RU75511U1 - Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов - Google Patents
Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU75511U1 RU75511U1 RU2008108630/22U RU2008108630U RU75511U1 RU 75511 U1 RU75511 U1 RU 75511U1 RU 2008108630/22 U RU2008108630/22 U RU 2008108630/22U RU 2008108630 U RU2008108630 U RU 2008108630U RU 75511 U1 RU75511 U1 RU 75511U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitters
- mirror
- polarization
- frequency
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов предназначена для уменьшения размеров облучающего устройства и повышения ее коэффициента усиления за счет снижения размеров области затенения раскрыва облучающим устройством, может быть использована в качестве моноимпульсной антенны с управляемой поляризацией для радиолокационных станций и содержит полусферического зеркала 34, облучающее устройство 35, работающее на рабочих частотах f1, f2, устройство суммарно-разностной обработки сигналов вертикальной поляризации 36, устройство суммарно-разностной обработки сигналов горизонтальной поляризации 37, фазовращатели с плавной регулировкой фазы 38-40, устройства управления поляризацией 41-43. Облучающее устройство 35 состоит из основного моноимпульсного облучателя 44, работающего на частоте f1, и дополнительного моноимпульсного облучателя, работающего на частоте f2 и состоящего из двух групп одиночных излучателей 45,46. Первая группа излучателей 45 дополнительного моноимпульсного облучателя работает на вертикальной поляризации поля и состоит из четырех одиночных излучателей, попарно расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях вблизи оси симметрии зеркала с направлением излучения вдоль вогнутой отражающей поверхности полусферического зеркала в противоположные стороны. Первая пара излучателей 47 расположена перед зеркалом, а вторая пара 48 расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены излучатели первой пары и их апертуры удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2 (С - скорость света в свободном пространстве). Вторая группа излучателей 46 работает на горизонтальной поляризации поля и состоит из четырех одиночных излучателей, аналогичных группе излучателей 45 и отличающихся тем, что апертуры первой пары излучателей 49 удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2, и излучают поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и первая пара
одиночных излучателей 47 первой группы излучателей 45, а вторая пара излучателей 50 расположена перед зеркалом и излучает поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и вторая пара одиночных излучателей 48 первой группы излучателей 45. Выходы одиночных излучателей 47, 48 первой группы 45 соединены со входами кольцевых мостов 51, 52, а суммарные выходы кольцевых мостов соединены на сумматоре 53, выходы одиночных излучателей 49, 50 второй группы 46 соединены со входами кольцевых мостов 54, 55, а суммарные выходы кольцевых мостов соединены на сумматоре 56. Суммарно-разностные сигналы вертикальной поляризации с разностных выходов кольцевых мостов 51, 52 и выхода сумматора 53 через фазовращатели 38-40 соединены с первыми входами устройств управления поляризацией 41-43, суммарно-разностные сигналы горизонтальной поляризации с разностных выходов кольцевых мостов 54, 55 и выхода сумматора 56 соединены со вторыми входами устройств управления поляризацией 41-43. С выхода основного моноимпульсного облучателя 44 суммарный сигнал и сигналы ошибки по углу места и азимуту поступают в приемо-передающее устройство частоты f1, а с выходов устройств управления поляризацией 41-43 суммарный сигнал и сигналы ошибки по углу места и азимуту поступают в приемо-передающее устройство частоты f2. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области антенной техники и направлена на уменьшение размеров облучающего устройства моноимпульсной сферической антенны с поляризационной селекцией сигналов и повышение ее коэффициента усиления за счет снижения размеров области затенения раскрыва облучающим устройством, может быть использована в качестве моноимпульсной антенны с управляемой поляризацией для радиолокационных станций.
Уровень техники
Известна двухполяризационная зеркальная антенна [1] для использования в широкополосных системах связи, работающая в двухкратной полосе частот на ортогональных поляризациях поля, состоящая из основного зеркала 1 (фиг.1), облучающего устройства 2, плоского селективного зеркала 3, поглощающего экрана 4. Облучающее устройство выполнено с возможностью поворота в реальном фокусе отражателя на угол 0°<α≤45°.
Основной недостаток данной антенны - затенение раскрыва облучающим устройством, что приводит к снижению коэффициента усиления антенны.
Известна многочастотная облучающая система зеркальной антенны с разделением ортогональных поляризаций [2], обеспечивающая повышение энергетической эффективности, упрощение конструкции и уменьшение облучающего устройства многочастотной зеркальной антенны. Облучающая (трехчастотная) система возбуждает зеркало 5 (фиг.2) и содержит рупорный
облучатель 6 и устройства возбуждения, одно из которых, высокочастотное 7 (высокочастотное устройство преобразования и разделения ортогональных поляризаций), соединено с рупорным облучателем 6 с торца, а другие, низкочастотные 8 и 9, связаны с рупорным облучателем 6 через щелевые возбудители 10-13. Щелевые возбудители связаны с низкочастотными устройствами преобразования и разделения ортогональных поляризаций 14, 15. С выхода устройств 7, 14, 15 высокочастотные сигналы через пары волноводов 16 поступают на приемо-передающее устройство 17.
Основным недостатком данной многочастотной облучающей системы является то, что она эффективна при использовании в составе антенн с большим электрическим радиусом и создает значительную область затенения зеркала при использовании в составе антенн с диаметром раскрыва единицы метров, что сужает область использования изобретения.
Известна сферическая зеркальная антенна с низким уровнем бокового излучения [3], состоящая из полусферического зеркала 18 (фиг.3), рупорного облучателя 19, расположенного в окрестности параксиального фокуса зеркала, дополнительного облучателя 20 в виде двух прямоугольных волноводов с отрытыми концами, изогнутых в противоположные стороны в плоскости вектора . Широкие стенки волноводов находятся в постоянном контакте с вогнутой поверхностью зеркала, выходы волноводов через фазовращатели 21, 22 и аттенюаторы 23,24 соединены на Е-тройнике 25, а выход рупорного облучателя 19 через фазовращатель 26 и аттенюатор 27 соединен с выходом Е-тройника на волноводном Н-тройнике 28.
К недостаткам вышеописанной антенны можно отнести недостаточно высокий коэффициент усиления антенны из-за возбуждения центральной области раскрыва полусферического зеркала рупорным источником, возбуждения краевых областей раскрыва только в одной плоскости.
Известна моноимпульсная приемопередающая фазированная антенная решетка с поляризационной селекцией сигналов, выбранная в качестве ближайшего аналога [4], состоящая из поляризационного фильтра 29 (фиг.4),
многорупорных моноимпульсных облучателей 30,31. Каждый из приемных облучателей имеет волноводную схему 32 формирования суммарного (ΣГ или ΣB) и двух разностных (Δ1Г, Δ2Г или Δ1В, Δ2В) каналов. Облучатель 30 работает на горизонтальной поляризации, облучатель 31 - на вертикальной поляризации поля. Попарно суммарные и разностные выходы облучателей ΣГ и ΣВ, Δ1Г, Δ2Г и Δ1В, Δ2В подсоединены к соответствующим парам входов трех идентичных устройств управления поляризацией 33. Выходы Σ, Δ1, Δ2 устройств 33 являются суммарным и двумя разностными выходами блока облучателей приемных каналов. Облучатель 31 совмещен с точкой действительного фокуса фазируемой апертуры антенной решетки, облучатель 30 - с точкой зеркального фокуса (относительно фильтра 29). При приеме произвольно поляризованной плоской волны ее горизонтально поляризованная составляющая фокусируется на апертуру облучателя 30, а вертикально поляризованная - на апертуру облучателя 31. В результате взвешенного суммирования выходы Σ, Δ1, Δ2 устройств 33 оказываются настроенными на оптимальный по мощности прием приходящей к фазированной антенной решетке плоской волны с выбранным видом поляризации.
Основной недостаток данной антенной системы - большие габариты облучателя волноводного типа.
Сущность полезной модели
Основной задачей полезной модели является уменьшение размеров облучающего устройства моноимпульсной сферической двухчастотной антенны с поляризационной селекцией сигналов, и как следствие -увеличение ее коэффициента усиления за счет уменьшения области затенения раскрыва облучающим устройством.
Для решения поставленной задачи сферическая антенна с полусферическим зеркалом 34 (фиг.5) имеет облучающее устройство 35, работающее на рабочих частотах f1, f2 (в общем случае частоты могут совпадать), устройство суммарно-разностной обработки сигналов
вертикальной поляризации 36, устройство суммарно-разностной обработки сигналов горизонтальной поляризации 37, фазовращатели 38-40, устройства управления поляризацией 41-43. Облучающее устройство 35 состоит из основного моноимпульсного облучателя 44, работающего на частоте f1, фазовый центр которого расположен в окрестности параксиального фокуса F=a/2 (a - радиус полусферического зеркала), и дополнительного моноимпульсного облучателя, работающего на частоте f2 и состоящего из двух групп одиночных излучателей 45, 46. С выхода основного моноимпульсного облучателя 44 суммарный сигнал ###U1032 и разностные сигнал по углу места и азимуту Δε, Δβ поступают в приемо-передающее устройство частоты f1. Первая группа излучателей 45 дополнительного моноимпульсного облучателя работает на вертикальной поляризации поля и состоит из четырех одиночных излучателей, попарно расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях вблизи оси симметрии зеркала с направлением излучения вдоль вогнутой отражающей поверхности полусферического зеркала в противоположные стороны, причем первая пара излучателей 47 расположена перед зеркалом, а вторая пара 48 расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены излучатели первой пары и их апертуры удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2 (С - скорость света в свободном пространстве). Вторая группа излучателей 46 работает на горизонтальной поляризации поля и состоит из четырех одиночных излучателей, аналогичных группе излучателей 45 и отличающихся тем, что апертуры первой пары излучателей 49 удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2, и излучают поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и первая пара одиночных излучателей 47 первой группы излучателей 45, а вторая пара излучателей 50 расположена перед зеркалом и излучает поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и вторая пара одиночных излучателей 48 первой группы излучателей 45. Выходы одиночных излучателей 47, 48 первой группы 45 соединены со входами
кольцевых мостов 51, 52, на разностных выходах которых образуются сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ1, а суммарные выходы кольцевых мостов соединены на сумматоре 53, на выходе которого образуется суммарный сигнал Σ1. Выходы одиночных излучателей 49, 50 второй группы 46 соединены со входами кольцевых мостов 54, 55, на разностных выходах которых образуются сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε2, Δβ2, а суммарные выходы кольцевых мостов соединены на сумматоре 56, на выходе которого образуется суммарный сигнал Σ2. Суммарно-разностные сигналы вертикальной поляризации Σ1, Δε1, Δβ1, с разностных выходов кольцевых мостов 51,52 и выхода сумматора 53 через фазовращатели с плавной регулировкой фазы 38-40 соединены с первыми входами устройств управления поляризацией 41-43. Суммарно-разностные сигналы горизонтальной поляризации Σ1, Δε2, Δβ2 с разностных выходов кольцевых мостов 54, 55 и выхода сумматора 56 соединены со вторыми входами устройств управления поляризацией 41-43. С выходов устройств управления поляризацией 41-43 суммарный сигнал Σ и сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ поступают в приемо-передающее устройство частоты f2.
Принцип работы моноимпульсной двухчастотной сферической антенны с поляризационной селекцией сигналов заключается в том, что основной моноимпульсный облучатель возбуждает центральную область раскрыва полусферического зеркала, ограниченную диаметром 1,4·а на частоте f1, а дополнительный моноимпульсный облучатель возбуждает краевые области раскрыва зеркала поверхностными электромагнитными волнами на двух ортогональных поляризациях поля частоты f2,. При этом за счет того, что излучатели дополнительного моноимпульсного облучателя расположены вблизи вогнутой отражающей поверхности зеркала с направлением излучения вдоль нее, облучатель не создает области тени на раскрыве. За счет излучения поверхностных электромагнитных волн на
раскрыв в диаметрально противоположные точки сферическая антенна на частоте f2, представляет собой угловой датчик фазового суммарно-разностного координатора цели с точностью пеленгации целей, превышающей точность пеленгации целей при амплитудной суммарно-разностной обработке информации с помощью основного моноимпульсного облучателя, работающего на частоте f1. Таким образом, дополнительным преимуществом данной сферической антенны является комбинирование методов пеленгации: амплитудного и фазового. При равенстве частот f1=f2, коэффициент усиления моноимпульсной сферической антенны повышается на 10-12%.
Облучающее устройство моноимпульсной двухчастотной сферической антенны с поляризационной селекцией сигналов конструируется с учетом дифракционных свойств полусферического отражателя. Решение уравнений Максвелла в сферической системе координат методом Фурье с использованием группы вращений [5] позволяет получить амплитудно-фазовое распределение электрического поля вдоль оси идеально-проводящей полусферы произвольного электрического радиуса k·a (k=2·π/λ - волновое число в свободном пространстве, λ=C/f - длина волны) для заданного амплитудно-фазового распределения поля на раскрыве. При этом на оси отражателя имеется два явно выраженных максимума фокусировки энергии. Первый максимум 57 (фиг.6) находится в окрестности параксиального фокуса F=а/12, обусловлен фокусировкой лучей однократного отражения от центральной области зеркала, ограниченной диаметром 1,4·а и имеет протяженный вид. Фокусировка лучей в этой области используется для коррекции сферической аберрации моноимпульсным облучателем 44 (фиг.5). Второй интерференционный максимум 58 (фиг.6) имеет меньшую протяженность и характеризует фокусирующие свойства краевых областей раскрыва полусферы, где лучи испытывают многократные отражения и сказывается влияние поверхностных электромагнитных волн типа «шепчущей галереи». В этот максимум устанавливаются источники 47-50
(фиг.5) дополнительного моноимпульсного облучателя с направлением излучения вдоль вогнутой отражающей поверхности зеркала на частоте f2. Частотные свойства полусферического отражателя исследованы теоретически и экспериментально для фиксированного значения радиуса полусферического отражателя а=20 см и трех значений волновых чисел: к=1 см-1 (ka=20); k=2,5 см-1 (ka=50) и k=7,5 cм-1) (ka=150). На фиг.6 показано амплитудное распределение радиальной компоненты вектора напряженности электрического поля Er, вдоль оси полусферического отражателя радиусом а=20 см на длинах волн λ=6,28 см (точечный график), λ=2,513 см (тонкая сплошная линия) и λ=0,838 см (толстая линия). Анализ амплитудного распределения радиальной составляющей вектора напряженности электрического поля Еr вдоль оси идеально проводящего полусферического отражателя показывает возможность возбуждения раскрыва полусферического зеркала комбинированным облучателем, состоящим из основного, расположенного в максимуме поля 57 в окрестности параксиального фокуса F=a/2, и дополнительного, находящегося в интерференционном максимуме 58 и возбуждающего краевые области раскрыва.
Технологически целесообразно выполнять дополнительный моноимпульсный облучатель в виде четырех пар прямоугольных микрополосковых антенн в виде «коробочки». Каждая пара микрополосковых антенн (МПА) дополнительного моноимпульсного облучателя, работающего на частоте f2, состоит из МПА, принимающей (излучающей) вертикально поляризованную компоненту поля, и МПА для приема (излучения) горизонтально поляризованной компоненты. В вертикальной плоскости МПА 59 (фиг.7) располагается вблизи отражающей поверхности зеркала в максимуме 58 (фиг.6) фокусировки компоненты Er и запитывается через симметричную полосковую линию от коаксиально-полоскового перехода 63. МПА 60 размещается на удалении от зеркала λ2/2
(в максимуме фокусировки тангенциальной компоненты вектора напряженности электрического поля Еφ вблизи вогнутой поверхности зеркала [5]) и запитывается через симметричную полосковую линию от коаксиально-полоскового перехода 64. Для возбуждения раскрыва сферической антенны в вертикальной плоскости используются пары МПА 59-62, расположенные на верхней и нижней подложках 69, 70, имеющих диэлектрическую проницаемость εr, с направлением вектора поляризации излучаемого (принимаемого) поля в соответствии с построениями на фиг.7. В горизонтальной плоскости пары одиночных излучателей 65-68 располагаются на подложках 71, 72 с диэлектрической проницаемостью εr и принимают (излучают) поверхностные электромагнитные волны в соответствии с ориентацией векторов напряженности поля, показанной на фиг.7.
Для проведения эксперимента, подтверждающего возможность реализации фазового метода пеленгации целей дополнительным моноимпульсным облучателем сферической антенны за счет возбуждения краевых областей раскрыва полусферического зеркала построена установка, включающая металлическую полусферу радиусом 13,5 см, облучатель в виде открытых концов прямоугольных волноводов МЭК-100, расположенных в вершине зеркала в горизонтальной плоскости симметрично оси зеркала и изогнутых в противоположные стороны в Н - плоскости, а также два волноводно-коаксиальных канала с регулируемыми аттенюаторами и волноводными вентилями (фото на фиг.8). Регистрация зависимости сигнала ошибки Uco, пропорционального разности фаз сигналов в линиях Δφ, от угла падения фронта волны на раскрыв, проводилась по сигналу на выходе коаксиальной измерительной линии Р1-3. Раскрыв антенны облучался из дальней зоны вертикально поляризованным полем на длине волны 2 см от генератора ГК4-19А. Регулируя затухание сигналов в каналах и перемещая зонд вдоль паза измерительной линии, фиксировался максимум стоячей волны в линии таким образом, чтобы он находился в пределах середины
измерительной шкалы (отсчет х1). При рассогласовании электрической оси сферической антенны относительно электрической оси рупорного излучателя генератора на заданный угол Δβ1, фиксировалось смещение максимума стоячей волны на величину Δхi, причем Δφi=2π·Δxi/λв, где длина волны в линии λв=2(хi-xi-1), xi, xi-1 - отсчеты, соответствующие соседним максимумам стоячей волны. В результате получена пеленгационная характеристика, правая ветвь которой показана на фиг.9 сплошной линией. Полученная пеленгационная характеристика сравнивалась с пеленгационной характеристикой антенной системы с параболическими зеркалами диаметрами 27 см, соединенных кромками в горизонтальной плоскости (пунктир). Расстояние между фазовыми центрами параболических зеркал составляло 27 см. Результаты показывают, что до угла β≈16,5° пеленгационные характеристики имеют равную крутизну при меньших габаритах сферической антенны. Полученные результаты свидетельствуют о возможности реализации в пределах раскрыва полусферического зеркала фазового метода пеленгации.
Таким образом, предлагаемая моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна позволяет: обеспечить высокий коэффициент усиления за счет того, что излучающие элементы вертикальной и горизонтальной поляризации, излучая энергию вдоль вогнутой отражающей поверхности полусферического зеркала, не затеняют его; выполнить технологически простое облучающее устройство с комбинированным амплитудно-фазовым методом пеленгации целей.
Предлагаемая моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов состоит из полусферического зеркала 34, облучающего устройства 35, работающего на рабочих частотах f1, f2, устройства суммарно-разностной обработки сигналов вертикальной поляризации 36, устройства суммарно-разностной обработки сигналов горизонтальной поляризации 37, фазовращателей с плавной регулировкой
фазы 38-40, устройства управления поляризацией 41-43. Облучающее устройство 35 состоит из основного моноимпульсного облучателя 44, работающего на частоте f1, фазовый центр которого расположен в окрестности параксиального фокуса F=a/2 (a - радиус полусферического зеркала), и дополнительного моноимпульсного облучателя, работающего на частоте f2, и состоящего из двух групп одиночных излучателей 45, 46. Выход основного моноимпульсного облучателя 44 (суммарный сигнал Σ и сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ) соединен с приемо-передающим устройством частоты f1. Первая группа излучателей 45 дополнительного моноимпульсного облучателя работает на вертикальной поляризации поля и состоит из четырех одиночных излучателей, попарно расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях вблизи оси симметрии зеркала с направлением излучения вдоль отражающей поверхности полусферического зеркала в противоположные стороны, причем первая пара излучателей 47 расположена перед зеркалом, а вторая пара 48 расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены излучатели первой пары и их апертуры удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2 (С - скорость света в свободном пространстве). Вторая группа излучателей 46 работает на горизонтальной поляризации поля и состоит из четырех одиночных излучателей, аналогичных группе излучателей 45 и отличающихся тем, что апертуры первой пары излучателей 49 удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2 и излучают поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и первая пара одиночных излучателей 47 первой группы излучателей 45, а вторая пара излучателей 50 расположена перед зеркалом и излучает поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и вторая пара одиночных излучателей 48 первой группы излучателей 45. Выходы одиночных излучателей 47, 48 первой группы 45 соединены со входами кольцевых мостов 51, 52, на разностных выходах которых образуются сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ1, а суммарные
выходы кольцевых мостов соединены на сумматоре 53, на выходе которого образуется суммарный сигнал Σ1. Выходы одиночных излучателей 49, 50 второй группы 46 соединены со входами кольцевых мостов 54, 55, на разностных выходах которых образуются сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε2, Δβ2, а суммарные выходы кольцевых мостов соединены на сумматоре 56, на выходе которого образуется суммарный сигнал Σ2. Суммарно-разностные сигналы вертикальной поляризации Σ1, Δε1, Δβ1, с разностных выходов кольцевых мостов 51,52 и выхода сумматора 53 через фазовращатели с плавной регулировкой фазы 38-40 соединены с первыми входами устройств управления поляризацией 41-43. Суммарно-разностные сигналы горизонтальной поляризации Σ2, Δε2, Δβ2 c разностных выходов кольцевых мостов 54, 55 и выхода сумматора 56 соединены со вторыми входами устройств управления поляризацией 41-43. С выходов устройств управления поляризацией 41-43 суммарный сигнал Σ и сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ поступают в приемо-передающее устройство частоты f2.
Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов в режиме приема работает следующим образом. Электромагнитные волны, падающие на раскрыв полу сферического зеркала, фокусируются на оси зеркала в максимумах 57, 58, где расположен основной 44 и дополнительный 45,46 моноимпульсные облучатели. Электромагнитные волны, отраженные от центральной области полу сферического зеркала 34 принимаются основным моноимпульсным облучателем 44, работающим на центральной частоте f1. Поверхностные электромагнитные волны, распространяющиеся с краевых областей раскрыва, принимаются одиночными источниками 45 вертикальной поляризации поля и 46 горизонтальной поляризации поля дополнительного моноимпульсного облучателя, работающего на центральной частоте f2. С выхода основного моноимпульсного облучателя 44 суммарный сигнал Σ и
сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ поступают в приемопередающее устройство частоты f1. С выходов одиночных излучателей 47, 48 первой группы 45 дополнительного моноимпульсного облучателя сигналы поступают на входы кольцевых мостов 51, 52, на разностных выходах которых образуются сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε1, Δβ1, а с суммарных выходов кольцевых мостов сигналы поступают на сумматор 53, на выходе которого образуется суммарный сигнал Σ1. С выходов одиночных излучателей 49, 50 второй группы 46 дополнительного моноимпульсного облучателя сигналы поступают на входы кольцевых мостов 54, 55, на разностных выходах которых образуются сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε2, Δβ2, а с суммарных выходов кольцевых мостов сигналы поступают на сумматор 56, на выходе которого образуется суммарный сигнал Σ2. Суммарно-разностные сигналы вертикальной поляризации Σ1, Δε1, Δβ1 с разностных выходов кольцевых мостов 51, 52 и выхода сумматора 53 через фазовращатели с плавной регулировкой фазы 38-40 поступают на первые входы устройств управления поляризацией 41-43. Суммарно-разностные сигналы горизонтальной поляризации Σ2, Δε2, Δβ2 разностных выходов кольцевых мостов 54, 55 и выхода сумматора 56 поступают на вторые входы устройств управления поляризацией 41-43. После взвешенного суммирования на устройствах управления поляризацией 41-43, выходные сигналы Σ, Δε, Δβ оказываются настроенными на оптимальный по мощности прием падающей на раскрыв сферической антенны плоской волны с произвольным видом поляризации. С выходов устройств управления поляризацией 41-43 суммарный сигнал Σ и сигналы ошибки по углу места и азимуту Δε, Δβ поступают в приемо-передающее устройство частоты f2.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена двухполяризационная зеркальная антенна (аналог [1]);
На фиг.2 представлена многочастотная облучающая система зеркальной антенны с разделением ортогональных поляризаций (аналог [2]);
На фиг.3 представлена сферическая зеркальная антенна (аналог [3]);
На фиг.4 моноимпульсная приемопередающая фазированная антенная решетка с поляризационной селекцией сигналов (ближайший аналог [4]);
На фиг.5 представлена предлагаемая моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов;
На фиг.6 представлены диапазонные свойства полу сферического зеркала радиусом а=20 см при равномерном амплитудном и синфазном распределении поля на раскрыве;
На фиг.7 представлена конструкция дополнительного моноимпульсного облучателя сферической антенны полоскового типа (пример выполнения);
На фиг.8 представлена фотография моноимпульсной сферической антенны с фазовым методом пеленгации целей;
На фиг.9 представлены пеленгационные характеристики сферической антенны и антенны, состоящей из двух параболических зеркал.
На графических материалах приняты следующие обозначения:
1 - параболическое зеркало;
2 - облучающее устройство;
3 - плоский селективный экран;
4 - поглощающий экран;
5 - зеркало;
6 - рупорный облучатель;
7 - высокочастотное устройство преобразования и разделения ортогональных поляризаций;
8, 9 - низкочастотные устройства возбуждения;
10-13 - щелевые возбудители;
14, 15 - низкочастотные устройства преобразования и разделения ортогональных поляризаций;
16 - волноводы;
17 - приемо-передающее устройство;
18, 34 - полусферическое зеркало;
19 - рупорный облучатель;
20 - дополнительный облучатель;
21, 22, 26, 38-40 - фазовращатели с плавной регулировкой фазы;
23, 24, 27 - аттенюаторы с плавной регулировкой затухания;
25 - Е-тройник;
28 - Н-тройник;
29 - поляризационный фильтр;
30, 31 - многорупорные моноимпульсные облучатели;
32 - волноводная схема формирования суммарного и разностных сигналов;
33, 41-43 - устройство управления поляризацией;
35 - облучающее устройство;
36 - устройство суммарно-разностной обработки сигналов вертикальной поляризации;
37 - устройство суммарно-разностной обработки сигналов горизонтальной поляризации;
44 - основной моноимпульсный облучатель;
45 - группа одиночных излучателей вертикальной поляризации;
46 - группа одиночных излучателей горизонтальной поляризации;
47 - первая пара излучателей вертикальной поляризации первой группы;
48 - вторая пара излучателей вертикальной поляризации первой группы;
49 - первая пара излучателей горизонтальной поляризации второй группы;
50 - вторая пара излучателей горизонтальной поляризации второй группы;
51, 52, 54, 55 - кольцевые мосты;
53, 56 - сумматоры;
57 - первый (основной) максимум фокусировки радиальной компоненты вектора напряженности электрического поля на оси полусферического зеркала;
58 - второй (дополнительный) максимум фокусировки радиальной компоненты вектора напряженности электрического поля на оси полусферического зеркала;
59, 61 - микрополосковые антенны вертикальной поляризации поля, расположенные на подложках в вертикальной плоскости;
60, 62 - микрополосковые антенны горизонтальной поляризации поля, расположенные на подложках в вертикальной плоскости;
65, 67 - микрополосковые антенны вертикальной поляризации поля, расположенные на подложках в горизонтальной плоскости;
66, 68 - микрополосковые антенны горизонтальной поляризации поля, расположенные на подложках в горизонтальной плоскости;
63, 64 - полосково-коаксиаьные переходы;
69-72 - диэлектрические подложки.
Источники информации
1. Бобков Н.И., Вернигора В.Н., Кравченко Е.В. и др. Двухполяризационная зеркальная антенна. - Патент РФ №2175802, МПК H01Q 19/00, заявл. 25.04.2001, опубл. 10.11.2001.
2. Коган Б.Л., Иванов И.П., Зелезецкий А.Л. и др. Многочастотная облучающая система зеркальной антенны с разделением ортогональных поляризаций. - Патент РФ №2292098, МПК Н01Р 1/161, H01Q 13/02, заявл. 29.06.2005, опубл. 20.01.2007, Бюл. №2.
3. Пономарев О.П., Смирнов Н.Н., Долгий Н.А. Сферическая зеркальная антенна. - Патент РФ №68786, МПК H01Q 19/17, заявл. 06.07.2007, опубл. 27.11.2007, Бюл. №33.
4. Кашин В.А., Сафонов А.П. Моноимпульсная приемопередающая фазированная антенная решетка с поляризационной селекцией цели в главном луче // Радиотехника и электроника, 2005, т.50, 38, с.928-937.
5. Пономарев О.П. Решение уравнений Максвелла в сферической системе координат с использованием группы вращений. Приложение для сферических зеркальных антенн // Радиотехника, 2006, №4, с.77-78.
Claims (4)
1. Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов, включающая моноимпульсный облучатель, устройства управления поляризацией, отличающаяся тем, что антенна имеет полусферическое зеркало, приемо-передающие устройства частоты f1, приемо-передающие устройства частоты f2, моноимпульсный облучатель работает на частоте f1, и его фазовый центр расположен в окрестности параксиального фокуса полусферического зеркала F=a/2(a-радиус зеркала), дополнительный облучатель состоит из облучателей вертикальной и горизонтальной поляризации, работающих на частоте f2, и включает две группы одиночных излучателей, причем первая группа работает на вертикальной поляризации, а вторая группа работает на горизонтальной поляризации, каждая из групп состоит из четырех одиночных излучателей, попарно расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях вблизи оси симметрии зеркала с направлением излучения вдоль вогнутой отражающей поверхности зеркала в противоположные стороны.
2. Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов по п.1, отличающаяся тем, что в дополнительном облучателе первая пара одиночных излучателей вертикальной поляризации первой группы расположена перед зеркалом, а вторая пара одиночных излучателей вертикальной поляризации первой группы расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены излучатели первой пары и их апертуры удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2 (С - скорость света в свободном пространстве), апертуры первой пары излучателей горизонтальной поляризации второй группы удалены от зеркала на расстояние 0,5·С/f2 и излучают поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и первая пара одиночных излучателей вертикальной поляризации первой группы, а вторая пара одиночных излучателей горизонтальной поляризации второй группы расположена перед зеркалом и излучает поверхностные электромагнитные волны в том же направлении, что и вторая пара одиночных излучателей вертикальной поляризации первой группы.
3. Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов по п.2, отличающаяся тем, что выходы одиночных излучателей вертикальной поляризации первой группы соединены со входами двух кольцевых мостов вертикальной поляризации, суммарные выходы кольцевых мостов вертикальной поляризации соединены на сумматоре вертикальной поляризации, выходы одиночных излучателей горизонтальной поляризации второй группы соединены со входами двух кольцевых мостов горизонтальной поляризации, суммарные выходы кольцевых мостов горизонтальной поляризации соединены на сумматоре горизонтальной поляризации, разностные выходы кольцевых мостов и выход сумматора вертикальной поляризации через фазовращатели соединены с первыми входами устройств управления поляризацией, а разностные выходы кольцевых мостов и выход сумматора горизонтальной поляризации соединены со вторыми входами устройств управления поляризацией.
4. Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов по п.3, отличающаяся тем, что суммарный и разностные выходы моноимпульсного облучателя частоты f1 соединены со входами приемо-передающего устройства частоты f1, а выходы устройств управления поляризацией соединены со входами приемо-передающего устройства частоты f2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108630/22U RU75511U1 (ru) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108630/22U RU75511U1 (ru) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU75511U1 true RU75511U1 (ru) | 2008-08-10 |
Family
ID=39746817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008108630/22U RU75511U1 (ru) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU75511U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444746C2 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") | Способ формирования фазовой пеленгационной характеристики (фпх) |
| RU2753995C1 (ru) * | 2020-12-26 | 2021-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Зеркальная сферическая антенна |
| RU212342U1 (ru) * | 2022-02-14 | 2022-07-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Устройство обнаружения цели, сочетающее адаптивную поляризационную и доплеровскую селекцию |
-
2008
- 2008-03-05 RU RU2008108630/22U patent/RU75511U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444746C2 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО "Алмаз-Антей" имени академика А.А. Расплетина" (ОАО "ГСКБ "Алмаз-Антей") | Способ формирования фазовой пеленгационной характеристики (фпх) |
| RU2753995C1 (ru) * | 2020-12-26 | 2021-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» | Зеркальная сферическая антенна |
| RU212342U1 (ru) * | 2022-02-14 | 2022-07-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Устройство обнаружения цели, сочетающее адаптивную поляризационную и доплеровскую селекцию |
| RU2810905C1 (ru) * | 2023-07-31 | 2023-12-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Зеркальная сферическая антенна продольных волн |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8780012B2 (en) | Dielectric covered planar antennas | |
| US9673533B2 (en) | Slotted waveguide antenna for near-field focalization of electromagnetic radiation | |
| US11002846B2 (en) | Amplitude comparison monopulse RADAR system | |
| Lu et al. | Beam-scanning continuous transverse stub antenna fed by a ridged waveguide slot array | |
| JP4746090B2 (ja) | コリメートされたコヒーレントな波頭を発生するためのミリメートル波トランスリフレクタおよびシステム | |
| US9136607B2 (en) | Antenna beam steering through waveguide mode mixing | |
| KR20100002492A (ko) | 도파관 슬롯 배열 안테나 및 평면형 슬롯 배열 안테나 | |
| RU75511U1 (ru) | Моноимпульсная двухчастотная сферическая антенна с поляризационной селекцией сигналов | |
| US12038525B2 (en) | Electromagnetic wave medical imaging system, device and methods | |
| WO2018096307A1 (en) | A frequency scanned array antenna | |
| Fry et al. | aerails for centimetre wave lengths | |
| Schäfer et al. | Planar frequency scanning holographic antenna for FMCW-radar applications at 240 GHz | |
| Grakhova et al. | An approach for generating and detecting the signals with the given orbital angular momentum for wireless communication systems | |
| CN213151021U (zh) | 一种可调扇形波束victs阵列天线 | |
| US11808878B2 (en) | Electromagnetic wave medical imaging system, device and methods | |
| US11791556B2 (en) | Super resolution system, device and methods | |
| Nepa et al. | Near-field focused antennas: from optics to microwaves | |
| RU152937U1 (ru) | Устройство для измерения электромагнитного отклика от плоскопараллельных пластин в миллиметровом диапазоне | |
| Remez et al. | Low-loss wideband multimodal interferometric antenna for DOA in azimuth and elevation | |
| RU2234776C2 (ru) | Антенная система | |
| RU68786U1 (ru) | Сферическая зеркальная антенна | |
| Tcvetkova et al. | Scanning properties of novel metasurface-based reflector antennas | |
| Ali et al. | Optimal Dimensions and Performance Evaluation of a Truncated Spherical Dielectric Lens Antenna at X-Band Frequencies | |
| RU2359375C1 (ru) | Зеркальная антенна | |
| RU75510U1 (ru) | Многолучевая зеркальная антенна |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080923 |