RU2592721C1 - Способ построения антенной решетки - Google Patents
Способ построения антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592721C1 RU2592721C1 RU2015116051/28A RU2015116051A RU2592721C1 RU 2592721 C1 RU2592721 C1 RU 2592721C1 RU 2015116051/28 A RU2015116051/28 A RU 2015116051/28A RU 2015116051 A RU2015116051 A RU 2015116051A RU 2592721 C1 RU2592721 C1 RU 2592721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dielectric
- vibrators
- printed
- antenna array
- insulating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемо-передающих АФАР. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение массы и увеличение вибропрочности антенной решетки. Сущность: в способе устанавливают диэлектрические подложки прямоугольной формы, каждая из которых содержит один печатный вибратор, эквидистантно в узлах треугольной сетки таким образом, чтобы плоскости диэлектрических подложек были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно проводящему экрану, плечи печатных вибраторов были расположены параллельно проводящему экрану на высоте, меньшей или равной λ/4, где λ - средняя длина волны рабочего диапазона длин волн антенной решетки. Устанавливают расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками по оси Y из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y, а расстояние dx между центрами печатных вибраторов по оси X - из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X. Соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y с помощью диэлектрических профилей, в которые вкручивают диэлектрические винты через отверстия, выполненные в верхних и нижних углах каждой диэлектрической подложки, при этом диэлектрические профили, расположенные на торцах антенной решетки, имеют квадратное сечение, а диэлектрические профили, соединяющие внутренние края диэлектрических подложек, имеют уступы, к которым края диэлектрических подложек подсоединяют с помощью диэлектрических винтов. Прикрепляют диэлектрические профили, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек, к проводящему экрану с помощью винтов или клея. Запитывают каждый печатный вибратор с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляют с помощью врубного разъема, расположенного у основания диэлектрической подложки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике и предназначено для использования в приемо-передающих активных фазированных антенных решеток (АФАР).
Известен способ построения антенной решетки [1 - стр. 313 - Сазонов Антенны и устройства СВЧ. М.: Высшая школа. - 432 с.], в котором в стенке волновода, закороченном на конце, выполняют ряд щелей, каждая из которых имеет длину λ/2, где λ - средняя длина волны рабочего диапазона длин волн антенной решетки, при этом расстояние между щелями и между крайними щелями и концами волновода устанавливают равными соответственно λ и λ/2.
Недостатком известного способа является ограниченность рабочей полосы частот [1 - стр. 316] и высокий вес за счет необходимости использования металлических волноводов.
Известен способ построения антенной решетки [2 - стр. 144 - Воскресенский Д.И., Кременецкий С.Д. и др. Автоматизированное проектирование антенн и устройств СВЧ. М.: Радио и связь. 1988. - 240 с.], наиболее близкий к предлагаемому и взятый за прототип, при котором печатные вибраторы с плечами из проводящих металлических пластин прямоугольной формы располагают на диэлектрической подложке, приподнятой над проводящим экраном, плоскость подложки параллельна проводящему экрану и приподнята над ним на высоту L, при этом вибраторы расположены эквидистантно в узлах прямоугольной или треугольной сетки.
К недостаткам прототипа следует отнести:
- недостаточную полосу рабочих частот полосковых излучателей, составляющую не более 3% [3 - стр. 128 в Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны. М.: Радио и связь. 1986. - 144 с.], в то время как в системах связи требуются полосы 12% и более;
- значительное увеличение массы антенной решетки при реализации антенной решетки на низких рабочих частотах, поскольку на одной сплошной подложке расположено несколько линеек с вибраторами, а со снижением частоты размеры вибраторов и расстояния между ними увеличиваются;
- низкую вибропрочность конструкции, поскольку подложка с излучателями расположена параллельно проводящему экрану и разделена с ним воздушным промежутком, а конструктивные элементы, обеспечивающие прочность конструкции, отсутствуют.
Задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является снижение массы и увеличение вибропрочности антенной решетки.
Для решения указанной задачи предлагается способ построения антенной решетки, при котором печатные вибраторы с плечами из проводящих металлических пластин располагают на диэлектрической подложке над проводящим экраном, при этом вибраторы расположены эквидистантно в узлах треугольной сетки.
Согласно изобретению диэлектрические подложки прямоугольной формы, каждая из которых содержит один печатный вибратор, устанавливают таким образом, чтобы плоскости диэлектрических подложек были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно проводящему экрану, плечи печатных вибраторов были расположены параллельно проводящему экрану на высоте, меньшей или равной λ/4, где λ - средняя длина волны рабочего диапазона длин волн антенной решетки, формируют линейки печатных вибраторов в плоскости оси X, устанавливая диэлектрические подложки с печатными вибраторами таким образом, чтобы центры печатных вибраторов располагались на расстоянии dx из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X; сдвигают четные линейки печатных вибраторов по оси X так, чтобы центры печатных вибраторов на них были смещены на расстояние dx/2 относительно центров печатных вибраторов на нечетных линейках, устанавливают расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками по оси Y из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y, соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y с помощью диэлектрических профилей, в которые вкручивают диэлектрические винты через отверстия, выполненные в верхних и нижних углах каждой диэлектрической подложки, при этом диэлектрические профили, расположенные на торцах антенной решетки, имеют квадратное сечение, а диэлектрические профили, скрепляющие внутренние края диэлектрических подложек, имеют уступы, к которым края диэлектрических подложек подсоединяют с помощью диэлектрических винтов, причем диэлектрические профили, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек, прикрепляют к проводящему экрану с помощью винтов или клея, запитывают каждый печатный вибратор с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляют с помощью врубного разъема, расположенного у основания диэлектрической подложки.
Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что их отличия заключаются в следующем:
- в предлагаемом способе диэлектрическую подложку с печатными вибраторами устанавливают перпендикулярно проводящему экрану, в то время как в прототипе плоскость диэлектрической подложки параллельна экрану;
- в предлагаемом способе диэлектрические подложки с печатными вибраторами скрепляют между собой с помощью диэлектрических профилей, что позволяет получить конструкцию с высокой вибропрочностью, в то время как в прототипе диэлектрическая подложка с печатными вибраторами расположена параллельно проводящему экрану и разделена с ним воздушным промежутком, а конструктивные элементы, обеспечивающие прочность конструкции, отсутствуют, что не позволяет конструкцию прототипа использовать в реальных устройствах;
- в предлагаемом способе диэлектрические подложки с печатными вибраторами установлены перпендикулярно экрану и скреплены между собой с помощью диэлектрических профилей, что позволяет снизить массу антенной решетки за счет исключения массы диэлектрика, заполняющего промежутки между линейками вибраторов в прототипе.
Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого способа построения антенной решетки из литературы неизвестно, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.
На чертеже приведен один из вариантов антенной решетки, построенной с использованием предлагаемого способа.
При реализации предложенного способа выполняется следующая последовательность действий:
- устанавливают диэлектрические подложки прямоугольной формы, каждая из которых содержит один печатный вибратор, таким образом, чтобы плоскости диэлектрических подложек были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно проводящему экрану, а плечи печатных вибраторов были расположены параллельно проводящему экрану на высоте, меньшей или равной λ/4, где λ - средняя длина волны рабочего диапазона длин волн антенной решетки;
- формируют линейки вибраторов в плоскости оси X, устанавливая диэлектрические подложки с печатными вибраторами таким образом, чтобы центры печатных вибраторов располагались на расстоянии dx из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X;
- сдвигают четные линейки печатных вибраторов по оси X так, чтобы центры печатных вибраторов на них были смещены на расстояние dx/2 относительно центров печатных вибраторов на нечетных линейках, устанавливают расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками по оси Y из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y;
- соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y с помощью диэлектрических профилей, в которые вкручивают диэлектрические винты через отверстия, выполненные в верхних и нижних углах каждой диэлектрической подложки, при этом диэлектрические профили, расположенные на торцах антенной решетки, имеют квадратное сечение, а диэлектрические профили, соединяющие внутренние края диэлектрических подложек, имеют уступы, к которым края диэлектрических подложек подсоединяют с помощью диэлектрических винтов;
- прикрепляют диэлектрические профили, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек, к проводящему экрану с помощью винтов или клея;
- запитывают каждый печатный вибратор с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляют с помощью врубного разъема, расположенного у основания диэлектрической подложки.
Один из вариантов антенной решетки из восьми вибраторов, построенной с использованием предлагаемого способа, содержит (см. чертеж) проводящий экран 1, на котором установлены диэлектрические подложки 2 с печатными вибраторами 3 таким образом, чтобы плоскости диэлектрических подложек 2 были расположены параллельно друг другу в плоскости X и перпендикулярно проводящему экрану 1.
Плечи печатных вибраторов 3 расположены параллельно проводящему экрану 1 на высоте, меньшей или равной λ/4.
Антенная решетка на чертеже содержит четыре линейки вибраторов, сформированных в плоскости оси X из подложек с печатными вибраторами, при этом центры печатных вибраторов расположены на расстоянии dx из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X.
Четные линейки диэлектрических подложек 2 с печатными вибраторами 3 сдвинуты по оси X, при этом центры печатных вибраторов на них смещены на расстояние dx/2 относительно центров печатных вибраторов на нечетных линейках. Расстояние между соседними диэлектрическими подложками 2 по оси Y устанавливают из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y.
Диэлектрические подложки 2 соединяют между собой по оси Y с помощью диэлектрических профилей 4, в которые вкручивают диэлектрические винты (не показаны) через отверстия, выполненные в верхних и нижних углах каждой диэлектрической подложки 2 (не показаны).
Диэлектрические профили 4, расположенные на торцах антенной решетки, имеют квадратное сечение, а диэлектрические профили 4, скрепляющие внутренние края диэлектрических подложек 2, имеют уступы, к которым края диэлектрических подложек 2 подсоединяют с помощью диэлектрических винтов.
Диэлектрические профили 4, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек 2, прикрепляют к проводящему экрану 1 с помощью винтов (не показаны) или клея. Запитка каждого печатного вибратора 3 осуществляется с помощью врубных разъемов 5, расположенных у основания каждой диэлектрической подложки 2.
Диэлектрические подложки 2 могут быть выполнены из фольгированного стеклотекстолита или другого фольгированного диэлектрика, при этом печатные вибраторы 3 выполняются с помощью травления.
Расстояния между центрами вибраторов 3 - dx по оси X и dy по оси Y - выбирают из условия отсутствия дифракционных максимумов при заданных максимальных углах отклонения луча θxmax и θymax соответственно в плоскости X и Y, используя выражение [4 - стр. 65 - Проектирование фазированных антенных решеток / Под ред. Воскресенского Д.И. - М.: Радиотехника. 2012. - 744 с.]:
Предлагаемый способ позволяет получить конструкцию с высокой вибропрочностью за счет скрепления диэлектрических подложек 2 с печатными вибраторами 3 между собой с помощью диэлектрических профилей 4, в то время как в прототипе диэлектрическая подложка с печатными вибраторами расположена параллельно проводящему экрану и разделена с ним воздушным промежутком, а конструктивные элементы, обеспечивающие прочность конструкции, отсутствуют, что не позволяет конструкцию прототипа использовать в реальных устройствах.
Предлагаемый способ также позволяет снизить массу антенной решетки за счет расположения диэлектрических подложек 2 с печатными вибраторами 3 перпендикулярно проводящему экрану 1 и исключения массы диэлектрика, заполняющего промежутки между линейками вибраторов в прототипе.
Для проверки предложенного способа был изготовлен макет устройства, испытания которого показали совпадение полученных характеристик с расчетными.
Claims (1)
- Способ построения антенной решетки, при котором печатные вибраторы с плечами из проводящих металлических пластин располагают на диэлектрической подложке над проводящим экраном, при этом печатные вибраторы расположены эквидистантно в узлах треугольной сетки, отличающийся тем, что диэлектрические подложки прямоугольной формы, каждая из которых содержит один печатный вибратор, устанавливают таким образом, чтобы плоскости диэлектрических подложек были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно проводящему экрану, плечи печатных вибраторов были расположены параллельно проводящему экрану на высоте, меньшей или равной λ/4, где λ - средняя длина волны рабочего диапазона длин волн антенной решетки, формируют линейки печатных вибраторов в плоскости оси X, устанавливая диэлектрические подложки с печатными вибраторами таким образом, чтобы центры печатных вибраторов располагались на расстоянии dx из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X; сдвигают четные линейки печатных вибраторов по оси X так, чтобы центры печатных вибраторов на них были смещены на расстояние dx/2 относительно центров печатных вибраторов на нечетных линейках, устанавливают расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками по оси Y из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y, соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y с помощью диэлектрических профилей, в которые вкручивают диэлектрические винты через отверстия, выполненные в верхних и нижних углах каждой диэлектрической подложки, при этом диэлектрические профили, расположенные на торцах антенной решетки, имеют квадратное сечение, а диэлектрические профили, скрепляющие внутренние края диэлектрических подложек, имеют уступы, к которым края диэлектрических подложек подсоединяют с помощью диэлектрических винтов, причем диэлектрические профили, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек, прикрепляют к проводящему экрану с помощью винтов или клея, запитывают каждый печатный вибратор с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляют с помощью врубного разъема, расположенного у основания диэлектрической подложки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116051/28A RU2592721C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Способ построения антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116051/28A RU2592721C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Способ построения антенной решетки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2592721C1 true RU2592721C1 (ru) | 2016-07-27 |
Family
ID=56556998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116051/28A RU2592721C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Способ построения антенной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2592721C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730111C1 (ru) * | 2020-02-07 | 2020-08-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения широкополосной антенной решетки |
RU2737700C1 (ru) * | 2020-06-03 | 2020-12-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения широкополосной антенной решётки |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4912477A (en) * | 1988-11-18 | 1990-03-27 | Grumman Aerospace Corporation | Radar system for determining angular position utilizing a linear phased array antenna |
RU15150U1 (ru) * | 2000-02-15 | 2000-09-20 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи | Плоская антенная решетка из щелевых излучающих элементов на основе копланарного волновода |
RU2205479C1 (ru) * | 2002-01-03 | 2003-05-27 | Орлов Александр Борисович | Направленная вибраторная антенна |
RU2264009C1 (ru) * | 2004-07-01 | 2005-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Линейная вибраторная фазированная антенная решетка |
RU140816U1 (ru) * | 2013-11-27 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Антенный элемент фазированной антенной решетки с улучшенной частотной избирательностью |
-
2015
- 2015-04-27 RU RU2015116051/28A patent/RU2592721C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4912477A (en) * | 1988-11-18 | 1990-03-27 | Grumman Aerospace Corporation | Radar system for determining angular position utilizing a linear phased array antenna |
RU15150U1 (ru) * | 2000-02-15 | 2000-09-20 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи | Плоская антенная решетка из щелевых излучающих элементов на основе копланарного волновода |
RU2205479C1 (ru) * | 2002-01-03 | 2003-05-27 | Орлов Александр Борисович | Направленная вибраторная антенна |
RU2264009C1 (ru) * | 2004-07-01 | 2005-11-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" | Линейная вибраторная фазированная антенная решетка |
RU140816U1 (ru) * | 2013-11-27 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Антенный элемент фазированной антенной решетки с улучшенной частотной избирательностью |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730111C1 (ru) * | 2020-02-07 | 2020-08-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения широкополосной антенной решетки |
RU2737700C1 (ru) * | 2020-06-03 | 2020-12-02 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения широкополосной антенной решётки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2592731C1 (ru) | Способ построения антенной решетки | |
CN110034377B (zh) | 天线装置 | |
RU2576592C2 (ru) | Широкополосные микрополосковые антенны и антенные решетки | |
EP3235059B1 (en) | Surface mounted broadband element | |
US20140043189A1 (en) | Dielectric resonator array antenna | |
CN105322291B (zh) | 微带阵列天线 | |
CN109314313A (zh) | 阵列天线装置 | |
JP2015185946A (ja) | アンテナ装置 | |
JP2007243375A (ja) | アレーアンテナ | |
US20180083354A1 (en) | Antenna radiating elements and sparse array antennas and method for producing an antenna radiating element | |
EP3070786A1 (en) | Array antenna | |
CN102064380A (zh) | 波导平板阵列天线 | |
RU2589488C2 (ru) | Решетки волноводно-рупорных излучателей, способы построения решеток волноводно-рупорных излучателей и антенные системы | |
CN103367918A (zh) | 一种基于准表面等离子体波导的频率扫描阵列天线 | |
US10396461B2 (en) | Low profile, ultra-wide band, low frequency modular phased array antenna with coincident phase center | |
RU2592721C1 (ru) | Способ построения антенной решетки | |
CN107567667A (zh) | 具有用于辐射图案改进的寄生元件的天线系统和天线模块 | |
EP1879256A1 (en) | Cavity antenna that is excited with one or more dipoles | |
RU2699555C1 (ru) | Способ построения антенной решётки | |
WO2015172841A1 (en) | A planar multilayer antenna | |
CN103050775A (zh) | 一种加载介质透镜的高增益高效率平板天线 | |
JP2019208127A (ja) | アレイアンテナ基板および通信モジュール | |
CN108539414B (zh) | 一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线及天线阵 | |
CN107086365B (zh) | 一种双极化天线及天线阵列 | |
JP7425868B2 (ja) | 電磁バンドギャップ構造物 |