RU2656300C1 - Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали (варианты) - Google Patents
Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656300C1 RU2656300C1 RU2017115941A RU2017115941A RU2656300C1 RU 2656300 C1 RU2656300 C1 RU 2656300C1 RU 2017115941 A RU2017115941 A RU 2017115941A RU 2017115941 A RU2017115941 A RU 2017115941A RU 2656300 C1 RU2656300 C1 RU 2656300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- elementary
- antenna array
- directional couplers
- linear antenna
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title abstract description 9
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно к конструкции антенной решетки с частотным сканированием, которая может быть использована в радиолокации, радионавигации и других радиотехнических системах. Антенна состоит из СВЧ тракта распределительной системы мощности (ТРСМ), направленных ответвителей (НО), которые последовательно разнесены между собой по СВЧ ТРСМ, линейных антенных решеток (ЛАР), соединенных с НО, фазирующих секций (ФС), инверторов фазы элементарного излучателя (ИФЭИ), элементарных излучателей (ЭИ). При этом НО распределительной системы мощности последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту на расстояние, электрическая длина которого равна четверти длины волны в тракте СВЧ за вычетом целого числа длин волн, при этом в НО за номерами 4n-3, где n - натуральное число, фаза НО равна 0°, в линейной антенной решетке фаза в ФС установлена фаза 90°, а на ИФЭИ установлена фаза 180°, в НО за номерами 4n-2 фаза НО равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в ФС установлена фаза 0°, а на ИФЭИ установлена фаза 0°, в направленных ответвителях за номерами 4n-1 фаза НО равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в ФС установлена фаза 90°, а на ИФЭИ установлена фаза 180°, в НО за номерами 4n фаза ИФЭИ равна 0°, в антенной решетке фаза в ФС установлена фаза 0°, а на ИФЭИ установлена фаза 0°. Технический результат заключается в устранении эффекта нормали в антенне с частотным сканированием. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно к конструкции антенной решетки с частотным сканированием, которая может быть использована в радиолокации, радионавигации и других радиотехнических системах.
Известна линейная антенна с частотным сканированием (Патент РФ №2470419), техническим результатом которой является возможность сканирования антенны через нормаль к антенне при синфазной запитке излучателей, соответственно - устранение эффекта нормали и увеличение рабочего диапазона антенны. Линейная антенна с частотным сканированием включает в себя змейковый прямоугольный волновод, канал которого свернут в Е-плоскости и каждый его виток имеет прямолинейные участки и два 180-градусных изгиба, элементы связи и волноводные излучатели, которые имеют общую узкую стенку с змейковым прямоугольным волноводом, причем длины четных и нечетных витков змейкового прямоугольного волновода кратны половине средней длины волны в волноводе и различаются между собой на нечетное число длин волн в волноводе.
Однако в описанной конструкции возникают нормали, вызванные сложением отраженных волн от изгибов витков различной длины.
При проведении патентных исследований среди известных технических решений заявитель не обнаружил технических решений с признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого решения, поэтому совокупность упомянутых существенных признаков позволяет достичь поставленных задач.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение эффекта нормали в антенне с частотным сканированием.
Техническим результатом является отсутствие эффекта нормали в антенне с частотным сканированием, повышение КПД, снижение уровня боковых лепестков за счет сохранения неизменным вида амплитудного распределения в раскрыве антенны и обеспечение требуемых перепадов коэффициентов связи.
Для решения поставленных задач представлено два варианта антенны с частотным сканированием без эффекта нормали.
В первом варианте антенна с частотным сканированием, состоящая из СВЧ тракта распределительной системы мощности, направленных ответвителей, которые последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту распределительной системы мощности, линейных антенных решеток, соединенных с направленными ответвителями, фазирующих секций, инверторов фазы элементарного излучателя, элементарных излучателей, направленные ответвители распределительной системы мощности последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту на расстояние, электрическая длина которого равна четверти длины волны в тракте СВЧ за вычетом целого числа длин волн, при этом в направленных ответвителях за номерами 4n-3, где n - натуральное число, фаза направленного ответвителя равна 0°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n-2 фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 0°, в направленных ответвителях за номерами 4n-1 фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n фаза направленного ответвителя равна 0°, в антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 0°.
Во втором варианте направленные ответвители распределительной системы мощности последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту на расстояние, электрическая длина которого равна трем четвертям длины волны в тракте СВЧ за вычетом целого числа длин волн, при этом в направленных ответвителях за номерами 4n-3, где n - натуральное число, фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n-2 фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n-1 фаза направленного ответвителя равна 0°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n фаза направленного ответвителя равна 0°, в антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 0°.
Сущность заявленного технического решения схематично представлена на рис. 1, где 1 - СВЧ тракт распределительной системы мощности, 2 - направленный ответвитель, 3 - фазирующая секция, 4 - элементарный излучатель, 5 - линейная антенная решетка, 6 - инвертор фазы элементарного излучателя 4.
Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали при первом и втором вариантах работает следующим образом.
При первом и втором вариантах электрическая длина одного витка СВЧ распределительной системы мощности 1 определяется расстоянием, которое проходит электромагнитная волна в СВЧ тракте от точки «а» до точки «б». В зависимости от длины витка СВЧ тракта распределительной системы мощности 1 между направленными ответвителями 2 фаза проходящей волны может иметь либо 90°, либо 270°. В связи с этим необходимо использовать различную конфигурацию распределительной системы мощности.
Фаза на выходе элементарных излучателей 4 будет вычисляться как (1):
где N - номер выхода;
Фотв _ фаза направленного ответвителя 2 принимает значение 0° или -180°;
Фф. секции - фаза фазирующей секции 3 принимает значение 0° или 90°;
Финв. ф. эл. изл - фаза инвертора 6 фазы элементарного излучателя 4 принимает значение 0° или 180°.
В первом варианте между первым и вторым направленными ответвителями 2 фаза проходящей волны изменяется на 90°. Конфигурация системы выглядит следующим образом (2):
где n - натуральное число.
Учитывая, что целое число волн можно отбросить, получим следующие соотношения.
По мере распространения электромагнитной волны к выходу первого элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будут изменять фазирующая секция 3 и инвертор фазы 6 элементарного излучателя 4. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (3):
По мере распространения электромагнитной волны к выходу второго элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будет изменять направленный ответвитель 2. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (4):
По мере распространения электромагнитной волны к выходу третьего элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будут изменять направленный ответвитель 2, фазирующая секция 3 и инвертор фазы 6 элементарного излучателя 4. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (5):
По мере распространения электромагнитной волны к выходу четвертого элементарного излучателя 4 элементы 2, 3, 6 изменений в фазу проходящей волны не вносят. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (6):
В результате мы видим, что все излучатели синфазны.
Во втором варианте между первым и вторым направленными ответвителями 2 фаза проходящей волны изменяется на 270°. Конфигурация системы выглядит следующим образом (7).
где n - натуральное число.
Учитывая, что целое число волн можно отбросить, получим следующие соотношения.
По мере распространения электромагнитной волны к выходу первого элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будут изменять направленный ответвитель 2, фазирующая секция 3 и инвертор фазы 6 элементарного излучателя 4. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (8):
По мере распространения электромагнитной волны к выходу второго элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будут изменять направленный ответвитель 2 и инвертор фазы 6 элементарного излучателя 4. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (9):
По мере распространения электромагнитной волны к выходу третьего элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будут изменять фазирующая секция 3 и инвертор фазы 6 элементарного излучателя 4. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (10):
По мере распространения электромагнитной волны к выходу четвертого элементарного излучателя 4 фазу проходящей волны будет изменять инвертор фазы 6 элементарного излучателя 4. Таким образом, на выходе элементарных излучателей 4 линейной антенной решетки 5 фаза будет иметь следующее значение (11):
В результате все излучатели синфазны.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет избавиться от эффекта нормали в антенне с частотным сканированием, повысить КПД, как следствие, снизить уровень боковых лепестков за счет сохранения неизменным вида амплитудного распределения в раскрыве антенны и обеспечения требуемых перепадов коэффициентов связи.
Claims (2)
1. Антенна с частотным сканированием, состоящая из СВЧ тракта распределительной системы мощности, направленных ответвителей, которые последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту распределительной системы мощности, линейных антенных решеток, соединенных с направленными ответвителями, фазирующих секций, инверторов фазы элементарного излучателя, элементарных излучателей, отличающаяся тем, что направленные ответвители распределительной системы мощности последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту на расстояние, электрическая длина которого равна четверти длины волны в тракте СВЧ за вычетом целого числа длин волн, при этом в направленных ответвителях за номерами 4n-3, где n - натуральное число, фаза направленного ответвителя равна 0°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n-2 фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 0°, в направленных ответвителях за номерами 4n-1 фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n фаза направленного ответвителя равна 0°, в антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 0°.
2. Антенна с частотным сканированием, состоящая из СВЧ тракта распределительной системы мощности, направленных ответвителей, которые последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту распределительной системы мощности, линейных антенных решеток, соединенных с направленными ответвителями, фазирующих секций, инверторов фазы элементарного излучателя, элементарных излучателей, отличающаяся тем, что направленные ответвители распределительной системы мощности последовательно разнесены между собой по СВЧ тракту на расстояние, электрическая длина которого равна трем четвертям длины волны в тракте СВЧ за вычетом целого числа длин волн, при этом в направленных ответвителях за номерами 4n-3, где n - натуральное число, фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n-2 фаза направленного ответвителя равна -180°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n-1 фаза направленного ответвителя равна 0°, в линейной антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 90°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 180°, в направленных ответвителях за номерами 4n фаза направленного ответвителя равна 0°, в антенной решетке фаза в фазирующей секции установлена фаза 0°, а на инверторе фазы элементарного излучателя установлена фаза 0°.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115941A RU2656300C1 (ru) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115941A RU2656300C1 (ru) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656300C1 true RU2656300C1 (ru) | 2018-06-04 |
Family
ID=62560279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017115941A RU2656300C1 (ru) | 2017-05-05 | 2017-05-05 | Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656300C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1597986A1 (ru) * | 1988-02-29 | 1990-10-07 | Предприятие П/Я Г-4097 | Антенный модуль с частотным сканированием |
| US5543810A (en) * | 1995-06-06 | 1996-08-06 | Hughes Missile Systems Company | Common aperture dual polarization array fed by rectangular waveguides |
| RU2470419C1 (ru) * | 2011-12-20 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | Линейная антенна с частотным сканированием |
| RU2490760C1 (ru) * | 2012-03-23 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | Моноимпульсная антенна с частотным сканированием |
-
2017
- 2017-05-05 RU RU2017115941A patent/RU2656300C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1597986A1 (ru) * | 1988-02-29 | 1990-10-07 | Предприятие П/Я Г-4097 | Антенный модуль с частотным сканированием |
| US5543810A (en) * | 1995-06-06 | 1996-08-06 | Hughes Missile Systems Company | Common aperture dual polarization array fed by rectangular waveguides |
| RU2470419C1 (ru) * | 2011-12-20 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | Линейная антенна с частотным сканированием |
| RU2490760C1 (ru) * | 2012-03-23 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" | Моноимпульсная антенна с частотным сканированием |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8193990B2 (en) | Microstrip array antenna | |
| US6424298B1 (en) | Microstrip array antenna | |
| JP5694246B2 (ja) | 導波管接続構造、アンテナ装置およびレーダ装置 | |
| US9595764B2 (en) | Dual port single frequency antenna | |
| JP2013187752A (ja) | 導波管スロットアレーアンテナ装置 | |
| US9929465B2 (en) | Antenna array and phased array system to which antenna array is applied | |
| JP2008244520A (ja) | 平面アレーアンテナ | |
| Salimi et al. | Design of a compact Gaussian profiled corrugated horn antenna for low sidelobe-level applications | |
| US3883877A (en) | Optimized monopulse antenna feed | |
| RU2470419C1 (ru) | Линейная антенна с частотным сканированием | |
| RU2656300C1 (ru) | Антенна с частотным сканированием без эффекта нормали (варианты) | |
| Al-Husseini et al. | High-gain S-band slotted waveguide antenna arrays with elliptical slots and low sidelobe levels | |
| Ördek et al. | Horn array antenna design for Ku-band applications | |
| US2635189A (en) | Wave guide antenna with bisectional radiator | |
| US10062971B2 (en) | Power divider | |
| Pan et al. | A narrow-wall slotted waveguide antenna array for high power applications | |
| JP5589454B2 (ja) | モノパルスレーダ装置 | |
| RU163510U1 (ru) | Уголковый изгиб волноводного тракта | |
| RU2284079C1 (ru) | Антенна частотного сканирования | |
| KR101056860B1 (ko) | 스트립라인과 슬롯형급전부가 결합된 초소형 안테나 | |
| JP2017063406A (ja) | 導波管、スロットアンテナ及びホーンアンテナ | |
| JP2013034118A (ja) | アレーアンテナ | |
| JP2020115619A (ja) | 導波管−伝送線路変換器、導波管スロットアンテナ、および導波管スロットアレーアンテナ | |
| RU2237954C1 (ru) | Широкополосный волноводно-рупорный излучатель | |
| RU2594643C1 (ru) | Антенная решетка с частотным сканированием |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190506 |