RU2474019C1 - Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости - Google Patents
Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474019C1 RU2474019C1 RU2011129004/07A RU2011129004A RU2474019C1 RU 2474019 C1 RU2474019 C1 RU 2474019C1 RU 2011129004/07 A RU2011129004/07 A RU 2011129004/07A RU 2011129004 A RU2011129004 A RU 2011129004A RU 2474019 C1 RU2474019 C1 RU 2474019C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sectorial
- main
- waveguide
- horns
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может применяться в системах с фазированными антенными решетками (ФАР), использующими моноимпульсный метод пеленгации как самостоятельно, так и в качестве составной части более сложной системы. Техническим результатом является: возможность построения ФАР с произвольным амплитудным распределением; простота реализации в миллиметровом диапазоне длин волн; возможность построения моноимпульсной ФАР. Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости содержит распределитель мощности, выполненный в виде двух объединенных металлических плит (1) с пазами на сопрягаемых поверхностях одинаковой глубины, образующих при объединении два основных Е-секториальных рупора (2) и расположенных в их раскрыве 2N принимающих Е-секториальных рупоров (3). Входы основных Е-секториальных рупоров (2) подключены к выходам дополнительного волноводного делителя мощности (4), выполненного в виде 2Т-тройника. Выходы распределителя мощности нагружены на волноводные фазовращатели (5), к выходам которых подключены излучатели (6). В дополнительных пунктах формулы приведено конкретное выполнение узлов, их расположение и связи. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может применяться в системах с фазированными антенными решетками (ФАР), использующими моноимпульсный метод пеленгации как самостоятельно, так и в качестве составной части более сложной системы.
Известно техническое решение, использующее для построения распределителя мощности антенной решетки систему «пилбокс» с оптическим принципом получения эквифазного распределения поля в плоском раскрыве. В системе «пилбокс» плоский раскрыв заполняется системой волноводных выходных линий и непосредственное излучение в свободное пространство оказывается полностью подавленным. Сама по себе конструкция «пилбокс» представляет собой область между двумя параллельными металлическими пластинами, снабженную короткозамыкающей стенкой, расположенной по параболической линии (Сканирующие антенные системы СВЧ, т.3, под ред. Р.С.Хансен, перевод с англ., под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина. М., «Советское радио», 1971, 464 с., с.21-22).
Недостатками приводимого технического решения являются:
- затенение раскрыва первичным облучателем;
- сложность построения моноимпульсной антенной решетки;
- невозможность получения в антенной решетке с данным распределителем мощности произвольного амплитудного распределения.
Известно техническое решение, использующее для построения распределителя мощности антенной решетки устройство для множественного Е-разбиения прямоугольного волновода. При множественном Е-разбиении прямоугольного волновода мощность делится на части, пропорционально соотношению высот между установленными перегородками (Сканирующие антенные системы СВЧ, т.3, под ред. Р.С.Хансен, перевод с англ., под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина. М., «Советское радио», 1971, 464 с., с.21-22).
Недостатком приводимого технического решения является технологическая сложность реализации делителей мощности с числом каналов больше двух.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является линейная проходная ФАР на базе двумерной металловоздушной линзы. В данной системе металловоздушная линза обеспечивает амплитудное и синфазное распределение поля в раскрыве, в котором устанавливаются фазовращатели (Айзенберг Г.З. и др. Антенны УКВ. Под ред. Г.З.Айзенберга. В 2-х ч. Ч.2. М., «Связь», 1977).
Недостатками этого технического решения являются:
- высокая сложность конструкции;
- сложность построения моноимпульсной антенной решетки;
- невозможность получения в антенной решетке с данным распределителем мощности произвольного амплитудного распределения.
Перед авторами стояла задача создания ФАР с возможностью работы в моноимпульсном режиме со сканированием в одной плоскости, лишенной перечисленных недостатков.
Задача решена за счет того, что в ФАР, содержащей распределитель мощности с волноводными входом и N выходами, N проходных волноводных фазовращателей и N излучателей, распределитель мощности выполнен в виде волноводного частотно-независимого распределителя мощности, включающего совокупность основного Е-секториального рупора, расположенных в его раскрыве N принимающих Е-секториальных рупоров, параллельные стенки которых совмещены с параллельными стенками основного Е-секториального рупора, раскрывы сопряжены друг с другом и направлены на вершину основного Е-секториального рупора с заполнением всего раскрыва основного Е-секториального рупора, и питающих основной и принимающие Е-секториальные рупоры волноводов, причем входы волноводов принимающих Е-секториальных рупоров расположены с шагом излучателей фазированной антенной решетки и являются выходами распределителя мощности, а вход волновода основного Е-секториального рупора является входом распределителя мощности.
Распределитель мощности выполнен в виде совокупностей, содержащих основной Е-секториальный рупор, расположенных в его раскрыве N принимающих Е-секториальных рупоров, параллельные стенки которых совмещены с параллельными стенками основного Е-секториального рупора, раскрывы сопряжены друг с другом и направлены на вершину основного Е-секториального рупора с заполнением всего раскрыва основного Е-секториального рупора, и питающих основной и принимающие Е-секториальных рупоры волноводов, причем входы волноводов принимающих Е-секториальных рупоров расположены с шагом излучателей фазированной антенной решетки и являются выходами распределителя мощности, а питающие волноводы основных Е-секториальных рупоров подключены к дополнительному волноводному делителю мощности, вход которого является входом распределителя мощности.
Распределитель мощности выполнен в виде плит с пазами на сопрягаемых поверхностях, образующих при объединении основной и принимающие Е-секториальные рупоры и питающие их волноводы, причем плоскость объединения плит расположена посередине широкой стенки волноводов.
Дополнительный волноводный делитель мощности выполнен в виде 2Т-тройника.
Линейка излучателей дополнительно снабжена излучателями, соединенными с согласованными нагрузками.
Излучатели выполнены в виде диэлектрических антенн с волноводным питанием.
В излучатели дополнительно введены преобразователи поляризации.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является:
- возможность построения ФАР с произвольным амплитудным распределением;
- простота реализации в миллиметровом диапазоне длин волн;
- возможность построения моноимпульсной ФАР.
Заявляемая ФАР обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.
Заявляемая ФАР, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов она явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известна из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется при помощи чертежей, где:
- на фиг.1 приведен продольный разрез основного и принимающих Е-секториальных рупоров и питающих их волноводов;
- на фиг.2 - пример конструктивной реализации ФАР.
ФАР состоит из блока распределителей мощности, выполненного в виде двух объединенных металлических плит 1 с пазами на сопрягаемых поверхностях одинаковой глубины, образующих при объединении два основных Е-секториальных рупора 2 и расположенные в их раскрыве 2·N принимающих Е-секториальных рупоров 3. Входы основных Е-секториальных рупоров 2, которые выполнены с большими углами раскрыва (90 град.), подключены к выходам дополнительного волноводного делителя мощности, выполненного в виде 2Т-тройника 4, который позволяет организовать синфазно-противофазное питание, необходимое для работы ФАР в моноимпульсном режиме. Так как глубины пазов в каждой из плит одинаковы, то плоскость их объединения проходит посередине широкой стенки питающих рупоры волноводов, что позволяет минимизировать потери на излучение при неплотном прилегании плит.
Выходы распределителя нагружены на волноводные фазовращатели 5, к выходам которых подключены излучатели 6, выполненные в виде рупорных антенн, объединенных в единый блок.
Для улучшения характеристик ФАР в плоскости сканирования на ее края введены дополнительные излучатели, нагруженные на согласованные нагрузки.
Для получения на выходе ФАР круговой поляризации в состав излучателей введены преобразователи поляризации, при этом излучатели возможно выполнить в виде диэлектрических антенн с волноводным питанием.
ФАР работает следующим образом.
При работе ФАР «на излучение» электромагнитное поле, поступающее на суммарный вход 2Т-тройника 4, синфазно делится пополам и поступает на входы основных Е-секториальных рупоров 2. Распространяясь вдоль основного Е-секториального рупора, электромагнитное поле поступает в раскрывы дополнительных Е-секториальных рупоров 3, между которыми происходит деление электромагнитного поля с коэффициентами, равными отношению углового размера между направляющими из вершины основного Е-секториального рупора 2 к краям раскрыва N-ого принимающего Е-секториального рупора 3 к угловому размеру раскрыва основного Е-секториального рупора 2:
где P0 - суммарная мощность электромагнитного поля;
Pi - мощность, поступающая на соответствующий принимающий Е-секториальный рупор;
α0 - угловой размер основного Е-секториального рупора;
αi - угловой размер соответствующего принимающего Е-секториального рупора из вершины основного Е-секториального рупора.
Сформированное принимающими Е-секториальными рупорами 3 амплитудное распределение поступает на проходные волноводные фазовращатели 5, в которых получает определенный фазовый сдвиг и излучается в пространство через систему излучателей 6, выполненных в виде рупорных антенн, объединенных в единый блок. Излученные сигналы складываются в пространстве, формируя диаграмму направленности ФАР, положение главного лепестка которой зависит от фазы, вносимой проходными волноводными фазовращателями 5.
При работе ФАР «на прием» сигнал с направления, соответствующего направлению максимума главного лепестка диаграммы направленности, принимается излучателями 6. Сигналы с излучателей 6, пройдя через проходные волноводные фазовращатели 5 и получив фазовый сдвиг, излучаются принимающими Е-секториальными рупорами 3 и складываются в основных Е-секториальных рупорах 2. Сигналы со входа каждого основного Е-секториального рупора, пройдя через 2Т-тройник 4, формируют суммарную и разностную в плоскости электронного сканирования диаграммы направленности ФАР.
На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация заявляемой ФАР, изготовлен опытный образец, работающий в миллиметровом диапазоне длин волн, испытания которого подтвердили преимущества по сравнению с известными устройствами, в том числе с прототипом, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.
Claims (7)
1. Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости, содержащая распределитель мощности с волноводными входом и N выходами, N проходных волноводных фазовращателей и N излучателей, отличающаяся тем, что в ней распределитель мощности выполнен в виде волноводного частотно-независимого распределителя мощности, включающего совокупность основного Е-секториального рупора, расположенных в его раскрыве N принимающих Е-секториальных рупоров, параллельные стенки которых совмещены с параллельными стенками основного Е-секториального рупора, раскрывы сопряжены друг с другом и направлены на вершину основного Е-секториального рупора с заполнением всего раскрыва основного Е-секториального рупора, и питающих основной и принимающие Е-секториальные рупоры волноводов, причем входы волноводов принимающих Е-секториальных рупоров расположены с шагом излучателей фазированной антенной решетки и являются выходами распределителя мощности, а вход волновода основного Е-секториального рупора является входом распределителя мощности.
2. Фазированная антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что распределитель мощности выполнен в виде совокупностей, содержащих основной Е-секториальный рупор, расположенных в его раскрыве N принимающих Е-секториальных рупоров, параллельные стенки которых совмещены с параллельными стенками основного Е-секториального рупора, раскрывы сопряжены друг с другом и направлены на вершину основного Е-секториального рупора с заполнением всего раскрыва основного Е-секториального рупора, и питающих основной и принимающие Е-секториальные рупоры волноводов, причем входы волноводов принимающих Е-секториальных рупоров расположены с шагом излучателей фазированной антенной решетки и являются выходами распределителя мощности, а питающие волноводы основных Е-секториальных рупоров подключены к дополнительному волноводному делителю мощности, вход которого является входом распределителя мощности.
3. Фазированная антенная решетка по п.2, отличающаяся тем, что распределитель мощности выполнен в виде плит с пазами на сопрягаемых поверхностях, образующих при объединении основной и принимающие Е-секториальные рупоры и питающие их волноводы, причем плоскость объединения плит расположена посередине широкой стенки волноводов.
4. Фазированная антенная решетка по п.3, отличающаяся тем, что дополнительный волноводный делитель мощности выполнен в виде 2Т-тройника.
5. ФАР по п.1, отличающаяся тем, что линейка излучателей дополнительно снабжена излучателями, соединенными с согласованными нагрузками.
6. ФАР по п.1, отличающаяся тем, что излучатели выполнены в виде диэлектрических антенн с волноводным питанием.
7. ФАР по п.1, отличающаяся тем, что в излучатели дополнительно введены преобразователи поляризации.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129004/07A RU2474019C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129004/07A RU2474019C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2474019C1 true RU2474019C1 (ru) | 2013-01-27 |
Family
ID=48807158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011129004/07A RU2474019C1 (ru) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474019C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105281001A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-01-27 | 西北核技术研究所 | 一种高功率微波的功率分配器 |
RU2642453C1 (ru) * | 2017-01-17 | 2018-01-25 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Способ радиолокационного обзора пространства |
CN110739516A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-01-31 | 北京无线电测量研究所 | 一种功率合成器 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0130111A1 (fr) * | 1983-06-24 | 1985-01-02 | Thomson-Csf | Source radar susceptible d'émettre au moins deux fréquences, et antenne comportant une telle source |
RU2109377C1 (ru) * | 1996-07-31 | 1998-04-20 | Научно-Исследовательский Институт Приборостроения | Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны |
US5959939A (en) * | 1995-06-28 | 1999-09-28 | Unaco Systems Ab | Electrodynamic driving means for acoustic emitters |
US20040080463A1 (en) * | 2001-03-21 | 2004-04-29 | Jeong Kyeong Hwan | Waveguide slot antenna and manufacturing method thereof |
RU2297081C1 (ru) * | 2005-11-02 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "АЛМАЗ" имени академика А.А. РАСПЛЕТИНА" (ОАО "НПО "АЛМАЗ") | Малогабаритная антенная система проходного типа (варианты) |
RU2297699C2 (ru) * | 2005-02-02 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова" | Фазированная антенная решетка |
RU2338307C1 (ru) * | 2007-11-06 | 2008-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Активная фазированная антенная решетка |
RU2406189C1 (ru) * | 2006-12-27 | 2010-12-10 | Таль | Реконфигурируемая излучающая антенная решетка |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011129004/07A patent/RU2474019C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0130111A1 (fr) * | 1983-06-24 | 1985-01-02 | Thomson-Csf | Source radar susceptible d'émettre au moins deux fréquences, et antenne comportant une telle source |
US5959939A (en) * | 1995-06-28 | 1999-09-28 | Unaco Systems Ab | Electrodynamic driving means for acoustic emitters |
RU2109377C1 (ru) * | 1996-07-31 | 1998-04-20 | Научно-Исследовательский Институт Приборостроения | Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны |
US20040080463A1 (en) * | 2001-03-21 | 2004-04-29 | Jeong Kyeong Hwan | Waveguide slot antenna and manufacturing method thereof |
RU2297699C2 (ru) * | 2005-02-02 | 2007-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова" | Фазированная антенная решетка |
RU2297081C1 (ru) * | 2005-11-02 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "АЛМАЗ" имени академика А.А. РАСПЛЕТИНА" (ОАО "НПО "АЛМАЗ") | Малогабаритная антенная система проходного типа (варианты) |
RU2406189C1 (ru) * | 2006-12-27 | 2010-12-10 | Таль | Реконфигурируемая излучающая антенная решетка |
RU2338307C1 (ru) * | 2007-11-06 | 2008-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Активная фазированная антенная решетка |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105281001A (zh) * | 2014-11-04 | 2016-01-27 | 西北核技术研究所 | 一种高功率微波的功率分配器 |
RU2642453C1 (ru) * | 2017-01-17 | 2018-01-25 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Способ радиолокационного обзора пространства |
CN110739516A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-01-31 | 北京无线电测量研究所 | 一种功率合成器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6386182B2 (ja) | 導波管スロットアレイアンテナ | |
Numan et al. | Printed $ W $-band multibeam antenna with Luneburg lens-based beamforming network | |
US10276944B1 (en) | 3D folded compact beam forming network using short wall couplers for automotive radars | |
KR20150099439A (ko) | 사행 도파관을 이용하여 듀얼 편파 신호들을 생성하기 위한 안테나 어레이 시스템 | |
Zaman et al. | Slot antenna in ridge gap waveguide technology | |
RU2474019C1 (ru) | Фазированная антенная решетка с электронным сканированием в одной плоскости | |
US10193235B2 (en) | Offset fed duel open ended waveguide antenna arrays for automotive radars | |
US10935632B2 (en) | 2D compact reactive beam forming network for automotive radars | |
CN109755766B (zh) | 一种具有大扫频比的cts频扫天线 | |
RU2297699C2 (ru) | Фазированная антенная решетка | |
US9876282B1 (en) | Integrated lens for power and phase setting of DOEWG antenna arrays | |
US10551484B2 (en) | 3D compact reactive beam forming network for automotive radars | |
Vosoogh et al. | High efficiency 2× 2 cavity-backed slot sub-array for 60 GHz planar array antenna based on gap technology | |
KR101590788B1 (ko) | 초광대역 듀얼 원편파 평판형 도파관 안테나 | |
RU2449435C1 (ru) | Плоская решетка антенн дифракционного излучения и делитель мощности, используемый в ней | |
KR101817176B1 (ko) | 밀리미터파 대역 탐색기용 원형 개구면을 포함한 이중편파 모노펄스 방식의 반사판 안테나 | |
RU2623418C1 (ru) | Моноимпульсная волноводная антенная решетка с частотным сканированием | |
RU2206157C2 (ru) | Волноводно-щелевая антенная решетка | |
RU2383090C1 (ru) | Двумерная моноимпульсная антенна с электронным управлением лучом | |
RU2393595C1 (ru) | Волноводный распределитель для фазированной антенной решетки с оптимизированными характеристиками излучения | |
RU2553092C2 (ru) | Моноимпульсная система | |
RU2776347C1 (ru) | Фазированная антенная решетка | |
RU2475903C1 (ru) | Фазовый способ управления режимами работы фазированной антенной решетки (фар) | |
KR101817172B1 (ko) | 밀리미터파 대역 탐색기용 원형 개구면을 포함한 이중편파 모노펄스 방식의 혼 안테나 | |
RU2441301C1 (ru) | Фазированная антенная решетка |