RU2592731C1 - Способ построения антенной решетки - Google Patents
Способ построения антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592731C1 RU2592731C1 RU2015116050/28A RU2015116050A RU2592731C1 RU 2592731 C1 RU2592731 C1 RU 2592731C1 RU 2015116050/28 A RU2015116050/28 A RU 2015116050/28A RU 2015116050 A RU2015116050 A RU 2015116050A RU 2592731 C1 RU2592731 C1 RU 2592731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dielectric
- vibrators
- axis
- printed
- antenna array
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в приемопередающих 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 линейку печатных вибраторов 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. Выполняют в каждой диэлектрической подложке в ее верхней и нижней части между печатными вибраторами прямоугольные пазы. Соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y путем плотной установки в эти пазы диэлектрических профилей квадратного сечения, в которых выполнены поперечные канавки в местах их установки в пазы. Прикрепляют диэлектрические профили, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек, к проводящему экрану клеем или винтами. Запитывают каждый печатный вибратор с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляют с помощью врубного разъема. 1 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике и предназначено для использования в приемопередающих 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, закороченного 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 расстояния 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 - 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 увеличивается;
- 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 печатные вибраторы расположены эквидистантно в узлах прямоугольной сетки.
Согласно изобретению, диэлектрические подложки прямоугольной формы, каждая из которых содержит линейку печатных вибраторов, 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, при этом расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками по оси Y устанавливают 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, в каждой диэлектрической подложке в ее верхней и нижней части между печатными вибраторами выполняют прямоугольные пазы, соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y путем плотной установки в эти пазы диэлектрических профилей квадратного сечения, в которых выполнены поперечные канавки в местах их установки в пазы, при этом нижние диэлектрические профили крепят к проводящему экрану клеем или винтами, а запитку каждого печатного вибратора осуществляют с помощью полосковой линии, которую подключают к внешнему фидеру с помощью врубных разъемов, расположенных у основания диэлектрических подложек.
Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что их отличие заключается в следующем:
- в предлагаемом способе диэлектрическую подложку с печатными вибраторами устанавливают перпендикулярно проводящему экрану, в то время как в прототипе плоскость диэлектрической подложки параллельна проводящему 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 скрепляют 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 свойств предлагаемого способа построения антенной решетки из литературы не известно, 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 линейку печатных вибраторов 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;
- выполняют в каждой диэлектрической подложке в ее верхней и нижней части между печатными вибраторами прямоугольные пазы;
- соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y путем плотной установки в эти пазы диэлектрических профилей квадратного сечения, в которых выполнены поперечные канавки в местах их установки в пазы;
- прикрепляют диэлектрические профили, соединенные с нижними краями диэлектрических подложек, к проводящему экрану клеем или винтами;
- запитывают каждый печатный вибратор с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляется с помощью врубного разъема, расположенного у основания диэлектрической подложки.
Один из вариантов антенной решетки из восьми вибраторов, построенной с использованием предлагаемого способа, содержит (чертеж) проводящий экран 1, на котором установлены диэлектрические подложки 2 прямоугольной формы, каждая из которых содержит линейку печатных вибраторов 3, таким образом, чтобы плоскости диэлектрических подложек 2 были расположены параллельно друг другу и перпендикулярно проводящему экрану 1.
Плечи печатных вибраторов 3 расположены параллельно проводящему экрану 1 на высоте, меньшей или равной λ/4, при этом расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками 2 по оси Y устанавливают из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости Y, а расстояние dx между центрами печатных вибраторов 3 по оси X - из условия обеспечения требуемого сектора сканирования в плоскости X.
В каждой диэлектрической подложке 2 в ее верхней и нижней части между печатными вибраторами 3 выполняют прямоугольные пазы 4, соединяют диэлектрические подложки 2 между собой по оси Y путем плотной установки в эти пазы диэлектрических профилей 5 квадратного сечения, в которых выполнены поперечные канавки (на чертеже не показаны) в местах их установки в пазы 4. Нижние диэлектрические профили 5 крепят к проводящему экрану 1 клеем или винтами. Запитку каждого печатного вибратора 3 выполняют с помощью полосковой линии, подключение которой к внешнему фидеру осуществляют с помощью врубных разъемов 6, расположенных у основания у основания диэлектрических подложек 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 печатных 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.]:
Предложенный способ обеспечивает повышение вибропрочности антенной решетки, по сравнению с прототипом, за счет соединения диэлектрических подложек 2 между собой диэлектрическими профилями 5. При этом в верхней и нижней частях диэлектрических подложек 2 между вибраторами выполняют прямоугольные пазы 4, в которые устанавливают диэлектрические профили 5, в которых выполнены поперечные канавки в местах их установки в пазы 4. В то время как в прототипе диэлектрическая подложка с вибраторами расположена параллельно проводящему экрану и разделена с ним воздушным промежутком, при этом конструктивные элементы, обеспечивающие прочность конструкции отсутствуют, что не позволяет конструкцию прототипа использовать в реальных устройствах.
Предложенный способ также обеспечивает снижение массы антенной решетки, по сравнению с прототипом, за счет применения диэлектрических подложек 2 с печатными вибраторами 3, скрепленных между собой диэлектрическими профилями 5, поскольку между линейками печатных вибраторов 5 имеется пустое пространство, заполненное воздухом. В то время как в прототипе промежутки между линейками вибраторов заполнены диэлектриком, масса которого значительно превышает массу воздуха того же объема.
Для проверки предлагаемого способа был изготовлен макет, 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 прямоугольной сетки, отличающийся тем, что диэлектрические подложки прямоугольной формы, каждая из которых содержит линейку печатных вибраторов, 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, при этом расстояние dy между соседними диэлектрическими подложками по оси Y устанавливают 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, в каждой диэлектрической подложке в ее верхней и нижней части между печатными вибраторами выполняют прямоугольные пазы, соединяют диэлектрические подложки между собой по оси Y путем плотной установки в эти пазы диэлектрических профилей квадратного сечения, в которых выполнены поперечные канавки в местах их установки в пазы, при этом нижние диэлектрические профили крепят к проводящему экрану клеем или винтами, а запитку каждого печатного вибратора осуществляют с помощью полосковой линии, которую подключают к внешнему фидеру с помощью врубных разъемов, расположенных у основания диэлектрических подложек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116050/28A RU2592731C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Способ построения антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116050/28A RU2592731C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Способ построения антенной решетки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2592731C1 true RU2592731C1 (ru) | 2016-07-27 |
Family
ID=56557006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116050/28A RU2592731C1 (ru) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | Способ построения антенной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2592731C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697194C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-08-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения активной фазированной антенной решётки |
RU2699555C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-09-06 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения антенной решётки |
RU2717258C1 (ru) * | 2019-07-19 | 2020-03-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения активной фазированной антенной решетки |
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 |
RU2730120C1 (ru) * | 2020-02-07 | 2020-08-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения активной фазированной 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 RU2015116050/28A patent/RU2592731C1/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 (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697194C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-08-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения активной фазированной антенной решётки |
RU2699555C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-09-06 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения антенной решётки |
RU2717258C1 (ru) * | 2019-07-19 | 2020-03-19 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения активной фазированной антенной решетки |
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 |
RU2730120C1 (ru) * | 2020-02-07 | 2020-08-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Способ построения активной фазированной 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 | |
CN102820542B (zh) | 波导缝隙天线及无线通信系统 | |
JP2015185946A (ja) | アンテナ装置 | |
RU2589488C2 (ru) | Решетки волноводно-рупорных излучателей, способы построения решеток волноводно-рупорных излучателей и антенные системы | |
US20080231528A1 (en) | Cavity Antenna Excited with One or Several Dipoles | |
JP2007243375A (ja) | アレーアンテナ | |
CN103545607A (zh) | 一种宽频带高增益Fabry-Perot谐振天线 | |
EP1690318B1 (en) | Scanable sparse array antenna | |
US10396461B2 (en) | Low profile, ultra-wide band, low frequency modular phased array antenna with coincident phase center | |
CN103050776A (zh) | 一种加载左手材料的高增益高效率的平板天线 | |
EP3830903B1 (en) | Broadband antenna having polarization dependent output | |
CN104092008A (zh) | 天线单元和天线 | |
RU2592721C1 (ru) | Способ построения антенной решетки | |
EP1879256A1 (en) | Cavity antenna that is excited with one or more dipoles | |
RU2699555C1 (ru) | Способ построения антенной решётки | |
CN104518289A (zh) | 双极化缝隙波导天线阵 | |
CN103050775A (zh) | 一种加载介质透镜的高增益高效率平板天线 | |
CN108539414B (zh) | 一种结构紧凑的轻质高效缝隙天线及天线阵 | |
Lee et al. | Comparative analysis of frequency selective surface geometry effect in Fabry-Perot Cavity antenna design | |
JP2015167337A (ja) | アレイアンテナ及びセクタアンテナ | |
CN105990648B (zh) | 一种天线及通信设备 | |
CN107086365B (zh) | 一种双极化天线及天线阵列 | |
CN103078180A (zh) | 一种采用栅格辐射器的高增益高效率平板天线 |