SU1688328A1 - Сканирующа антенна система - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к антенно-Фи- дерным устройствам и может бить использовано в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча, Цель изобретени  - уменьшение потерь СВЧэнергии при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн. Сканирующа  антенна  система содержит первую и вторую антенные решетки 1,5, состо щие из много- модовых управл емых пластин, корректирующие линзы 2, 6, расположенные в раскры- вах антенных решеток 1, 5 и две системы преломл ющих линз 3, 4. С помо-дью антенной решетки 5 на системах 3, 4 синтезировано фазовое распределение пол , необходимое дл  формировани  антенной решеткой 1 диаграммы направленности в заданном направлении. При этом потепи энергии из-за рассогласовани  в данной системе существенно меньше, чем в одиночной линзе. 1 ил.

Description

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК a,,SU<n> 1688328 А1 (51)5 Н 01 Q 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ваш (21) 4674962/09 (22) 06.04.89 (46)30.10.91. Бюл. № 40 (71) Научно-исследовательский институт радиофизики им. акад. А.А. Расплетина (72) В.Д.Коротков, Г.В.Маркин и С.В.Кашин (53) 621.396.677(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1314406, кл. Н 01 Q 3/26,1985.

(54) СКАНИРУЮЩАЯ АНТЕННАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам и может быть использовано в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча. Цель изобретения - уменьшение потерь СВЧ энергии при сканировании в субмиллиметрсвом диапазоне волн, Сканирующая антенная система содержит первую и вторую антенные решетки 1,5, состоящие из многомодовых управляемых пластин,корректирующие линзы 2, 6, расположенные в раскрывах антенных решеток 1, 5 и две системы преломляющих линз 3,4. С помощью антенной решетки 5 на системах 3, 4 синтезировано фазовое распределение поля, необходимое для формирования антенной решеткой 1 диаграммы направленности в заданном направлении. При этом потери энергии из-за рассогласования в данной системе существенно меньше, чем в одиночной линзе. 1 ил.

ямгаА

О ω ю >

.Изобретение относится я: антенно-фидерным устройствам и может быть использовано в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча, в первую очередь в диапазоне миллиметровых 5 волн.

Цель изобретения - уменьшение потерь СВЧ-энергии при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн.

На чертеже представлена структурная 10 схема сканирующей антенной системы.

Сканирующая система содержит первую антенную решетку 1, состоящую из многомодовых управляемых пластин и первой корректирующей линзы 2, первую и вторую 15. системы 3 и 4 преломляющих линз, вторую антенную решетку 5. вторую корректирующую линзу 6, запитывающее устройство 7 квазиоптического типа.

Сканирующая антенная система рабо- 20 тает следующим образом.

Принцип коммутационно-фазового сканирования в предлагаемом устройстве осуществляется путем синтеза фазового распределения на первой и второй смете- 2.5 мах преломляющих линз 3 и 4, необходимо,го для реализации отклонения главного лепестка на заданный угол. Для обеспечения фазового сканирования системы 3 и 4 должны располагаться в однолучевой зоне, 30 где закон возбуждения достаточно плавный. При ее расположении в интерференционной (многолучевой) зоне закон возбуждения имеет осциллирующий характер, что требует как фазового, так и амплитудио- 35 го управления.

Поскольку каждая из антенных решеток I и 5 сканирует в ограниченном секторе углов, то для того, чтобы антенная система обеспечивала сканирование в широком уг- 40 ловом секторе, расстояние между возбуждающей решеткой 5 и системами ,3 и 4должно в несколько раз превышать расстояние между системой преломляющих линз 3 и 4 и излучающей антенной решеткой I, 45

т.е. отношение Я должно быть равно отноа шению заданного сектора сканирования антенной системы к ширине ДН одной управляемой пластины. 50

Запитывающее устройство 7 выполнено в виде зеркальной антенны, облучающей возбуждающую решеткуо. После прохождения электромагнитным полем возбуждающей решетки 5 из многоволновых управ- 55 ляемых пластин формируется участок плоской волны, отклоненный нз заданный угол. Затем корректирующая линза 6 фокусирует падающую на нее плоскую волну на соот ветствующую линзу-призму системы преломляющих линз 3 и 4,

Назначение двух систем преломляющих линз 3 и 4 -- это корректировка распре-, деления фазы по сечению пучка без заметного изменения его амплитудного распределения. В результате получается устройство, в котором осуществляется направленное распространение пучка электромагнитных волн, получившее название лучевых волноводов или квазиоптической линии передачи. Следует отметить, что преобразование фазового фронта можно осуществить эффективнее квазиоптической линией передачи, состоящей из набора диэлектрических линз в системах 3 и 4, чем одиночной диэлектрической линзой-призмой. При этом суммарная толщина всех линз квазиоптической системы меньше или равна толщине одиночной линзы-призмы, а потери энергии из-за рассогласования в квазиоптической системе существенно меньше, чем в одиночной линзе-призме.

Профили линз-призм, рассеивающих сфокусированный пучок лучей в лучевой системе координат, связанной с фокусом пучка, описываются системой дифференциальных уравнений

Κθ = φ) и sin via) n ccsV(g;~ ^? d^Rio) sin V[0) i n COS Vi©]-1 ( cinyfol n-CO5Vf0)

SinV(9] n-co5Jf(0) ’’

-d(9) (n CO5V(01-<) 5ΪηΚ(θ1___ n(n-co5V{91](h-co5y(91| ’ где R - расстояние от начала отсчета системы координат до внешней по отношению к нему поверхности линзы;

с! - толщина линзы, отсчитываемая по преломленному лучу,

0- угол, соответствующий направлению луча, η - показатель преломления диэлектрика,

V ((τ), γίΘ) - углы отклонения луча внешней и внутренней поверхностями линзы соответственно;

R^r<9« 6'б^1- производные соответствующих величин по углу Θ,

Ro, do ~ начальные значения соответствующих величин, соответствующие лучу с параметром 0= 0.

При реализации на промежуточной апертуре синтезируемого фазового распре- 5 деления диаграмма направленности отклоняется на требуемый угол и имеет соответствующую ширину.

Таким образом, при выполнении второй антенной системы, идентичной первой, и 10 использовании двух систем преломляющих линз обеспечивается уменьшение потерь энергии при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн.

Claims (1)

1. Формула изобретения 15

   Сканирующая антенная система, содержащая первую антенную решетку, состоящую из многомодовых управляемых пластин, расположенных в апертуре первой корректирующей линзы, первую систему пре- 20 ломляющих линз, расположенных между первой корректирующей линзой и ее фокальной поверхностью, вторую антенную: решетку, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь СВЧ-энергии 25 при сканировании в субмиллиметровом диапазоне волн, вторая антенная решетка выполнена идентичной первой и введена вторая система преломляющих линз, расположенных между второй корректирующей 30 линзой второй антенной решетки и ее фокальной поверхностью, при этом профиль соответствующих преломляющих линз в первой и второй системе преломляющих линз определяется радиусом-вектором R(0), исходящим из соответствующего каждой преломляющей линзе фазового центра, и толщиной d(0), которые выбираются из системы уравнений

   F(6] co5(S/2)

   П-1 pip)

   И 1-cos(0/2) co5(0/2)>

   где n - показатель преломления материала преломляющих линз;

   Ro, do - начальные значения R(6) и d(6), соответствующие положению луча с 0 = 0°‘