RU2622226C1 - Antenna system with direction pattern mechanical scanning - Google Patents

Antenna system with direction pattern mechanical scanning Download PDF

Info

Publication number
RU2622226C1
RU2622226C1 RU2016115955A RU2016115955A RU2622226C1 RU 2622226 C1 RU2622226 C1 RU 2622226C1 RU 2016115955 A RU2016115955 A RU 2016115955A RU 2016115955 A RU2016115955 A RU 2016115955A RU 2622226 C1 RU2622226 C1 RU 2622226C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reflector
radiation pattern
antenna
antenna system
scanning
Prior art date
Application number
RU2016115955A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Викторович Быков
Original Assignee
Андрей Викторович Быков
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 Андрей Викторович Быков filed Critical Андрей Викторович Быков
Priority to RU2016115955A priority Critical patent/RU2622226C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622226C1 publication Critical patent/RU2622226C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/04Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation
    • H01Q3/06Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation over a restricted angle

Landscapes

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

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: in the antenna system, containing the reflector, the feed element in the form of the radiator with the corner reflector, where the radiator is fixed rigidly with respect to the reflector, and the angle reflector is movable relative to the radiator.
EFFECT: reduction of losses, microwave signal, the design simplification and reliability increase, while maintaining the low inertia of the antenna system.
2 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании антенных систем в радионавигации и радиолокации.The invention relates to antenna technology and can be used to create antenna systems in radio navigation and radar.

При создании различных радионавигационных (радиолокационных) устройств возникает задача создания антенн, обеспечивающих сканирование (качание) луча диаграммы направленности (в том числе и сканирование диаграммы направленности специальной формы) в сравнительно небольшом секторе, например в радиолокаторах, предназначенных для управления воздушным движением. Антенна должна иметь высокую надежность, низкую стоимость и высокую технологичность и выдерживать большие механические нагрузки.When creating various radio navigation (radar) devices, the problem arises of creating antennas that provide scanning (swinging) of the beam of the radiation pattern (including scanning of the radiation pattern of a special shape) in a relatively small sector, for example, in radars designed to control air traffic. The antenna must have high reliability, low cost and high manufacturability and withstand heavy mechanical loads.

В качестве антенны, обеспечивающей сканирование луча диаграммы направленности, возможно использование фазированной антенной решетки. Однако фазированные антенные решетки сложны в изготовлении, имеют сложную систему контроля и управления, и как следствие имеют высокую стоимость и большие эксплуатационные расходы (Антенны и устройство СВЧ. Д.М. Сазонов. М., «Высшая школа», 1988, стр. 396).As an antenna that provides scanning beam pattern, it is possible to use a phased antenna array. However, phased antenna arrays are difficult to manufacture, have a complex monitoring and control system, and as a result have a high cost and high operating costs (Antennas and microwave devices. DM Sazonov. M., Higher School, 1988, p. 396 )

Для обеспечения сканирования луча диаграммы направленности можно также использовать зеркальные антенны. Использование таких антенн экономически предпочтительно, т.к. эти антенны имеют значительно меньшую стоимость и меньшие эксплуатационные расходы. Сканирование в таких антеннах, как правило, осуществляется:Mirror antennas can also be used to provide beam scanning. The use of such antennas is economically preferable, because these antennas have significantly lower cost and lower operating costs. Scanning in such antennas is usually carried out:

- изменением положения всей антенны (зеркала с входящими в него излучателями, контррефлектором и т.п.),- a change in the position of the entire antenna (mirrors with radiators included in it, a counter-reflector, etc.),

- изменением положения части антенны (облучателя) относительно зеркала антенны;- a change in the position of the antenna part (feed) relative to the antenna mirror;

Так, в отдаленном аналоге заявляемого изобретения, состоящем из сканирующего устройства облучателя, рефлектора, контррефлекторов, выполненным таким образом, что центр подвеса и ось вращения антенны совмещены с центром подвеса и осью вращения сканирующего устройства, которое выполнено в виде двух отрезков круглого волновода, один из которых жестко закреплен, а его конец выполнен расширяющимся в виде конического рупора, другой отрезок - подвижный выполнен в виде круглого волновода, на одном конце которого стенки скошены на конус с внешней стороны, а на другом конце связаны с рупорным облучателем антенны, причем подвижный волновод со скошенными стенками введен в конический рупор с зазором, центр подвеса сканирующего устройства совмещен с центром плоскости торцевого среза волновода с сужающимися стенками, а ось вращения проходит через этот центр, при этом подвижный отрезок волновода и облучатель могут быть жестко соединены с рефлектором и контррефлектором зеркальной антенны или элементами любой другой антенны (Патент РФ №2109375, H01Q 3/06, 1998).So, in a remote analogue of the claimed invention, consisting of a scanning device for an irradiator, a reflector, counter-reflectors, made in such a way that the center of the suspension and the axis of rotation of the antenna are aligned with the center of the suspension and the axis of rotation of the scanning device, which is made in the form of two segments of a circular waveguide, one of which are rigidly fixed, and its end is made expanding in the form of a conical horn, the other segment is movable, made in the form of a circular waveguide, at one end of which the walls are beveled to a cone with an external the sides, and at the other end are connected to the horn feed of the antenna, the movable waveguide with beveled walls inserted into the conical horn with a gap, the center of the suspension of the scanning device is aligned with the center of the plane of the end cut of the waveguide with tapering walls, and the axis of rotation passes through this center, while the movable length of the waveguide and the irradiator can be rigidly connected to the reflector and counterreflector of the mirror antenna or elements of any other antenna (RF Patent No. 2109375, H01Q 3/06, 1998).

Указанное устройство имеет следующие недостатки:The specified device has the following disadvantages:

- для сканирования (качания) луча диаграммы направленности необходимо «качание» всей антенной системы с входящими в нее узлами (рупор, отрезок подвижного волновода, рефлектор), которые имеют большую массу, что приводит к увеличению мощности двигателей, обеспечивающих «качание» антенной системы, увеличению инерционности всей системы (увеличение времени качания), уменьшению точности установки положения антенны и снижению надежности;- to scan (swing) the beam of the radiation pattern, it is necessary to “swing” the entire antenna system with its components (horn, a segment of a moving waveguide, reflector), which have a large mass, which leads to an increase in the power of the engines providing “swing” of the antenna system, increase the inertia of the entire system (increase the swing time), reduce the accuracy of setting the position of the antenna and reduce reliability;

- наличие зазора в месте стыка волноводов приводит к излучению и, как следствие, к увеличению потерь СВЧ сигнала в фидерном тракте и искажению диаграммы направленности.- the presence of a gap at the junction of the waveguides leads to radiation and, as a result, to an increase in the loss of the microwave signal in the feeder path and distortion of the radiation pattern.

Более близким аналогом, выбранным в качестве прототипа в связи со сходством выполняемой технической задачи, является антенная система, содержащая рефлектор (зеркало) и подвижный облучатель. В качестве излучателя можно использовать практически любые виды антенн, например вибраторный, состоящий из активного вибратора и контррефлектора в виде металлического диска или пассивного вибратора. (Антенны и устройство СВЧ. B.C. Филипов, Л.И. Пономарев, А.Ю. Гринев. Под ред. проф. Д.И. Воскресенского. М.: Радио и связь, 1994. Стр. 91). Сканирование (качания) луча диаграммы направленности осуществляется «посредством смещения облучателя из фокуса» (Микроволновые антенны (антенны сверхвысоких частот), Р. Кюн, перевод с немецкого, Ленинград, изд. Судостроение, 1967, стр. 363).A closer analogue, selected as a prototype due to the similarity of the technical task being performed, is an antenna system containing a reflector (mirror) and a movable irradiator. As an emitter, you can use almost any kind of antenna, for example a vibrator, consisting of an active vibrator and a counter-reflector in the form of a metal disk or a passive vibrator. (Antennas and microwave device. B.C. Filipov, L.I. Ponomarev, A.Yu. Grinev. Edited by Prof. D.I. Voskresensky. M: Radio and Communications, 1994. P. 91). Scanning (swinging) of the beam of the radiation pattern is carried out “by shifting the irradiator out of focus” (Microwave antennas (microwave antennas), R. Kuhn, translated from German, Leningrad, Sudostroenie ed., 1967, p. 363).

В данной антенной системе для сканирования диаграммы направленности нет необходимости «качать» всю антенную систему с входящими в нее узлами, что существенно снижает мощность двигателя, обеспечивающего «качание» антенной системы, уменьшает инерционность (сокращает период качания). Отсутствуют разрывы фидерного тракта, что уменьшает искажение диаграммы направленности. Однако эта антенная система имеет следующие недостатки:In this antenna system for scanning the radiation pattern there is no need to “pump” the entire antenna system with its nodes, which significantly reduces the power of the engine, which ensures the “swing” of the antenna system, reduces the inertia (shortens the swing period). There are no gaps in the feeder path, which reduces the distortion of the radiation pattern. However, this antenna system has the following disadvantages:

- громоздкость, протяженность тракта и большие вносимые потери, низкую технологичность при изготовлении и низкую надежность. Это вызвано необходимостью смещения облучателя из фокуса, которое требует использования в фидерном тракте устройств, обеспечивающих многократное перемещение (поворот, изгиб) фидерных линий, что приводит к использованию большого количества высокочастотных элементов и их соединений. Для обеспечения поворота диаграммы направленности на определенный угол необходимо смещение облучателя точно по определенной кривой, что приводит к усложнению устройства смещения облучателя. Устройства, обеспечивающие многократный поворот (изгиб) фидерных линий, имеют, как правило, сложную конструкцию, высокую стоимость, обусловленную низкой технологичностью при изготовлении, и низкую надежность. Кроме того, в некоторых устройствах, реализованных практически, необходимо использовать переключатель (Сканирующие антенные системы СВЧ, пер. с английского под редакцией Г.Т. Маркова и А.Ф.Чаплина, M.: изд. «Сов. радио», 1966 г., стр. 303);- cumbersomeness, the length of the path and large insertion loss, low manufacturability and low reliability. This is due to the need to shift the irradiator out of focus, which requires the use of devices in the feeder path that provide multiple movement (rotation, bending) of feeder lines, which leads to the use of a large number of high-frequency elements and their compounds. To ensure rotation of the radiation pattern by a certain angle, it is necessary to shift the irradiator exactly along a certain curve, which leads to a complication of the device for shifting the irradiator. Devices providing multiple rotation (bending) of feeder lines have, as a rule, a complex design, high cost due to low manufacturability in manufacturing, and low reliability. In addition, in some devices that are practically implemented, it is necessary to use a switch (Scanning microwave antenna systems, translated from English, edited by G.T. Markov and A.F. Chaplin, M .: ed. "Sov. Radio", 1966 ., p. 303);

- сложность сканирования диаграммой направленности специальной формы без ее искажения. Так, для образования диаграммы направленности специальной формы используется зеркало в виде поверхности двойной кривизны (Зеркальные сканирующие антенны. Л.Д. Бахрах, Г.К. Галимов. М.: «Наука», 1981, стр 242-246), следовательно, смещение облучателя из фокуса зеркала в виде поверхности двойной кривизны приводит к большим искажениям диаграммы направленности, причем искажение происходит в обеих плоскостях. Еще большие трудности возникают, если для образования диаграммы направленности специальной формы используется не точечный облучатель, а излучатель в виде линейной решетки вибраторов (Зеркальные сканирующие антенны. Л.Д. Бахрах, Г.К. Галимов. М.: «Наука», 1981, стр 243), так как в этом случае происходит смещение не одного облучателя, а линейной решетки вибраторов, имеющей значительные размеры.- the complexity of scanning a radiation pattern of a special shape without distortion. So, to create a radiation pattern of a special shape, a mirror is used in the form of a double curvature surface (Mirror Scanning Antennas. L.D. Bahrakh, G.K. Galimov. M.: “Nauka”, 1981, pp. 242-246), therefore, the offset irradiator from the focus of the mirror in the form of a surface of double curvature leads to large distortions of the radiation pattern, and the distortion occurs in both planes. Even greater difficulties arise if not a spot irradiator is used to form a radiation pattern of a special shape, but an emitter in the form of a linear array of vibrators (Mirror scanning antennas. L.D. Bakhrakh, G.K. Galimov. M.: “Science”, 1981, p. 243), since in this case there is a shift not of one irradiator, but of a linear array of vibrators having significant dimensions.

Технический результат предлагаемого изобретения - уменьшение потерь СВЧ сигнала, упрощение конструкции и увеличение надежности при сохранении малой инерционности антенной системы.The technical result of the invention is to reduce microwave signal loss, simplifying the design and increasing reliability while maintaining low inertia of the antenna system.

Указанный технический результат достигается тем, что в антенной системе, содержащей рефлектор, облучатель в виде либо одного вибратора, либо линейной решетки вибраторов, вибратор (линейная решетка) имеет уголковый рефлектор, причем облучатель установлен неподвижно относительно рефлектора, а уголковый рефлектор имеет возможность перемещения относительно линейной решетки.The specified technical result is achieved by the fact that in an antenna system containing a reflector, an irradiator in the form of either a single vibrator or a linear array of vibrators, the vibrator (linear array) has an angle reflector, and the irradiator is fixedly mounted relative to the reflector, and the corner reflector has the ability to move relatively linear lattice.

Известны антенны с механическим сканированием, у которых смещается контррефлектор относительно излучателя (Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. Жук М.С. и Молочков Ю.Б. М.: «Энергия», 1973, стр. 114-115), в которых перемещение (качание) металлической пластины (контррефлектора) позволяет «перемещать изображение облучателя (виртуального облучателя)» Однако в данном устройстве виртуальный облучатель находится с противоположной относительно пластины стороне, что неизбежно приводит к затенению реальным облучателем рабочей поверхности основного зеркала, и как следствие - к искажению диаграммы направленности. Особенно заметным искажение диаграммы направленности при сканировании оказывается при использовании облучателя в виде линейной решетки вибраторов, так как в этом случае необходимо использование устройства фидерного питания, выполненного по последовательной или параллельной схемам (Антенны и устройства СВЧ. Н.Т. Бова, Г.Б. Резников. Киев: «Вища школа», 1982, стр. 260-261). Соответственно, устройство фидерного питания имеет довольно большие поперечные размеры (порядка нескольких длин волн), Следовательно, площадь затенения будет весьма значительной, кроме того, эта площадь затенения зависит от угла поворота пластины (чем больше угол поворота пластины, тем больше площадь затенения), что приводит к зависимости искажения формы диаграммы направленности от угла поворота (чем больше угол поворота пластины, тем больше искажение формы диаграммы направленности). Уменьшение площади затенения возможно за счет перемещения устройства фидерного питания, но это приводит к увеличению мощности двигателей, обеспечивающих совместное перемещение пластины и устройства фидерного питания, увеличение инерционности всей системы (увеличение времени качания), кроме того, возникает необходимость использования в фидерном тракте устройств, обеспечивающих многократное смещение (поворот, изгиб) фидерных линий, и все это приводит к увеличению потерь СВЧ сигнала, усложнению конструкции и снижению надежности.Known antennas with mechanical scanning, in which the counter-reflector is shifted relative to the emitter (Design of lens, scanning, wide-range antennas and feeder devices. Zhuk M.S. and Molochkov Yu.B. M .: "Energy", 1973, pp. 114-115) in which the movement (swinging) of the metal plate (counter-reflector) allows you to "move the image of the irradiator (virtual irradiator)" However, in this device, the virtual irradiator is on the side opposite to the plate, which inevitably leads to shading of the real nym irradiator working surface of the primary mirror, and as a result - in distortion of the radiation pattern. Particularly noticeable distortion of the radiation pattern during scanning is when using an irradiator in the form of a linear array of vibrators, since in this case it is necessary to use a feeder power device made in series or parallel circuits (Antennas and microwave devices. N.T. Bova, GB Reznikov, Kiev: “Vishcha school”, 1982, p. 260-261). Accordingly, the feeder feed device has rather large transverse dimensions (of the order of several wavelengths). Therefore, the shading area will be very significant, in addition, this shading area depends on the rotation angle of the plate (the larger the rotation angle of the plate, the larger the shading area), which leads to the dependence of the distortion of the shape of the radiation pattern on the angle of rotation (the larger the angle of rotation of the plate, the greater the distortion of the shape of the radiation pattern). A reduction in the area of shading is possible due to the movement of the feeder supply device, but this leads to an increase in the power of the engines providing joint movement of the plate and the feeder supply device, an increase in the inertia of the entire system (increase in swing time), in addition, there is a need to use devices providing multiple displacement (rotation, bending) of feeder lines, and all this leads to an increase in microwave signal loss, complicating the design and reducing reliability.

Таким образом, рассмотренные конструктивные признаки данных устройств либо не позволяют обеспечить сканирование диаграммы направленности специальной формы без ее искажения, либо приводят к увеличению потерь СВЧ сигнала, усложнению конструкции, увеличению инерционности всей системы и снижению надежности.Thus, the considered design features of these devices either do not allow scanning the radiation pattern of a special form without distortion, or lead to an increase in microwave signal loss, complicating the design, increasing the inertia of the entire system and reducing reliability.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».This allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability criterion of "inventive step".

Сущность изобретения будет более понятна из приведенного описания и прилагаемым к нему чертежей:The invention will be more clear from the above description and the accompanying drawings:

на фиг. 1 показана предлагаемая антенная система с механическим сканированием диаграммы направленности;in FIG. 1 shows the proposed antenna system with mechanical scanning of the radiation pattern;

на фиг. 2 показан принцип работы предлагаемой антенной системы.in FIG. 2 shows the principle of operation of the proposed antenna system.

Антенная система с механическим сканированием диаграммы направленности содержит: рефлектор 1, который может быть выполнен в виде зеркала, облучатель в виде излучателя 2 с уголковым рефлектором 3. При этом излучатель 2 установлен неподвижно относительно рефлектора 1, а уголковый рефлектор 3 имеет возможность перемещения (качания) относительно плоскости излучателя 2. Облучатель, состоящий из излучателя 2 и уголкового рефлектора 3, представляет собой уголковую антенну. Если облучатель 2 лежит в бисекторальной плоскости, то образуется уголковая антенна с симметричным возбуждением, если облучатель 2 вынесен в сторону от бисекторальной плоскости, то образуется уголковая антенна с несимметричным возбуждением (Проектирование антенно-фидерных устройств. Жук М.С.и Молочков Ю.Б. М.: «Энергия», 1966, стр. 330, 342).The antenna system with mechanical scanning of the radiation pattern contains: a reflector 1, which can be made in the form of a mirror, an irradiator in the form of a radiator 2 with an angular reflector 3. Moreover, the emitter 2 is fixedly mounted relative to the reflector 1, and the angular reflector 3 has the ability to move (swing) relative to the plane of the emitter 2. The irradiator, consisting of a radiator 2 and an angle reflector 3, is a corner antenna. If the irradiator 2 lies in the bisectoral plane, then a corner antenna with symmetric excitation is formed, if the irradiator 2 is moved away from the bisectoral plane, then a corner antenna with asymmetric excitation is formed (Design of antenna-feeder devices. Zhuk M.S. and Molochkov Yu.B. . M.: "Energy", 1966, p. 330, 342).

Рефлектор 1 может быть выполнен в виде любой отражающей поверхности, например, в виде зеркала.The reflector 1 can be made in the form of any reflective surface, for example, in the form of a mirror.

Излучатель 2 может иметь различное исполнение, например в виде многовибраторной антенны (Антенны УКВ. Г.З. Айзенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин, часть 2. M.: Связь, 1977. Стр. 123) или в виде волноводно-щелевой антенны (АС СССР №1587612, H01Q 3/10, 1990). В волноводно-щелевой антенне роль вибраторов играют поперечные щели, прорезанные в прямоугольном волноводе, а роль углового рефлектора 3 выполняют две металлические пластины, расположенные вдоль оси отрезка волновода.The emitter 2 may have a different design, for example in the form of a multi-vibrator antenna (VHF antennas. G.Z. Aizenberg, V.G. Yampolsky, ON.Tereshin, part 2. M .: Communication, 1977. P. 123) or as a waveguide slot antenna (USSR AS No. 1587612, H01Q 3/10, 1990). In the slot-wave antenna, the role of vibrators is played by transverse slots cut in a rectangular waveguide, and the role of an angular reflector 3 is played by two metal plates located along the axis of the waveguide segment.

Уголковый рефлектор 3 обычно выполняется в виде металлических пластин, расположенных вдоль оси решетки излучателей 2.The corner reflector 3 is usually made in the form of metal plates located along the axis of the grating of the emitters 2.

Антенная система с механическим сканированием диаграммы направленности работает следующим образом (см. Фиг 2).The antenna system with mechanical scanning of the radiation pattern works as follows (see Fig 2).

Решетка излучателей 2 с уголковым рефлектором 3 облучает рефлектор (зеркало) 1. Диаграмма направленности определяется формой рефлектора 1 и диаграммой направленности облучателя, состоящего в данном случае из излучателя 2 с уголковым рефлектором 3.The array of emitters 2 with an angular reflector 3 irradiates the reflector (mirror) 1. The radiation pattern is determined by the shape of the reflector 1 and the radiation pattern of the irradiator, which in this case consists of an emitter 2 with an angular reflector 3.

Рассмотрим изменение диаграммы направленности при изменении положения уголковых рефлекторов 3 относительно излучателя 2. Известно, что направление максимального излучения изменяется при изменении положения уголковых рефлекторов 3 (Антенны УКВ. Г.З. Айзенберг, В.Г. Ямпольский, О.Н. Терешин, часть 2. M.: Связь, 1977. Стр. 126-127. Проектирование антенно-фидерных устройств. Жук М.С. и Молочков Ю.Б. М.: «Энергия», 1966, стр. 342-347). Таким образом, изменение положения уголковых рефлекторов 3 приводит к изменению направления главного луча диаграммы направленности облучателя. На Фиг. 2 показано изменение направления главного луча диаграммы направленности при разных положениях уголковых рефлекторов 3 (сплошная и пунктирные линии). Как видно из рисунка, изменение направления главного луча диаграммы направленности облучателя приводит к облучению другого участка рефлектора 3, а это, в свою очередь, приводит к изменению направления главного луча диаграммы направленности антенной системы, т.е. к сканированию диаграммы направленности заявляемой антенной системы. Изменение облучаемых участков для сканирования диаграммы направленности применяется в различных типах антенн, например антенна типа «песочные часы» (Зеркальные сканирующие антенны Л.Д. Бахрах, Г.К. Галимов. М.: «Наука», 1981, стр. 249). Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществить сканирование диаграммы направленности.Let us consider a change in the radiation pattern with a change in the position of the corner reflectors 3 relative to the emitter 2. It is known that the direction of the maximum radiation changes with a change in the position of the corner reflectors 3 (VHF antennas. G.Z. Aizenberg, V.G. Yampolsky, ON.Tereshin, part 2. M .: Communication, 1977. P. 126-127. Designing antenna-feeder devices. Zhuk MS and Molochkov YB M .: "Energy", 1966, p. 342-347). Thus, a change in the position of the corner reflectors 3 leads to a change in the direction of the main beam of the radiation pattern of the irradiator. In FIG. 2 shows a change in the direction of the main beam of the radiation pattern at different positions of the corner reflectors 3 (solid and dashed lines). As can be seen from the figure, a change in the direction of the main beam of the radiation pattern of the irradiator leads to irradiation of another portion of the reflector 3, and this, in turn, leads to a change in the direction of the main beam of the radiation pattern of the antenna system, i.e. to scanning the radiation pattern of the claimed antenna system. Changing the irradiated areas for scanning the radiation pattern is used in various types of antennas, for example an hourglass antenna (Mirror Scanning Antennas L. D. Bakhrakh, G. K. Galimov. M.: “Nauka”, 1981, p. 249). Thus, the proposed technical solution allows you to scan the radiation pattern.

Смещение (поворот) только уголковых рефлекторов 3 позволяет не только осуществлять сканирование диаграммой направленности без искажения, но и позволяет по сравнению с антенной системой, взятой за прототип, уменьшить потери, упростить конструкцию, увеличить надежность при сохранении малой инерционности всей системы, поскольку:The displacement (rotation) of only the corner reflectors 3 allows not only scanning with a radiation pattern without distortion, but also allows, in comparison with the antenna system taken as a prototype, to reduce losses, simplify the design, increase reliability while maintaining low inertia of the entire system, because:

- сканирование диаграммой направленности осуществляется за счет перемещения той части облучателя, которая не связана с подводящим к нему энергию фидерным трактом. При этом исчезает необходимость использования в фидерном тракте соединений, обеспечивающих многократное перемещение (поворот, изгиб) фидерных линий с большим количеством высокочастотных элементов и их соединений, вносящих большие потери, имеющих сложное конструктивное исполнение, низкую технологичность изготовления и невысокую надежность;- scanning with a radiation pattern is carried out by moving the part of the irradiator that is not connected with the feeder path that supplies energy to it. This eliminates the need to use in the feeder path connections that provide multiple movement (rotation, bending) of feeder lines with a large number of high-frequency elements and their connections, causing large losses, having complex design, low manufacturability and low reliability;

- в качестве облучателя применяется уголковый отражатель, подвижная часть (уголковые отражатели 3) которого имеет небольшую массу, что позволяет осуществлять быстрое сканирование диаграммы направленности, и не требует для изменения положения сложных механизмов и двигателей большой мощности.- as an irradiator, an angular reflector is used, the movable part (angular reflectors 3) of which has a small mass, which allows for quick scanning of the radiation pattern, and does not require large power to change the position of complex mechanisms and engines.

Для образования диаграммы направленности специальной формы используют излучатель в виде линейной решетки вибраторов, имеющей, как правило, значительные размеры (Зеркальные сканирующие антенны. Л.Д. Бахрах, Г.К. Галимов. М.: «Наука», 1981, стр. 243). Предложенное техническое решение позволяет осуществлять сканирование диаграммы направленности специальной формы без ее искажения за счет перемещения относительно неподвижной решетки излучателей 2 уголкового рефлектора 3. При этом по сравнению с прототипом происходит уменьшение потерь СВЧ сигнала, упрощение конструкции, увеличение надежности при сохранении малой инерционности антенной системы, а двигатель, обеспечивающий сканирование диаграммы направленности, может иметь малую мощность, что уменьшает энергопотребление всего устройства.To form a radiation pattern of a special shape, an emitter is used in the form of a linear array of vibrators, which, as a rule, has significant dimensions (Mirror Scanning Antennas. L.D. Bakhrakh, G.K. Galimov. M.: “Nauka”, 1981, p. 243 ) The proposed technical solution allows you to scan the radiation pattern of a special shape without distortion due to the displacement of the angle reflector 2 of the emitters 2 relative to the fixed array of radiators 3. Moreover, in comparison with the prototype, the microwave signal loss is reduced, the design is simplified, reliability is increased while maintaining the low inertia of the antenna system, and the engine that provides scanning of the radiation pattern can have low power, which reduces the power consumption of the entire device ystva.

Применение уголкового отражателя, состоящего из отдельных и независимых участков, т.е. участков, имеющих возможность независимого перемещения относительно неподвижной решетки излучателей, позволяет получить различные виды диаграммы направленности.The use of a corner reflector, consisting of separate and independent sections, i.e. sites that have the ability to independently move relative to the fixed array of emitters, allows you to get different types of radiation patterns.

Использование данного изобретения позволяет создать антенную систему с механическим сканированием диаграммы направленности с малыми потерями, при упрощении конструкции и увеличении надежности, при сохранении малой инерционности всей системы, малой мощности двигателя, а также создать антенную систему, обеспечивающую сканирование диаграммы направленности, в том числе и специальной формы, без ее искажения.The use of this invention allows to create an antenna system with mechanical scanning of the radiation pattern with low losses, while simplifying the design and increasing reliability, while maintaining low inertia of the entire system, low engine power, and also to create an antenna system that provides scanning of the radiation pattern, including special form, without distortion.

Claims (1)

Антенная система с механическим сканированием диаграммы направленности, содержащей рефлектор, облучатель в виде излучателя с уголковым рефлектором, отличающаяся тем, что излучатель установлен неподвижно относительно рефлектора, а уголковый рефлектор имеет возможность перемещения относительно излучателей.Antenna system with mechanical scanning of a radiation pattern containing a reflector, an irradiator in the form of a radiator with an angular reflector, characterized in that the emitter is mounted stationary relative to the reflector, and the angular reflector has the ability to move relative to the emitters.
RU2016115955A 2016-04-22 2016-04-22 Antenna system with direction pattern mechanical scanning RU2622226C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115955A RU2622226C1 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Antenna system with direction pattern mechanical scanning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115955A RU2622226C1 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Antenna system with direction pattern mechanical scanning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622226C1 true RU2622226C1 (en) 2017-06-13

Family

ID=59068499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115955A RU2622226C1 (en) 2016-04-22 2016-04-22 Antenna system with direction pattern mechanical scanning

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622226C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2825052A (en) * 1946-06-20 1958-02-25 David B Nichinson Mechanically resonant sector scanner
US2956279A (en) * 1958-04-25 1960-10-11 Telefunken Gmbh Antenna nutation system
RU2058636C1 (en) * 1991-05-12 1996-04-20 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Antenna-feeder assembly with mechanically scanned directivity pattern
RU2109375C1 (en) * 1995-12-06 1998-04-20 Дмитрий Валерьевич Громыко Rotary-joint antenna-feeder assembly with mechanically scanned directivity pattern
WO2008109173A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-12 Powerwave Technologies, Inc. Dual staggered vertically polarized variable azimuth beamwidth antenna for wireless network

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2825052A (en) * 1946-06-20 1958-02-25 David B Nichinson Mechanically resonant sector scanner
US2956279A (en) * 1958-04-25 1960-10-11 Telefunken Gmbh Antenna nutation system
RU2058636C1 (en) * 1991-05-12 1996-04-20 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Antenna-feeder assembly with mechanically scanned directivity pattern
RU2109375C1 (en) * 1995-12-06 1998-04-20 Дмитрий Валерьевич Громыко Rotary-joint antenna-feeder assembly with mechanically scanned directivity pattern
WO2008109173A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-12 Powerwave Technologies, Inc. Dual staggered vertically polarized variable azimuth beamwidth antenna for wireless network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9583840B1 (en) Microwave zoom antenna using metal plate lenses
Vashist et al. A review on the development of Rotman lens antenna
ES2833451T3 (en) An Amplitude Comparison Monopulse Radar System
NL8800538A (en) ANTENNA SYSTEM WITH VARIABLE BUNDLE WIDTH AND BUNDLE ORIENTATION.
EP3145668A1 (en) Acousto-optic deflector with multiple transducers for optical beam steering
US20140334023A1 (en) Optical delay elements created from variations of the robert cell
US20210191227A1 (en) Device for deflecting laser beams
RU2622226C1 (en) Antenna system with direction pattern mechanical scanning
WO2019170541A1 (en) Extreme scanning focal-plane arrays using a double-reflector concept with uniform array illumination
US3878523A (en) Generation of scanning radio beams
US2528582A (en) Lens for focusing radio waves
Bankov et al. Design and experimental investigation of a multibeam integrated reflector antenna of the millimeter wave band
Love Spherical reflecting antennas with corrected line sources
RU73550U1 (en) FRENEL ANTENNA WITH CONTROLLED PARAMETERS BASED ON A SEMICONDUCTOR MATERIAL WITH OPTICALLY CONTROLLED ELECTROMAGNETIC PARAMETERS
US10897075B2 (en) Wideband reflectarray using electrically re-focusable phased array feed
US2648003A (en) Vernier scanner
Lemaître-Auger et al. Circular antenna array for microwave Bessel beam generation
US3242496A (en) Scanning antenna system
KR20130091203A (en) Smith-purcell terahertz oscillator
RU2682592C2 (en) Method of obtaining radiation pattern of uhf antenna array with frequency scanning
RU2650832C1 (en) On-board x-band active phase antenna array with an increased scanning sector
US3396397A (en) Dielectric zoom lens for microwave beam scanning
RU2815004C2 (en) Method for beam control in hybrid two-mirror antenna system and device for its implementation
KR20020025898A (en) Steerable phased array antenna
JPS6017163B2 (en) double beam scanning antenna