RU2728249C1 - Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system - Google Patents

Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system Download PDF

Info

Publication number
RU2728249C1
RU2728249C1 RU2020101335A RU2020101335A RU2728249C1 RU 2728249 C1 RU2728249 C1 RU 2728249C1 RU 2020101335 A RU2020101335 A RU 2020101335A RU 2020101335 A RU2020101335 A RU 2020101335A RU 2728249 C1 RU2728249 C1 RU 2728249C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
energy distribution
millimeter
dielectric
conic
radiator
Prior art date
Application number
RU2020101335A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Сергеевич Сулимский
Николай Николаевич Строев
Сергей Петрович Астахов
Алина Александровна Власенкова
Наталия Сергеевна Тимофеева
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт современных телекоммуникационных технологий"
Priority to RU2020101335A priority Critical patent/RU2728249C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2728249C1 publication Critical patent/RU2728249C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q30/00—Auxiliary means serving to assist or improve the scanning probe techniques or apparatus, e.g. display or data processing devices

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: device for changing energy distribution in the opening plane of a conical radiator of a millimeter-wave radio vision system relates to antenna engineering and can be used to change energy distribution in antenna solutions, in particular, conic emitters of millimeter range radio vision systems. Proposed device is based on nine dielectric parallelepipeds with geometrical dimensions of 30λ×2λ×2λ (where λ is the emitted wave length), which by means of radiotransparent stretch marks, providing their location at mutual distances, equal to λ , and dielectric radiotransparent frame form tetragonal matrix.
EFFECT: increasing the efficiency factor of emitted electromagnetic energy by matching geometrical parameters of the beam pattern of the transmitting device and the field of vision of the receiving device with a matrix receiver of rectangular radiation of a millimeter-wave radio imaging system.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для изменения формы диаграммы направленности волн, излучаемых антенной, в частности - к устройствам, изменяющим распределение энергии в растворе антенны.The invention relates to devices for changing the shape of the directional pattern of waves emitted by the antenna, in particular - to devices that change the distribution of energy in the antenna solution.

Известен способ повышения коэффициента усиления для миллиметрового диапазона длин волн (Array of Dielectric Rod Waveguide antennas for millimeter-wave power generation / IEEE. - 2015. - С 917), заключающийся в использование антенной решетки, состоящей из диэлектрических элементов клиновидной формы. Каждый элемент располагается в своем волноводном выходе (излучателе). Посредством взаимной электромагнитной связи между элементами повышается коэффициент усиления антенны, в сравнение с системой, содержащий один излучатель и один диэлектрический элемент, кроме того, излучаемая волна характеризуется плоским фронтом.A known method of increasing the gain for the millimeter wavelength range (Array of Dielectric Rod Waveguide antennas for millimeter-wave power generation / IEEE. - 2015. - C 917), which consists in using an antenna array consisting of dielectric wedge-shaped elements. Each element is located in its own waveguide output (emitter). Due to the mutual electromagnetic coupling between the elements, the antenna gain is increased, in comparison with a system containing one emitter and one dielectric element, in addition, the emitted wave is characterized by a flat front.

Недостатком данного способа является сложность конструкции, обусловленная необходимостью не только изготовления некоторого множества излучателей обладающих идентичными параметрам, но и требующая обеспечения синфазности подводимой к ним энергии по разветвляющимся волноводам с различной длиной.The disadvantage of this method is the complexity of the design, due to the need not only to manufacture a set of emitters with identical parameters, but also requiring the provision of in-phase energy supplied to them through branching waveguides with different lengths.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для формирования волны с плоским фронтом на основе гексагональной решетки из диэлектрических стержней, описанное в патенте США (US 7167139 В2, 23.01.2007), обеспечивающее излучение в пространство подводимой по коаксиальному кабелю электромагнитной энергии в виде электромагнитной волны с плоским фронтом. Центральным элементом устройства является поляризатор, запитываемый от коаксиального кабеля, относительно которого на определенных расстояниях в гексагональном порядке размещены шесть диэлектрических стержней первого кольца и двенадцать диэлектрических стержней второго кольца, все элементы объединены в один узел помощью специальной обоймы.The closest to the claimed technical solution is a device for generating a wave with a plane front based on a hexagonal lattice of dielectric rods, described in US patent (US 7167139 B2, 23.01.2007), providing radiation into the space of electromagnetic energy supplied through a coaxial cable in the form of an electromagnetic wave with a flat front. The central element of the device is a polarizer powered by a coaxial cable, relative to which six dielectric rods of the first ring and twelve dielectric rods of the second ring are placed at certain distances in a hexagonal order, all elements are combined into one unit using a special holder.

В качестве недостатков данного устройства можно отметить:The disadvantages of this device are:

- невозможность использовать его для преобразования пространственного распределения электромагнитной энергии передающего устройства с коническим излучателем;- the impossibility of using it to transform the spatial distribution of electromagnetic energy of a transmitting device with a conical radiator;

- нерациональное распределение излучаемой электромагнитной энергии в плоскости анализа изображения, в случае использования его в составе системы радиовидения с матричным приемником излучения прямоугольной формы.- irrational distribution of the radiated electromagnetic energy in the image analysis plane, if it is used as part of a radio imaging system with a rectangular matrix radiation receiver.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка устройства, свободного от указанных недостатков.The problem to be solved by the claimed invention is the development of a device free from the indicated disadvantages.

Техническим результатом, который достигается при решении данной задачи, является увеличение коэффициента полезного использования излученной электромагнитной энергии за счет согласования геометрических параметров диаграммы направленности передающего устройства и поля зрения приемного устройства с матричным приемником излучения прямоугольной формы системы радиовидения миллиметрового диапазона.The technical result, which is achieved when solving this problem, is to increase the efficiency of the radiated electromagnetic energy by matching the geometric parameters of the radiation pattern of the transmitting device and the field of view of the receiving device with a matrix rectangular radiation receiver of the millimeter wave radio imaging system.

Указанная задача решается за счет того, что используемые в прототипе поляризатор, запитываемый от коаксиального кабеля, и гексагональная решетка, состоящая из диэлектрических стержней, заменяются, соответственно, на (фиг. 1) конический излучатель 1 и размещенное в плоскости его раскрыва устройство для изменения распределения энергии 2, состоящее из (фиг. 2):This problem is solved due to the fact that the polarizer used in the prototype, powered by a coaxial cable, and a hexagonal grating consisting of dielectric rods are replaced, respectively, by (Fig. 1) a conical emitter 1 and a device placed in the plane of its opening to change the distribution energy 2, consisting of (Fig. 2):

- радиопрозрачного каркаса 3;- radio transparent frame 3;

- девяти диэлектрических параллелепипедов 4 с геометрическими размерами 30λ×2λ×2λ, (где λ - длина излучаемой волны);- nine dielectric parallelepipeds 4 with geometric dimensions 30λ × 2λ × 2λ, (where λ is the length of the emitted wave);

- радиопрозрачных растяжек 5, обеспечивающих целостность конструкции и расположение диэлектрических параллелепипедов 4 на взаимных расстояниях равных λ в виде тетрагональной матрицы.- radiotransparent guy wires 5, which ensure the integrity of the structure and the arrangement of dielectric parallelepipeds 4 at mutual distances equal to λ in the form of a tetragonal matrix.

Принцип работы изобретения.The principle of the invention.

В раскрыв конического излучателя 1, характеризующегося видом диаграммы направленности излучения 6, показанным на фиг. 3, помещают устройство для изменения распределения энергии 2, вследствие чего создаются условия для взаимодействия электромагнитной волны, выходящей из раскрыва конического излучателя 1, с тетрагональной матрицей, образованной диэлектрическими параллелепипедами 4, в результате которого формируется диаграмма направленности излучения 7, показанная на фиг. 4, характеризующаяся поперечным сечением близком к прямоугольной форме.In the opening of the conical emitter 1, characterized by the type of radiation pattern 6 shown in FIG. 3, a device for changing the energy distribution 2 is placed, as a result of which conditions are created for the interaction of the electromagnetic wave emerging from the aperture of the conical radiator 1 with the tetragonal matrix formed by dielectric parallelepipeds 4, as a result of which the radiation pattern 7 shown in FIG. 4, characterized by a nearly rectangular cross-section.

Таким образом, устройство для изменения распределения энергии, позволяет:Thus, the device for changing the energy distribution allows:

- использовать его для преобразования пространственного распределения электромагнитной энергии передающего устройства с коническим излучателем;- to use it to transform the spatial distribution of electromagnetic energy of a transmitter with a conical emitter;

- обеспечить рациональное распределение излучаемой электромагнитной энергии в плоскости анализа изображения системы радиовидения с матричным приемником излучения прямоугольной формы.- to ensure a rational distribution of the radiated electromagnetic energy in the image analysis plane of the radio imaging system with a matrix radiation receiver of a rectangular shape.

Claims (1)

Устройство для изменения распределения энергии в плоскости раскрыва конического излучателя системы радиовидения миллиметрового диапазона, состоящее из дискретных диэлектрических элементов, отличающееся тем, что содержит радиопрозрачный каркас, радиопрозрачные растяжки, обеспечивающие формирование тетрагональной матрицы из девяти диэлектрических параллелепипедов с геометрическими размерами 30λ×2λ×2λ, находящихся на взаимных удалениях λ (где λ - длина излучаемой волны).A device for changing the energy distribution in the plane of the aperture of a conical emitter of a millimeter-wave radio imaging system, consisting of discrete dielectric elements, characterized in that it contains a radio-transparent frame, radio-transparent extensions that ensure the formation of a tetragonal matrix of nine dielectric parallelepipeds with geometric dimensions of 30λ × 2λ × 2λ located at mutual distances λ (where λ is the length of the emitted wave).
RU2020101335A 2020-01-15 2020-01-15 Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system RU2728249C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020101335A RU2728249C1 (en) 2020-01-15 2020-01-15 Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020101335A RU2728249C1 (en) 2020-01-15 2020-01-15 Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728249C1 true RU2728249C1 (en) 2020-07-28

Family

ID=72085916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020101335A RU2728249C1 (en) 2020-01-15 2020-01-15 Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728249C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767807A (en) * 1996-06-05 1998-06-16 International Business Machines Corporation Communication system and methods utilizing a reactively controlled directive array
US7167139B2 (en) * 2003-12-27 2007-01-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Hexagonal array structure of dielectric rod to shape flat-topped element pattern
RU2443050C1 (en) * 2010-07-20 2012-02-20 Валерий Михайлович Башков Converter of uhf-range electromagnetic wave energy into continuous voltage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5767807A (en) * 1996-06-05 1998-06-16 International Business Machines Corporation Communication system and methods utilizing a reactively controlled directive array
US7167139B2 (en) * 2003-12-27 2007-01-23 Electronics And Telecommunications Research Institute Hexagonal array structure of dielectric rod to shape flat-topped element pattern
RU2443050C1 (en) * 2010-07-20 2012-02-20 Валерий Михайлович Башков Converter of uhf-range electromagnetic wave energy into continuous voltage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xia et al. Design of a full solid angle scanning cylindrical-and-conical phased array antennas
Chen et al. A novel planar slot array antenna with omnidirectional pattern
Sehm et al. A large planar 39-GHz antenna array of waveguide-fed horns
Rivera-Lavado et al. Design of a dielectric rod waveguide antenna array for millimeter waves
US11515638B2 (en) Square aperture frequency selective surfaces in Fabry-Perot cavity antenna systems
Cagliero et al. A new approach to the link budget concept for an OAM communication link
CN109768385B (en) Ultra-wideband high-capacity terahertz metamaterial random radiation antenna
CN115966895B (en) One-bit broadband programmable subsurface unit and multi-beam array antenna
Hanham et al. Evolved-profile dielectric rod antennas
CN102868416B (en) Integrated heterodyne array receiver of millimeter and sub-millimeter wave bands
Islam et al. Design of maximum-gain dielectric lens antenna via phase center analysis
RU2728249C1 (en) Device for changing energy distribution in opening plane of conic radiator of millimeter range radio vision system
Xue et al. Patch fed planar dielectric slab extended hemi-elliptical lens antenna
Zhang et al. Plane spiral orbital angular momentum wave and its applications
Puskely et al. Design of a compact wideband antenna array for microwave imaging applications
Rivera-Lavado et al. Array of dielectric rod waveguide antennas for millimeter-wave power generation
dos Santos et al. Ultra-wideband dielectric lens antennas for beamsteering systems
Saleem et al. Dual strip-excited dielectric resonator antenna with parasitic strips for radiation pattern reconfigurability
Farahbakhsh et al. A Single Layer Dual-Polarization Array Antenna Based on Parallel Plate Gap Waveguide
Chudpooti et al. A Dual Polarized Microstrip Patch Antenna Gain Enhancement Using Low-Cost Partially Reflective Surface
Fan et al. A multibeam slot antenna using dual-layer metasurface
Guntupalli et al. Frequency-steered directive beam with dual circular polarization and two-dimensional scan capability for millimeter-wave imaging and sensing systems
US3496571A (en) Low profile feedback slot antenna
RU119530U1 (en) ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY
Sehm et al. A 38 GHz horn antenna array