RU2392703C1 - Сканирующая гибридная зеркальная антенна - Google Patents
Сканирующая гибридная зеркальная антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2392703C1 RU2392703C1 RU2009119159/09A RU2009119159A RU2392703C1 RU 2392703 C1 RU2392703 C1 RU 2392703C1 RU 2009119159/09 A RU2009119159/09 A RU 2009119159/09A RU 2009119159 A RU2009119159 A RU 2009119159A RU 2392703 C1 RU2392703 C1 RU 2392703C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- scanning
- focal axis
- afar
- transceiving modules
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гибридной зеркальной сканирующей антенне для многорежимного космического радиолокатора с синтезированной апертурой и предназначена для выполнения задачи обзора заданной зоны. АФАР-облучатель имеет апертуру с плоской центральной частью перпендикулярной фокальной оси параболического рефлектора и краями, плоскости которых наклонены по отношению к фокальной оси. Изобретение позволяет улучшить равномерность поля по кластеру, сделав амплитудное распределение похожим на Френелевское. Таким образом, для того, чтобы излучить ту же мощность, в изобретении требуется меньшее число приемопередающих модулей (ППМ), а также упрощается их конструкция за счет снижения требований к глубине регулировки мощности ППМ. Уменьшение числа ППМ ведет к снижению массы ГЗА. Изобретение может применяться в многорежимных космических поляриметрических радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА). 4 ил.
Description
Изобретение сканирующая гибридная зеркальная антенна относится к антенной технике и может быть применено в многорежимных космических поляриметрических радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны (РСА).
Описанное в работе [1] изобретение предназначено для использования в системах пеленгации и сопровождения и позволяет уменьшить изменение уровня пересечения диаграммы направленности (ДН) в равносигнальном направлении в широком диапазоне частот. Для этого в зеркальной антенне, содержащей отражатель в виде вырезки из параболоида вращения и многоэлементный облучатель, облучатель выполнен в виде 4-элементной гексагональной решетки из открытых концов Н-волноводов. Гребни Н-волноводов продолжены за плоскость их раскрыва в виде выступов, расстояние между которыми плавно увеличивается до (0,25-0,45)λ.
В работе [2] антенная система предназначена для создания нескольких качающихся разночастотных лучей, вращающихся вокруг оси антенны и управляемых по полярным углам широкодиапазонным коммутационным устройством. Антенна состоит из параболического рефлектора и линейной антенной решетки, расположенной в фокальной плоскости рефлектора. В общем случае решетка может быть двухмерной. Фокальная поверхность аппроксимирована параболической поверхностью вращения с фокусным расстоянием, равным половине фокусного расстояния рефлектора. Антенная решетка состоит из прямоугольных рупорных облучателей, расположенных симметрично относительно оси антенны.
Прототипом предлагаемой антенны можно считать ГЗА, предлагаемую в работе [3]. В статье изложена теория и расчет антенны диаметром 35,5 м с углом сканирования, до 200 раз превышающим ширину диаграммы направленности. Система работает в Ка-диапазоне на частоте 35,6 ГТц, имеет ширину луча 0,02° и используется для определения ураганов центров кругового движения облаков верхнего уровня с космического аппарата, дает возможность трехмерного анализа критических параметров и динамики, контроля их образования и эволюции. ГЗА состоит из сферического рефлектора радиусом 56 м и подвижного облучателя (движение по спирали) в виде планарной фазированной антенной решетки. Фазированная антенная решетка имеет 271 элемент, расположенный в узлах гексагональной сетки с шагом 0,9λ.
Недостатком рассмотренных антенн является высокая масса АФАР-облучателя и антенны в целом.
Техническим результатом, который достигается с помощью заявляемого изобретения при сохранении излучаемой мощности и сектора сканирования, является уменьшение габаритов АФАР-облучателя в плоскости, перпендикулярной оптической оси рефлектора, уменьшение количества ППМ и упрощение их конструкции, которое ведет к уменьшению массы АФАР-облучателя и массы ГЗА в целом.
Для достижения заявляемого технического результата предлагается в известной ГЗА использовать АФАР облучатель, излучающая поверхность которого образована центральной плоскостью, перпендикулярной оптической оси, и плоскими краями, расположенными по отношению к ней под наклоном.
Ниже приведены блок-схемы ГЗА с электронным сканированием (фиг.1). ГЗА включает в себя рефлектор (Р) 1 в виде симметричной вырезки цилиндром из параболоида вращения, облучатель 2, вынесенный из фокальной плоскости рефлектора, выполненный в виде АФАР (фиг.2), состоящий из возбудителя (В) 5, распределительной системы (PC) 4, приемопередающих модулей (ППМ1-ППМn) 3 горизонтальной и вертикальной поляризации, имеющих в своем составе фазовращатели и аттенюаторы в каналах передачи и приема, источника питания (ИП) 6, процессора АФАР (ПА) 7.
Предложенная конструкция ГЗА работает следующим образом. Электронное сканирование обеспечивает обзор в пределах заданного числа ширин диаграмм направленности и осуществляется коммутационным способом с изменением амплитуды и фазы. Суть этого способа состоит в следующем. Каждое положение луча ГЗА соответствует включению определенного набора ППМ АФАР (кластера излучения) с соответствующими значениями амплитуды и фазы, устанавливаемыми аттенюаторами и фазовращателями. При этом амплитудное распределение по кластеру для отклоненного луча в прототипе имеет сильную неравномерность в виде пика и длинной спадающей зависимости в сторону от центра АФАР (фиг.3). Изобретение позволяет улучшить равномерность поля по кластеру, сделав амплитудное распределение похожим на Френелевское даже для больших углов отклонения диаграммы направленности ГЗА. На Фиг.4 показаны амплитудные распределения отклоненного (а) и неотклоненного (б) лучей предлагаемой ГЗА, полученные путем математического моделирования. Сопоставляя форму кривых, приведенных в линейном масштабе, по координате и амплитуде на фиг.3 и фиг.4 видно, что для того, чтобы излучить ту же мощность, в изобретении требуется меньшее число ППМ, а также упрощается их конструкция из-за снижения требований к глубине регулировки мощности ППМ.
Предлагаемая форма апертуры АФАР-облучателя ГЗА по сравнению с прототипом позволяет улучшить массогабаритные характеристики ГЗА за счет снижения числа ППМ и упрощения их конструкции.
Список литературы
1. Бобков Н.И., Бочарников А.А., Кашубин Б.Т., Логвиненко Е.Л., Савеленко А.А., Стуров А.Г., Яшин Н.П. Широкополосная четырехлучевая зеркальная антенна (варианты). Пат.№2099836, Россия, H01Q 19/17.
2. Антенная решетка на фокальной поверхности рефлектора и схема коммутации для управления лучами. Пат. США, Кл. 343-777 №3569976, заявл. 29.08.68, опубл. 9.03.71.
3. Keyvan Badahory, Yahya Rahmat-Samii. An Array-Compensated Spherical Reflector Antenna for a Very Large Number of Scanned Beams. EEEE Trans. on AES, vol 53, No 11, November 2005, pp.3547-3555.
Claims (1)
- Сканирующая гибридная зеркальная антенна (ГЗА), содержащая рефлектор, облучающую систему в виде АФАР-облучателя с приемопередающими модулями (ППМ) горизонтальной и вертикальной поляризаций, сканирование в которой осуществляется путем изменения амплитудно-фазового распределения по АФАР с помощью аттенюаторов и фазовращателей входящих в приемопередающие модули, отличающаяся тем, что АФАР-облучатель имеет апертуру с плоской центральной частью, перпендикулярной фокальной оси рефлектора и краями, плоскости которых наклонены по отношению к фокальной оси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119159/09A RU2392703C1 (ru) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Сканирующая гибридная зеркальная антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119159/09A RU2392703C1 (ru) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Сканирующая гибридная зеркальная антенна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2392703C1 true RU2392703C1 (ru) | 2010-06-20 |
Family
ID=42682927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009119159/09A RU2392703C1 (ru) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Сканирующая гибридная зеркальная антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2392703C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524839C1 (ru) * | 2013-09-03 | 2014-08-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Бортовая гибридная зеркальная антенна |
RU2556466C2 (ru) * | 2013-09-13 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Многолучевая гибридная зеркальная антенна |
RU2694460C1 (ru) * | 2018-03-15 | 2019-07-15 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Способ сканирования луча гибридной зеркальной антенны |
-
2009
- 2009-05-21 RU RU2009119159/09A patent/RU2392703C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2524839C1 (ru) * | 2013-09-03 | 2014-08-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Бортовая гибридная зеркальная антенна |
RU2556466C2 (ru) * | 2013-09-13 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Многолучевая гибридная зеркальная антенна |
RU2694460C1 (ru) * | 2018-03-15 | 2019-07-15 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Способ сканирования луча гибридной зеркальной антенны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Di Palma et al. | Radiation pattern synthesis for monopulse radar applications with a reconfigurable transmitarray antenna | |
RU2392707C1 (ru) | Гибридная зеркальная сканирующая антенна для многорежимного космического радиолокатора с синтезированной апертурой | |
US7427967B2 (en) | Phased array antenna and inter-element mutual coupling control method | |
RU2392703C1 (ru) | Сканирующая гибридная зеркальная антенна | |
Zhang et al. | A phase compensation beam switching antenna based on frequency selective surface | |
Henderson et al. | Triangular and rectangular lattices for cosecant-squared-shaped beam reflectarrays | |
US20190305422A1 (en) | Antenna beamwidth control | |
Sun et al. | An attitude-independent liquid dielectric resonant antenna | |
CN115332812B (zh) | 一种基于有源超表面的反射阵列天线及其制造方法 | |
Li et al. | A Simplified, Double-Layer and Low-Profile 1-Bit Reconfigurable Reflectarray for 2-D Space-Time Beam Steering | |
Liang et al. | Broadband electronically beam scanning structure using Luneburg lens | |
Yang et al. | Recent advances in beam-scanning reflectarray antennas | |
Kumar et al. | Dual-band flat-top pattern synthesis using phase gradient metasurface | |
Tcvetkova et al. | Scanning characteristics of metamirror antennas with subwavelength focal distance | |
CN111478030B (zh) | 一种可重构和差波束形成系统及方法 | |
Wang et al. | Multi-Feed Beam-Switchable Cylindrical Conformal Holographic Metasurface Antenna | |
BK et al. | Complementary metamaterial superstrate for wide band high gain antenna | |
Khang et al. | High-Gain Fabry–Perot Cavity Antenna With an Artificial Magnetic Conductor Side Wall | |
Munina et al. | A Tiled C-Band Dual-Polarized 1-Bit Transmitarray | |
Papathanasopoulos et al. | Low-profile transmitarray for wide-angle conical scanning: Concept, optimization and validation | |
Luo et al. | Proof of concept of a low-cost beam-steering hybrid reflectarray that mixes microstrip and lens elements using passive demonstrators | |
Rahmani et al. | Optimum design of conformal array antenna with a shaped radiation pattern and wideband feeding network | |
Noordin et al. | 3-faceted array with low side lobe levels using tuneable windows | |
Carrasco et al. | Shaped-beam reconfigurable reflectarray with gathered elements in an irregular lattice for LMDS base station | |
Simeoni et al. | Interleaving sparse arrays: a new way to polarization-agile array antennas? |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180522 |