 2, 3), made in the form of a multilayer structure, consists of a protective dielectric cover 1 placed one above the other, on the inner surface of which there is an array with reflecting elements 2 placed in nodes of a rectangular coordinate grid in the form of groups conductive platforms 3, made in the form of squares, and separated by conductive partitions 4 into cells, conductive boards 5 (Fig. 1, 2) with a plurality of radiating holes 6 and protrusions 7 to improve communication (Fig. 2), the centers of which coincide give with the centers of the cells, forming single emitters of the antenna array in the form of return radiation antennas, a dielectric plate 8 and a conductive plate 9 with many holes 10, 11 and protrusions 12, containing two power systems for single emitters (pos. not specified) and the outlet 13 located in the center of a flat antenna array. An additional dielectric plate 14 is installed, located between the conductive plate 9 and the antenna array body 15, and on its surface facing the antenna array body, the middle nodes of the hollow-strip waveguides 16 with projections 17 are placed symmetrically with respect to the center. on the surface of the conductive board 5, facing the dielectric plate 8, small nodes of hollow-strip waveguides 18 with protrusions 7 (Figs. 1, 2) are placed along the perimeter at an equal distance from each other, and a large the hollow-strip waveguide assembly 19 with protrusions 7, of which dielectric inserts 20 are installed in two coaxial input waveguides (Fig. 6), and the other two coaxial input waveguides have a smaller size of wide wall 21 for a certain extent, while on both surfaces the conductive plate 9, the dielectric plate 22 is made in the form of a film of varnish or laminate. As feeder lines in a flat antenna array, a hollow-strip waveguide is used (Fig. 4), the wide walls of which are parts of the conductive board 5 and plate 9. The inner surfaces of the narrow walls 23, 24 of the hollow-strip waveguides 25, 26, 27, 28 are made of the conductive material and have galvanic contact with one of the wide walls, which is part of the conductive board 5 (Fig.4, 5, 8, 9). Another wide wall is part of the conductive plate 9, separated from the narrow walls 23, 24 by the dielectric plate 8.

Для распространения волны Н10 в таком волноводе необходимо, чтобы в плоскостях, лежащих относительно продольной оси полого-полоскового волновода O1-O1 (фиг.4), на расстоянии, приблизительно равном половине ширины волновода а/2, выполнялись нулевые граничные условия Еy=0.For the propagation of the wave H 10 in such a waveguide, it is necessary that in the planes lying relative to the longitudinal axis of the hollow-strip waveguide O 1 -O 1 (Fig. 4), at a distance approximately equal to half the width of the waveguide a / 2, zero boundary conditions E y = 0.

Для этого узкие стенки 23, 24 волновода выполнены на внутренней стенке с выступами 28, 29, имеющими высоту b, приблизительно равную высоте полого-полоскового волновода 25, и ширину l, которая выбирается из условийFor this, narrow walls 23, 24 of the waveguide are made on the inner wall with protrusions 28, 29 having a height b approximately equal to the height of the hollow-strip waveguide 25 and a width l, which is selected from the conditions

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где λо max - максимальная длина волны рабочего диапазона частот;where λ about max - the maximum wavelength of the working frequency range;

εr - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической пластины 8. На всей длине выступов 28, 29 выполнены пазы 30 шириной d=0,04÷0,3λo max и глубиной h=0,03÷0,2λo max с шагом L=0,1÷0,3λo max. Эти пазы разделяют верхнюю металлизированную поверхность 31 на множество отрезков полосковых линий (поз. не указана) шириной W=L-d и длиной l, приблизительно равной четверти длины волны в диэлектрике с εr.εr is the relative dielectric constant of the dielectric plate 8. On the entire length of the protrusions 28, 29, grooves 30 are made of a width d = 0.04 ÷ 0.3λ o max and a depth h = 0.03 ÷ 0.2λ o max with a step L = 0, 1 ÷ 0.3λ o max . These grooves divide the upper metallized surface 31 into a plurality of pieces of strip lines (pos. Not indicated) with a width W = Ld and a length l approximately equal to a quarter of the wavelength in the dielectric with εr.

Вместо диэлектрических пластин 8 и 14, отделяющих малые, средние и большой волноводные узлы от проводящих платы 5 и пластины 9, на поверхности выступов 28 и 29 диэлектрические пластины выполнены в виде пленки лака или ламината 31 (фиг.4, 8). Соответственно, покрытие 22 может быть нанесено на поверхности проводящей пластины 9 (фиг.9).Instead of the dielectric plates 8 and 14, separating the small, medium and large waveguide nodes from the conductive boards 5 and the plate 9, on the surface of the protrusions 28 and 29, the dielectric plates are made in the form of a film of varnish or laminate 31 (Figs. 4, 8). Accordingly, the coating 22 can be applied on the surface of the conductive plate 9 (Fig.9).

Между диэлектрической крышкой 1 и корпусом 15 плоской антенной решетки установлен герметизирующий резиновый валик 32.Between the dielectric cover 1 and the housing 15 of the flat antenna array, a sealing rubber roller 32 is installed.

В качестве излучающего элемента плоской антенной решетки в другом варианте может быть использована двухзеркальная зонированная антенна 33 с замедляющей гребенкой 34, отражающие элементы, выполненные в виде проводящих выступов 35 и малых зеркал 36 двухзеркальных зонированных антенн. Применение двухзеркальной зонированной антенны 33 с заземляющей гребенкой 34 с размерами большого зеркала Dзер=4÷5λo max и высотой Hзер≤0,5λо max в качестве одиночного излучателя плоской антенной решетки позволяет упростить предлагаемую конструкцию и не применять в ней малые узлы полых-полосковых волноводов 18, а также не устанавливать диэлектрическую пластину 8 и проводящую плату 5.As a radiating element of a flat antenna array, in another embodiment, a two-mirror zoned antenna 33 with a retarding comb 34, reflecting elements made in the form of conductive protrusions 35 and small mirrors 36 of two-mirror zoned antennas can be used. The use of a two-mirror zoned antenna 33 with a grounding comb 34 with dimensions of a large mirror D zer = 4 ÷ 5λ o max and a height H zer ≤0.5λ o max as a single emitter of a flat antenna array allows us to simplify the proposed design and not to use small hollow nodes in it -strip waveguides 18, and also not to install a dielectric plate 8 and a conductive board 5.

Плоская антенная решетка работает следующим образом.Flat antenna array operates as follows.

Рассмотрим одиночный излучатель плоской антенной решетки в режиме передачи. При возбуждении волной Н11 плоской антенной решетки волна через отверстие 13 в проводящей пластине 9 попадает на турникетное соединение 37 волноводов 25, 26, 27, 28 большого узла полых-полосковых волноводов 19 и в зависимости от положения центрального вектора Е поляризации волны Н11 относительно продольных осей волноводов 25, 26, 27, 28 происходит запитка как пар 25, 26 или 27, 28 соосных волноводов, если вектор Е волны Н11 лежит вдоль их продольных осей, так и всех волноводов 25, 26, 27, 28 турникетного соединения 37, если вектор Е волны Н11 находится под углом φ, где 0<φ<90° к их продольным осям. При этом если вектор Е падающей волны Н11 лежит вдоль продольных осей волноводов 25 и 26, то в этих волноводах возбуждаются равноамплитудные и противофазные волны Н10, которые через соответствующие "Н"-тройники 38 переходы 40, а затем через соответствующие отверстия в проводящей пластине 9, через средние узлы полых-полосковых волноводов 16, через отверстия 10 в проводящей пластине 9, через малые узлы полых-полосковых волноводов 18 и через соответствующие излучающие отверстия 6 в проводящей плате 5 возбуждают в каждом элементе и во всей антенной решетке волну вертикальной (V) поляризации. При повороте вектора Е падающей волны Н11 на 90° относительно прежнего положения (φ=90°) в антенной решетке первоначально возбуждаются волноводы 27, 28, а во всей антенной решетке возбуждается волна горизонтальной (Н) поляризации.Consider a single emitter of a flat antenna array in transmission mode. When a flat antenna array is excited by wave H 11, the wave through the hole 13 in the conductive plate 9 enters the turnstile connection 37 of the waveguides 25, 26, 27, 28 of a large node of the hollow-strip waveguides 19 and depending on the position of the central polarization vector E of the H 11 wave relative to the longitudinal axes of the waveguides 25, 26, 27, 28, both pairs 25, 26 or 27, 28 of coaxial waveguides are energized if the vector E of the wave H 11 lies along their longitudinal axes, and all the waveguides 25, 26, 27, 28 of the turnstile connection 37, if the vector E of the wave H 11 is at an angle φ, where 0 <φ <90 ° to their longitudinal axes. Moreover, if the vector E of the incident wave H 11 lies along the longitudinal axes of the waveguides 25 and 26, then equal-amplitude and antiphase waves H 10 are excited in these waveguides, which through the corresponding “H” tees 38 pass 40, and then through the corresponding holes in the conductive plate 9, through the middle nodes of the hollow-strip waveguides 16, through the holes 10 in the conductive plate 9, through the small nodes of the hollow-strip waveguides 18 and through the corresponding radiating holes 6 in the conductive board 5, excite in each element and in the entire antenna heel wave vertical (V) polarization. When the vector E of the incident H 11 wave rotates 90 ° from its previous position (φ = 90 °), waveguides 27, 28 are initially excited in the antenna array, and a horizontal (H) polarized wave is excited in the entire antenna array.

При повороте вектора Е на угол φ1=45° или на угол φ2=135° относительно первоначального положения (продольной оси волноводов 25, 26) возбуждаются в плоской антенной решетке с одинаковой амплитудой и синфазно волны как с горизонтальной, так и с вертикальной поляризацией.When the vector E is rotated through an angle φ 1 = 45 ° or by an angle φ 2 = 135 ° relative to the initial position (the longitudinal axis of the waveguides 25, 26), waves with the same amplitude and in-phase with both horizontal and vertical polarization are excited in a flat antenna array .

В результате плоская антенная решетка излучает линейно-поляризованную волну, лежащую в плоскости, проходящей через одну из диагональных осей антенны. Если между горизонтально и вертикально поляризованными волнами осуществить сдвиг по фазе на угол Δφ=±90° с помощью диэлектрических вставок 20 (фиг.6) или с уменьшенными размерами широких стенок 21 волноводов (фиг.7) в плоской антенной решетке возбуждаются волны круговой поляризации. Если вектор Е повернут на угол φ1=45° относительно продольной оси волноводов 25, 26 возбуждается волна левой круговой поляризации (LC), если вектор Е повернут на угол φ2=135° (-45°) относительно продольной оси волноводов 25, 26 возбуждается волна правой круговой поляризации (RC).As a result, a planar antenna array emits a linearly polarized wave lying in a plane passing through one of the diagonal axes of the antenna. If a phase shift is made between horizontally and vertically polarized waves by an angle Δφ = ± 90 ° using dielectric inserts 20 (Fig. 6) or with reduced dimensions of the wide walls 21 of the waveguides (Fig. 7), circularly polarized waves are excited in a planar antenna array. If the vector E is rotated through an angle φ 1 = 45 ° relative to the longitudinal axis of the waveguides 25, 26, a left circular polarization (LC) wave is excited, if the vector E is rotated through an angle φ 2 = 135 ° (-45 °) relative to the longitudinal axis of the waveguides 25, 26 a right circular polarization (RC) wave is excited.

При иных, отличных от 0°, 45°, 90°, 135°, положениях вектора Е падающей волны Н11 относительно продольных осей волноводов 25, 26 в плоской антенной решетке возбуждаются волны эллиптической поляризации, при этом 0<æ<1, где - æ коэффициент эллиптичности.For other positions of the vector E of the incident wave H 11 , other than 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, relative to the longitudinal axes of the waveguides 25, 26, elliptical polarization waves are excited in a flat antenna array, with 0 <æ <1, where - æ coefficient of ellipticity.

При работе волновода на выступах 28, 29 полосковых линий возбуждается волна типа ТЕМ на внешней узкой стенке 24 полосковая линия 29 размыкается и образуется режим холостого хода (фиг.4). На внутренней же стенке выступа, точнее вблизи ее, выполняются нулевые граничные условия для электрического поля Ey=0. Возникает как бы гальванический контакт между узкими стенками 23 полого-полоскового волновода 25 и верхней широкой стенкой проводящей пластины 9, несмотря на то, что верхняя широкая стенка проводящей пластины 9 отделена от узких стенок 23 и 24 диэлектрической пластиной 8. При правильно выбранных размерах волноводов, выступов и пазов в них потери в полых-полосковых волноводах лишь на 10÷30% превышают потери в полых-полосковых волноводах, но в несколько раз меньше, чем в самых лучших полосковых линиях.When the waveguide is operating on the protrusions 28, 29 of the strip lines, a TEM type wave is excited on the outer narrow wall 24, the strip line 29 opens and an idle mode is formed (Fig. 4). On the inner wall of the protrusion, more precisely near it, zero boundary conditions are satisfied for the electric field E y = 0. There appears a galvanic contact between the narrow walls 23 of the hollow-strip waveguide 25 and the upper wide wall of the conductive plate 9, despite the fact that the upper wide wall of the conductive plate 9 is separated from the narrow walls 23 and 24 by the dielectric plate 8. With the correctly selected dimensions of the waveguides, the protrusions and grooves in them, the losses in hollow-strip waveguides are only 10 ÷ 30% higher than the losses in hollow-strip waveguides, but several times less than in the best strip lines.

После возбуждения волноводов 25 и 26 турникетного соединения 37 сигнал в виде волны Н10 поступает на "Н"-тройники 38, 39 большого узла полых-полосковых волноводов 19, делится поровну и синфазно между плечами 41 и 42, поступает через переход 43, через соответствующие отверстия в проводящей пластине 9 поступает на средние узлы полых-полосковых волноводов 16, делится на них вначале поровну и противофазно, затем поровну и синфазно и через отверстия 10 в проводящей пластине 9 поступает на малые узлы полых-полосковых волноводов 18, еще раз делится поровну и противофазно, а затем поровну и синфазно и через соответствующие излучающие отверстия 6 в проводящей плате 5 в каждом излучающем элементе 2 и во всей плоской антенной решетке на волну вертикальной (V) поляризации.After the excitation of the waveguides 25 and 26 of the turnstile connection 37, the signal in the form of an H 10 wave enters the “H” tees 38, 39 of the large node of the hollow-strip waveguides 19, is divided equally and in phase between the arms 41 and 42, and it passes through the junction 43 through the corresponding the holes in the conductive plate 9 enters the middle nodes of the hollow-strip waveguides 16, is divided into them at first equally and out of phase, then equally and in phase and through the holes 10 in the conductive plate 9 enters the small nodes of the hollow-strip waveguides 18, is divided equally again and about thyophasic, and then equally and in phase and through the corresponding radiating holes 6 in the conductive board 5 in each radiating element 2 and in the entire flat antenna array per wave of vertical (V) polarization.

Так как система питания плоской антенной решетки выполнена по параллельной схеме и с равноамплитудным делением в волноводных тройниках 38, 39 всех узлов полых-полосковых волноводов 18, 19, 16, то все излучающие элементы 2 плоской антенной решетки синфазные, а поле на ее поверхности близко к равноамплитудному, поэтому коэффициент использования плоскости раскрыва антенны приближается к единице.Since the power system of the flat antenna array is made in a parallel manner and with equal amplitude division in the waveguide tees 38, 39 of all nodes of the hollow-strip waveguides 18, 19, 16, all radiating elements 2 of the flat antenna array are in-phase, and the field on its surface is close to equal-amplitude, therefore, the utilization factor of the aperture plane of the antenna approaches unity.

Плоская антенная решетка с двухзеркальной зонированной антенной с замедляющей гребенкой работает следующим образом.A flat antenna array with a two-mirror zoned antenna with a retarding comb works as follows.

В варианте использования в качестве излучающего элемента плоской антенной решетки двухзеркальной зонированной антенны 33 с замедляющей гребенкой 34 на поверхности большого зеркала зонирование, как и в линзовых антеннах, необходимо для уменьшения высоты Нзер (толщины) антенны. Так, при наличии трех зон на поверхности большого зеркала 33 Dзер=4÷5λo max, высота такой антенны Hзер≤0,5λo max, наличие замедляющей гребенки 34 на поверхности большого зеркала 33 позволяет оптимизировать амплитудное распределение в такой антенне и выровнить диаграммы направленности такой антенны в "Е" и "Н" плоскостях, получить коэффициент использования поверхности антенны КИП>0,87 в широкой полосе частот.In the embodiment of using a two-mirror zoned antenna 33 as a radiating element of a flat antenna array with a retardation comb 34 on the surface of a large mirror, zoning, as in lens antennas, is necessary to reduce the antenna height H zer (thickness). So, in the presence of three zones on the surface of a large mirror 33 D zer = 4 ÷ 5λ o max , the height of such an antenna H zer ≤0.5λ o max , the presence of a decelerating comb 34 on the surface of a large mirror 33 allows you to optimize the amplitude distribution in such an antenna and align radiation patterns of such an antenna in the "E" and "H" planes, obtain a coefficient of utilization of the antenna surface of instrumentation> 0.87 in a wide frequency band.

При возбуждении волной Н11 волна через отверстие 13 в проводящей пластине 9 попадает на турникетное соединение 37 волноводов 25, 26, 27, 28 большого узла полых-полосковых волноводов 19. В зависимости от положения вектора Е относительно продольных осей волноводов 25, 26, 27, 28 турникетного соединения 37 происходит запитка как пары соосных волноводов 25, 26 или 27, 28 турникетного соединения 37, так и всех волноводов, если вектор Е лежит под углом φ, где 0<φ<90° к их продольным осям. После возбуждения волноводов 25, 26 или 27, 28 турникетного соединения, сигнал в виде волны Н10 поступает на "Н"-тройники 38, 39 большого узла полых-полосковых волноводов 19, делится поровну и синфазно между плечами 41 и 42 "Н"-тройника 38 и поступает через отверстия 11 в проводящей пластине 9 в средний узел полых-полосковых волноводов 16, в котором вначале сигнал делится равноамплитудно и противофазно, затем каждый из этих сигналов делится равноамплитудно и синфазно на соответствующих "Н"-тройниках 38, 39 этого узла 16 и поступает синфазно и с одинаковой амплитудой через отверстия 10 в проводящей пластине 9 на одиночные излучатели в виде двухзеркальной зонированной антенны 33 с замедляющей гребенкой 34. Поляризация излучаемого сигнала зависит от положения вектора Е относительно продольных осей волноводов 25, 26, 27, 28. Если вектор Е падающей волны Н11 совпадает с продольными осями волноводов 25 и 26, плоская антенная решетка излучает волну горизонтальной (Н) поляризации. Если вектор Е повернут на 90° относительно продольных осей волноводов 25, 26, плоская антенная решетка излучает волну вертикальной (V) поляризации. При повороте вектора Е падающей волны Н11 на 45° или на 135° (-45°) в плоской антенной решетке возбуждаются волны одновременно и с одинаковой амплитудой волны с горизонтальной и с вертикальной поляризацией и при сдвиге между ними по фазе на угол ±90° плоской антенной решеткой излучаются волны круговой поляризации. Если вектор Е падающей волны повернут на угол φ=45° относительно продольных осей волноводов 25, 26, в плоской антенной решетке возбуждается волна левой круговой поляризации (LC), если вектор Е повернут на угол φ=135° (-45°), возбуждается соответственно волна правой круговой поляризации (RC).When excited by wave H 11, the wave through the hole 13 in the conductive plate 9 enters the turnstile connection 37 of the waveguides 25, 26, 27, 28 of a large assembly of hollow-strip waveguides 19. Depending on the position of the vector E relative to the longitudinal axes of the waveguides 25, 26, 27, 28 turnstile connection 37 is powered as a pair of coaxial waveguides 25, 26 or 27, 28 turnstile connection 37, and all waveguides if the vector E lies at an angle φ, where 0 <φ <90 ° to their longitudinal axes. After excitation of the waveguides 25, 26 or 27, 28 of the turnstile connection, the signal in the form of a wave of H 10 enters the "N" tees 38, 39 of the large node of the hollow-strip waveguides 19, is divided equally and in phase between the arms 41 and 42 of the "N" - tee 38 and enters through the holes 11 in the conductive plate 9 into the middle node of the hollow-strip waveguides 16, in which at first the signal is divided equally and out of phase, then each of these signals is divided equally and in phase on the corresponding "H" tees 38, 39 of this node 16 and comes in phase and with the same amp tudoy through the openings 10 in the conductive plate 9 to single emitters in the form of a two-mirror 33 with a zoned antenna decelerating comb 34. The polarization of the emitted signal is dependent on the position of the vector E with respect to the longitudinal axes of waveguides 25, 26, 27, 28. If the vector E of the incident wave 11 coincides H with the longitudinal axes of the waveguides 25 and 26, a flat antenna array emits a wave of horizontal (H) polarization. If the vector E is rotated 90 ° relative to the longitudinal axes of the waveguides 25, 26, the flat antenna array emits a wave of vertical (V) polarization. When the vector E of the incident wave H 11 is rotated by 45 ° or 135 ° (-45 °), waves with the same wave amplitude with horizontal and vertical polarization and with phase shift between them by an angle of ± 90 ° are excited in a flat antenna array With a flat antenna array, circularly polarized waves are emitted. If the vector E of the incident wave is rotated through an angle φ = 45 ° relative to the longitudinal axes of the waveguides 25, 26, a left circular polarization (LC) wave is excited in the planar antenna array, if the vector E is rotated by an angle φ = 135 ° (-45 °), accordingly, the wave of right circular polarization (RC).

При иных, отличных от 0°, 45°, 90°, 135°, положениях вектора Е относительно продольных осей волноводов 25, 26 турникетного соединения 37, в плоской антенной решетке возбуждаются волны эллиптической поляризации с коэффициентом эллиптичности 0<æ<1.For other positions of the vector E other than 0 °, 45 °, 90 °, 135 °, relative to the longitudinal axes of the waveguides 25, 26 of the turnstile connection 37, elliptic polarization waves with an ellipticity coefficient 0 <æ <1 are excited in a flat antenna array.

Выполненная согласно изобретению плоская антенная решетка с различными поляризациями и используемая для непосредственного приема спутникового телевидения при размерах излучающей апертуры 456х456 мм и толщине 30 мм имеет в диапазоне частот 11,7÷12,75 ГГц для обеих круговых поляризаций коэффициент усиления не менее 34,9 дБ, развязка по поляризации не менее 23,6 дБ (фиг.10, 11).The flat antenna array made according to the invention with different polarizations and used for direct reception of satellite television with a radiating aperture size of 456x456 mm and a thickness of 30 mm has a gain of at least 34.9 dB in both circular polarizations in the frequency range 11.7 ÷ 12.75 GHz , isolation of the polarization of at least 23.6 dB (figure 10, 11).

Коэффициент усиления плоской антенной решетки при приеме сигналов двух линейных поляризаций не менее 35 дБ в полосе частот 11,7÷12,75 ГГц, развязка по поляризации при этом не менее 24,4 дБ.The gain of a flat antenna array when receiving signals of two linear polarizations is not less than 35 dB in the frequency band 11.7 ÷ 12.75 GHz, and the isolation by polarization is not less than 24.4 dB.

Коэффициент усиления плоской антенной решетки, выполненной согласно изобретению п.2 на базе двухзеркальных зонированных антенн с замедляющей гребенкой, при размерах излучающей апертуры 456×456 мм и толщине 24 мм в диапазоне частот 10,7÷12,75 ГГц для обеих круговых поляризаций не менее 34,5 дБ, развязка по поляризации не менее 23 дБ (фиг.12, 13).The gain of a flat antenna array, made according to the invention of claim 2 on the basis of two-mirror zoned antennas with a retarding comb, with a radiating aperture size of 456 × 456 mm and a thickness of 24 mm in the frequency range 10.7 ÷ 12.75 GHz for both circular polarizations of at least 34.5 dB, polarization isolation of at least 23 dB (Fig. 12, 13).

Для обеих линейных поляризаций не менее 34,7 дБ, развязка по поляризации не менее 24,2 дБ.For both linear polarizations not less than 34.7 dB, isolation by polarization is not less than 24.2 dB.

Источники информацииInformation sources

1. Европейский патент №0434268, Н 01 Q 9/04, публ. 26.06.91.1. European patent No. 0434268, H 01 Q 9/04, publ. 06/26/91.

2. Патент США №4761653, Н 01 Q 1/38, публ. 02.08.88.2. US patent No. 4761653, H 01 Q 1/38, publ. 08/02/88.

3. Патент США №4833482, Н 01 Q 1/38, публ. 23.05.89.3. US patent No. 4833482, H 01 Q 1/38, publ. 05/23/89.

4. Европейский патент №0543519, Н 01 Q 21/06, публ. 25.05.93.4. European patent No. 0543519, H 01 Q 21/06, publ. 05/25/93.

5. Патент России №2024129, Н 01 Q 13/10, публ. 20.06.95.5. Patent of Russia No. 2024129, H 01 Q 13/10, publ. 06/20/95.

6. Международная заявка РСТ/RU 95/00129, публ. 14.12.95.6. International application PCT / RU 95/00129, publ. 12/14/95.

7. Патент США №5,936,579, Н 01 Q 1/38, публ. 10.08.99.7. US patent No. 5,936,579, H 01 Q 1/38, publ. 08/10/99.

Claims (4)

1. Плоская антенная решетка, выполненная в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой установлена решетка с отражающими элементами, размещенными в узлах прямоугольной координатной сетки в виде групп проводящих площадок, выполненных в форме квадратов и разделенных между собой проводящими перегородками на ячейки, проводящей платы с множеством излучающих отверстий и выступов, центры отверстий совпадают с центрами ячеек, образуя одиночные излучатели антенной решетки в виде антенн обратного излучения, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, и содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, отличающаяся тем, что системы питания содержат большой, малые и средние узлы, каждый из которых включает турникетное соединение, Н-тройники и волноводные переходы, при этом системы питания выполнены на полых волноводах, широкими стенками которых являются части проводящей платы и проводящей пластины, а узкие стенки выполнены с выступами, изолированными диэлектрической пластиной от широкой стенки, которая является частью проводящей пластины, с образованием отрезков четвертьволновых полосковых линий, кроме того, в плоской антенной решетке установлена дополнительная диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной и корпусом плоской антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу плоской антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы систем питания, при этом на поверхности дополнительной диэлектрической пластины, обращенной к диэлектрической крышке, размещены симметрично относительно центра малые узлы систем питания, а в центре размещен большой узел систем питания, причем в его двух соосных входных полых волноводах или установлены диэлектрические вставки для задержки волны Н10 по фазе на угол Δφ=-90°, или эти волноводы имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны Н10 по фазе на угол Δφ=90° на средней частоте рабочего диапазона частот.1. A flat antenna array, made in the form of a multilayer structure, consisting of a protective dielectric cover placed one above the other, on the inner surface of which there is an array with reflective elements placed in nodes of a rectangular coordinate grid in the form of groups of conductive sites made in the form of squares and divided between themselves by conducting partitions on the cells, conductive boards with many radiating holes and protrusions, the centers of the holes coincide with the centers of the cells, forming single radiation an antenna array in the form of reverse radiation antennas, a dielectric plate and a conductive plate with many holes and protrusions, and containing two power systems for single emitters and an outlet located in the center of a flat antenna array, characterized in that the power systems contain large, small and middle nodes, each of which includes a turnstile connection, H-tees and waveguide transitions, while the power supply systems are made on hollow waveguides, the wide walls of which are conductive parts th board and the conductive plate, and the narrow walls are made with protrusions insulated by the dielectric plate from the wide wall, which is part of the conductive plate, with the formation of segments of quarter-wave strip lines, in addition, an additional dielectric plate is installed in the flat antenna array located between the conductive plate and a flat antenna array housing, and on its surface facing the flat antenna array housing, symmetrically with respect to the center at an equal distance from each other the middle nodes of the power systems are placed, while on the surface of the additional dielectric plate facing the dielectric cover, small nodes of the power systems are placed symmetrically with respect to the center, and a large node of the power systems is placed in the center, and in its two coaxial input hollow waveguides or dielectric inserts are installed for delays of the H10 wave in phase by an angle Δφ = -90 °, or these waveguides have a certain extent a smaller size of the wide wall to accelerate the H10 wave in phase by an angle Δφ = 90 ° at an average frequency of wide range of frequencies. 2. Плоская антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что диэлектрическая пластина и дополнительная диэлектрическая пластина выполнены в виде пленки лака и ламината.2. The flat antenna array according to claim 1, characterized in that the dielectric plate and the additional dielectric plate are made in the form of a film of varnish and laminate. 3. Плоская антенная решетка, выполненная в виде многослойной структуры, состоящей из размещенных одна над другой защитной диэлектрической крышки, на внутренней поверхности которой размещены отражающие элементы, диэлектрической пластины и проводящей пластины с множеством отверстий и выступов, содержащей две системы питания для одиночных излучателей и выходное отверстие, расположенное в центре плоской антенной решетки, отличающаяся тем, что системы питания содержат большой и средние узлы, каждый из которых включает турникетное соединение, Н-тройники и волноводные переходы, при этом системы питания выполнены на полых волноводах, широкими стенками которых являются части проводящей платы и проводящей пластины, а узкие стенки выполнены с выступами, изолированными диэлектрической пластиной от широкой стенки, которая является частью проводящей пластины, с образованием отрезков четвертьволновых полосковых линий, кроме того, в плоскую антенную решетку введены большие зеркала двухзеркальных зонированных антенн с заземляющей гребенкой, которые установлены на определенном расстоянии от внутренней поверхности защитной диэлектрической крышки, а под ними размещены проводящая пластина с множеством отверстий и выступов, центры которых совпадают с центрами отверстий, выполненных в больших зеркалах, при этом над проводящей пластиной установлена дополнительная диэлектрическая пластина, расположенная между проводящей пластиной и корпусом плоской антенной решетки, а на ее поверхности, обращенной к корпусу плоской антенной решетки, симметрично относительно центра на равном удалении друг от друга размещены средние узлы систем питания, над проводящей пластиной на диэлектрической пластине в ее центре помещен большой узел, причем в двух его соосных входных полых волноводах или установлены диэлектрические вставки для задержки волны Н10 по фазе на угол Δφ=-90 или эти волноводы имеют на определенном протяжении меньший размер широкой стенки для ускорения волны Н10 по фазе на угол Δφ=90 на средней частоте рабочего диапазона частот.3. A flat antenna array made in the form of a multilayer structure consisting of a protective dielectric cover placed one above the other, on the inner surface of which reflective elements are placed, a dielectric plate and a conductive plate with many holes and protrusions, containing two power systems for single emitters and an output a hole located in the center of a flat antenna array, characterized in that the power systems contain large and medium nodes, each of which includes a turnstile connection ie, N-tees and waveguide transitions, while the power supply systems are made on hollow waveguides, the wide walls of which are parts of the conductive plate and the conductive plate, and the narrow walls are made with protrusions insulated by the dielectric plate from the wide wall, which is part of the conductive plate, with the formation of segments of quarter-wave strip lines, in addition, large mirrors of two-mirror zoned antennas with a grounding comb, which are mounted on a certain distances from the inner surface of the protective dielectric cover, and below them there is a conductive plate with many holes and protrusions, the centers of which coincide with the centers of the holes made in large mirrors, while an additional dielectric plate is installed above the conductive plate located between the conductive plate and the flat antenna body array, and on its surface facing the housing of a flat antenna array, symmetrically relative to the center at an equal distance from each other placed media power system nodes, a large node is placed above the conductive plate on the dielectric plate in its center, and in its two coaxial input hollow waveguides or dielectric inserts are installed to delay the H10 wave in phase by an angle Δφ = -90 or these waveguides have a smaller length the size of the wide wall to accelerate the H10 wave in phase by an angle Δφ = 90 at the average frequency of the working frequency range 4. Плоская антенная решетка по п.3, отличающаяся тем, что диэлектрическая пластина и дополнительная диэлектрическая пластина выполнены в виде пленки лака и ламината.4. The flat antenna array according to claim 3, characterized in that the dielectric plate and the additional dielectric plate are made in the form of a film of varnish and laminate.
RU2004123934/09A 2004-08-06 2004-08-06 Flat antenna array (alternatives) RU2276437C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123934/09A RU2276437C2 (en) 2004-08-06 2004-08-06 Flat antenna array (alternatives)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123934/09A RU2276437C2 (en) 2004-08-06 2004-08-06 Flat antenna array (alternatives)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004123934A RU2004123934A (en) 2006-01-27
RU2276437C2 true RU2276437C2 (en) 2006-05-10

Family

ID=36047408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123934/09A RU2276437C2 (en) 2004-08-06 2004-08-06 Flat antenna array (alternatives)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2276437C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799836C2 (en) * 2018-08-02 2023-07-12 Виасат, Инк. Antenna element module
US11936124B2 (en) 2018-08-02 2024-03-19 Viasat, Inc. Antenna element module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799836C2 (en) * 2018-08-02 2023-07-12 Виасат, Инк. Antenna element module
US11936124B2 (en) 2018-08-02 2024-03-19 Viasat, Inc. Antenna element module

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004123934A (en) 2006-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11626652B2 (en) Ridge gap waveguide and multilayer antenna array including the same
JP2648421B2 (en) Antenna structure having continuous transverse stub element and method of manufacturing the same
Hirokawa et al. Efficiency of 76-GHz post-wall waveguide-fed parallel-plate slot arrays
JP2751683B2 (en) Multi-layer array antenna device
EP0456680B1 (en) Antenna arrays
CN107331974B (en) Circular polarized antenna based on ridge gap waveguide
US6731241B2 (en) Dual-polarization common aperture antenna with rectangular wave-guide fed centered longitudinal slot array and micro-stripline fed air cavity back transverse series slot array
KR0184529B1 (en) Slot-coupled fed dual circular polarization tem mode slot array antenna
CN110534923B (en) Beam forming antenna structure and design method
US20030122724A1 (en) Planar array antenna
KR100270212B1 (en) Planar antenna array and associated microstrip radiating element
JPWO2006098054A1 (en) Planar antenna module, triplate type planar array antenna, and triplate line-waveguide converter
CN109742538B (en) Millimeter wave phased array magnetic dipole antenna of mobile terminal and antenna array thereof
CA3096346C (en) Array antenna apparatus and communication device
WO2018088106A1 (en) Slot array antenna
JPH1146114A (en) Stacked aperture antenna and multi-layer circuit board containing the same
JPH10190349A (en) Dielectric wavegudie slot antenna
CN109560388B (en) Millimeter wave broadband circularly polarized antenna based on substrate integrated waveguide horn
RU2276437C2 (en) Flat antenna array (alternatives)
US6426726B1 (en) Polarized phased array antenna
JPH11191707A (en) Planar array antenna
CN115764269A (en) Holographic antenna, communication equipment and preparation method of holographic antenna
JPH09502587A (en) Continuous transverse stub element device and manufacturing method thereof
CN210926321U (en) Strip line feed broadband millimeter wave antenna unit
WO1996010277A9 (en) Planar high gain microwave antenna

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070807