×
10.06.2013
216.012.4a27

СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002484563
Дата охранного документа
10.06.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны с несколькими видами поляризации: вертикальной, горизонтальной и круговой (эллиптической) правого и левого вращения. Техническим результатом является разработка сверхширокополосной антенной решетки с любой формой диаграммы направленности (от «лопатообразной» до «игольчатой») и с любым видом поляризации и даже одновременно с несколькими видами поляризации: линейной - вертикальной и горизонтальной, круговой (эллиптической) - правого и левого вращения. Сверхширокополосная антенная решетка образована двумя электрически идентичными диэлектрическими основами с металлизированными слоями, в которых выполнен излучающий раскрыв, образованный из плоских рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях. Диэлектрические основы встроены друг в друга вдоль направления излучения таким образом, что образуется ортогональная конструкция. При этом возбуждение каждой диэлектрической основы осуществляется с фазовым сдвигом в 90° для получения эллиптической поляризации правого/левого вращения. 4 ил.
Основные результаты: Сверхширокополосная антенная решетка, включающая диэлектрическую основу с металлизированными слоями и линейной поляризацией, в которых выполнен излучающий раскрыв, образованный из плоских рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, отличающаяся тем, что сверхширокополосная антенная решетка образована двумя идентичными диэлектрическими основами, встроенными друг в друга вдоль направления излучения таким образом, что образуется ортогональная конструкция, причем возбуждение каждой диэлектрической основы осуществляется с фазовым сдвигом в 90° для получения эллиптической поляризации правого/левого вращения.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны с несколькими видами поляризации: вертикальной, горизонтальной и круговой (эллиптической) правого и левого вращения.

Известны турникетные антенны (X.Мейнке, Ф.Гудлах. Радиотехнический справочник. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960 г., стр.339-342) [1].

Наиболее часто турникетные антенны конструируются в виде наборов вибраторов, питаемых со сдвигом фаз в 90°. Такие конструкции позволяют получить приемлемые технические параметры в ограниченной полосе частот. При попытке создать антенную систему (АС) с полосой пропускания до декады и несколькими видами поляризации возникают значительные конструктивные и технические трудности с обеспечением требуемых электрических параметров. Эти проблемы наиболее хорошо просматриваются на примере антенны Линденбада (RCA-REV, April 1939, стр.387-408) [2]. Главная проблема - это сведение к минимуму влияния раскрывов (апертур) одного элемента на другой и исключения взаимного влияния системы возбуждения каждого из вибраторов (элементов) друг на друга.

Другими словами, конструкция должна быть с развязанными каналами возбуждения и с отсутствием влияния полей апертур друг на друга.

ТЕМ рупор представляет собой двухпроводную АС бегущей волны продольного излучения. В типичной конструкции ТЕМ рупора две параллельные пластины расширяются в одной из плоскостей (электрической - Е, магнитной - Н), чтобы обеспечить плавное преобразование импеданса передающей линии к импедансу свободного пространства. ТЕМ рупор представляет согласующее устройство (трансформатор) между питающей линией (линией возбуждения) с волновым сопротивлением Zл и свободным пространством с волновым сопротивлением Z0=120π Ом. Если открытые боковые стороны ТЕМ рупора каким-либо образом нагрузить продольными, проводящими ребрами, то он обеспечивает частотно-независимое функционирование в полосе частот до 30:1. Структура поля ТЕМ волны в направляющей системе не обладает дисперсией и по своим свойствам близка к структуре поля свободного пространства (Р.Кюн. Микроволновые антенны. - Л.: Судостроение, 1967 г., стр.209-210, 227-229 [3]; С.Щелкунов, Г.Фрис. Антенны. - М.: сов. Радио, 1955, стр.104-114, 120-124, 521-525 [4]; Дж.Слеттер, Передача ультракоротких волн. - ОГИЗ, 1946, стр.108-114, 204-221, 231-234 [5]). Главным недостатком ТЕМ рупора является его громоздкость, ограниченное число видов диаграмм направленности (далее ДН) - широкая в одной плоскости и узкая в другой - (лопатообразная) и ограниченное число видов поляризации - только линейная.

Известны технические решения, описанные в патентах РФ №2052877, 2052878 [6], 2407118 [7], где описаны сверхширокополосные антенные решетки (АР) в виде плоского свернутого (укороченного) рупора, так называемый «FH»-рупор (Fold Horn). Продольное укорочение FH-рупора достигается посредством формирования многоуровневого раскрыва, в котором точки электрического контакта «О», образующих рупора предыдущего уровня «N-1», находятся внутри апертуры рупора следующего «N» уровня и влияют только на формирование структуры поля (амплитудное распределение) апертуры только этого «N» уровня. Такие плоские структуры формируют приемлемые ДН с линейной поляризацией, широкие в одной плоскости и узкие в другой. Ширина ДН в плоскости апертуры (плоскости Е) может быть оценена как ортогональной плоскости - , где коэффициенты пропорциональности А=(50-65), В=(75-108) и зависят от линейного размера апертуры - «α» и пространственной протяженности - «ℓ».

Широкополосная антенная решетка по патенту РФ №2407118 [7] принята за прототип.

Необходимо отметить, что подобные структуры в электрической плоскости (плоскости Е) ведут себя подобно синфазным АР с параллельно включенными элементами, а в ортогональной плоскости (плоскости Н) - как АР с последовательно включенными элементами. Основным недостатком таких конструкций (структур) является ограниченное число видов ДН, широкая в одной плоскости и узкая в другой - «лопатообразная» и поляризация - только линейная.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является разработка сверхширокополосной АР с любой формой ДН (от «лопатообразной» до «игольчатой») и с любым видом поляризации и даже одновременно с несколькими видами поляризации: линейной - вертикальной и горизонтальной, круговой (эллиптической) - правого и левого вращения.

Это достигается тем, что сверхширокополосная антенная решетка, включающая диэлектрическую основу с металлизированными слоями, в которых выполнен излучающий раскрыв, образованный из плоских рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, отличается тем, что сверхширокополосная антенная решетка образована двумя электрически идентичными диэлектрическими основами, встроенными друг в друга вдоль направления излучения таким образом, что образуется ортогональная конструкция.

Возбуждение каждой диэлектрической основы осуществляется с фазовым сдвигом в 90°.

Представленные чертежи поясняют суть предлагаемого устройства.

На фиг.1 изображена антенная решетка с двухуровневой апертурой, исполненная как диэлектрическая основа с металлизированными слоями (плоская плата) с образующими в виде металлических прутков;

На фиг.2 представлена конструкция из двух ортогонально встроенных друг в друга диэлектрических основ (плоских плат), формирующих плоскую апертуру, перпендикулярную направлению излучения;

На фиг.3 представлено гибридное устройство возбуждения, посредством которого обеспечивается формирование требуемых видов поляризации;

На фиг.4 изображены расчетные ДН двухуровневой антенной решетки в плоскости азимута (горизонтальная плоскость), в плоскости угла места (вертикальная плоскость) и трехмерная (пространственная) ДН.

На фиг.1, 2, 3 обозначены:

1 - образующие плоских рупоров, исполненные в виде металлических проводников (прутков), которые обеспечивают контакт с токонесущей жилой системы возбуждения;

2 - образующие плоских рупоров, исполненные в виде металлических проводников (прутков), которые обеспечивают контакт с экранной стороной плоской платы;

3 - плоский рупор нулевого «N-1» уровня;

4 - плоский рупор первого «N» уровня;

5 - пазы типа «ласточкин хвост», выполненные на оси симметрии каждой плоской платы, в направлении оси излучения, обеспечивающие ортогональное встраивание плат друг в друга;

6 - регулируемая линия задержки, фазовращатель;

О - точка соединения (электрического контакта) образующих 1, 2 рупоров соответствующих уровней.

Конструкция каждой из плоских плат имеет самостоятельные (независимые) системы возбуждения, которые не оказывают друг на друга никакого влияния [6], [7]. Поскольку платы расположены ортогонально, то электромагнитное поле в апертуре каждой из них также не оказывает никакого влияния друг на друга. Значит, система на фиг.2 имеет две линейные поляризации, которые перпендикулярны друг другу и могут быть сориентированы в пространстве как вертикальная и горизонтальная. Для получения круговой поляризации правого или левого вращения система возбуждения каждой из плат должна иметь фазовый (временной) сдвиг друг относительно друга в 0,5π, что относительно просто может быть реализовано посредством регулируемой линии задержки (фазовращателя) 6.

Таким образом, предложенная конструкция решает все перечисленные выше проблемы, связанные с турникетными антеннами.

Возбуждение плат вертикальной и горизонтальной поляризации (диэлектрические основы с металлизированными слоями) посредством гибридного устройства (фиг.3 «а») позволяет одновременно реализовать два вида круговой поляризации правого и левого вращения, а посредством гибридного устройства (фиг.3 «б») получить одновременно четыре вида поляризации - вертикальную, горизонтальную и круговые правого и левого вращения.

Кроме того, из фиг.2 следует, что внешние (наружные) образующие 1, 2 каждой из ортогональных плоских плат выступают в качестве продольных проводящих ребер, которые расположены над открытыми боковыми сторонами направляющей системы (плоского рупора). Взаимодействие каждого из этих ребер с полем ортогональной платы характеризуется распределенной реактивной емкостью, которая обеспечивает поддержание постоянного входного импеданса системы в широкой полосе частот.

Поскольку плоские платы вертикальной и горизонтальной поляризации идентичны по электрическим параметрам и только повернуты относительно друг друга на 90°, то результирующая ДН предложенной конструкции есть произведение ДН каждой из плоских структур с учетом этого поворота. В силу отмеченных особенностей свойств плоских АР это приводит к «обострению» результирующей ДН, увеличению ее направленных свойств. Этим объясняется и симметрия ДН не только в сечении главных плоскостей (фиг.4, б, в), но и в диагональных плоскостях, что наглядно демонстрирует пространственная ДН на фиг.4, а.

Из изложенного становится очевидно, что цели, поставленные при разработке данного технического решения, полностью решены предлагаемой конструкцией антенной решетки.

Сверхширокополосная антенная решетка, включающая диэлектрическую основу с металлизированными слоями и линейной поляризацией, в которых выполнен излучающий раскрыв, образованный из плоских рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, отличающаяся тем, что сверхширокополосная антенная решетка образована двумя идентичными диэлектрическими основами, встроенными друг в друга вдоль направления излучения таким образом, что образуется ортогональная конструкция, причем возбуждение каждой диэлектрической основы осуществляется с фазовым сдвигом в 90° для получения эллиптической поляризации правого/левого вращения.
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА
СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 13.
27.03.2013
№216.012.319f

Устройство формирования видеосигнала от кмоп-матрицы

Изобретение относится к области телевизионной техники, предназначено для формирования видеосигнала изображения объектов от фотоэлектрической КМОП-матрицы с цифровыми пикселами (Digital Pixel Sensor, DPS). Техническим результатом является возможность съема видеоинформации одновременно с разных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478241
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bce

Способ электрического качания луча

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого электрического сканирования лучом антенной решетки (АР). Техническим результатом является повышение эффективности фазированной антенной решетки за счет расширения сектора обзора и сохранения энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480871
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e29

Способ сжатия графических файлов

Изобретение относится к методам сжатия цифровых изображений. Техническим результатом является повышение степени сжатия графических файлов. В способе задают число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, уменьшают его геометрические размеры на величину первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485591
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.524c

Электронный фазовращатель

Изобретение относится к устройствам радиоэлектроники, в которых автоматически регулируется скорость квазипеременных процессов с целью достижения определенных фазовых соотношений между ними. Техническим результатом является устранение фазовых и амплитудных ошибок в раскрыве антенны, ограничений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486661
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.09.2013
№216.012.68eb

Адаптивный следящий измеритель

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в телевизионных, радиотехнических и радиолокационных системах измерения параметров траекторий летательных аппаратов и других системах аналогичного назначения, в которых информация о непосредственно измеряемых координатах объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492506
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7fde

Способ сжатия графических файлов

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении степени сжатия графических файлов и скорости их передачи по каналам данных для заданной величины пикового отношения сигнал/шум. Способ сжатия графических файлов включает операции изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498407
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.01.2014
№216.012.9cca

Способ формирования изображения различных полей зрения

Способ может быть использован для наблюдения Земли из космоса с использованием матричной телевизионной системы для измерения ориентации визирной оси телекамеры по изображению горизонта Земли с помощью построения местной вертикали. Способ включает одновременное формирование двух полей зрения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505844
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.09.2014
№216.012.f8c1

Световой прибор

Изобретение относится к области светотехники, в частности к световым приборам прожекторного типа и может быть использовано при разработке подводных световых приборов, а также автомобильных фар и прожекторов иных средств передвижения. Техническим результатом является оперативное изменение угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529518
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.01.2015
№216.013.20ce

Инерциально-радионавигационная система

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в бортовых телевизионных или радиотехнических системах летательных аппаратов. Технический результат - повышение точности автономной работы инерциальной навигационной системы при прерывании радиосвязи с внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539846
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.02.2015
№216.013.247b

Сверхширокополосная сканирующая фар

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиоэлектронных передающих и приемных устройствах различного назначения. Технический результат - упрощение конструкции электронной решетки. Сверхширокополосная сканирующая ФАР, состоящая из набора излучающих элементов, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540792
Дата охранного документа: 10.02.2015
Показаны записи 1-10 из 13.
27.03.2013
№216.012.319f

Устройство формирования видеосигнала от кмоп-матрицы

Изобретение относится к области телевизионной техники, предназначено для формирования видеосигнала изображения объектов от фотоэлектрической КМОП-матрицы с цифровыми пикселами (Digital Pixel Sensor, DPS). Техническим результатом является возможность съема видеоинформации одновременно с разных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478241
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3bce

Способ электрического качания луча

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого электрического сканирования лучом антенной решетки (АР). Техническим результатом является повышение эффективности фазированной антенной решетки за счет расширения сектора обзора и сохранения энергетических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480871
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e29

Способ сжатия графических файлов

Изобретение относится к методам сжатия цифровых изображений. Техническим результатом является повышение степени сжатия графических файлов. В способе задают число возможных градаций уменьшения геометрических размеров исходного кадра, уменьшают его геометрические размеры на величину первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485591
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.524c

Электронный фазовращатель

Изобретение относится к устройствам радиоэлектроники, в которых автоматически регулируется скорость квазипеременных процессов с целью достижения определенных фазовых соотношений между ними. Техническим результатом является устранение фазовых и амплитудных ошибок в раскрыве антенны, ограничений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486661
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.09.2013
№216.012.68eb

Адаптивный следящий измеритель

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в телевизионных, радиотехнических и радиолокационных системах измерения параметров траекторий летательных аппаратов и других системах аналогичного назначения, в которых информация о непосредственно измеряемых координатах объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492506
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7fde

Способ сжатия графических файлов

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении степени сжатия графических файлов и скорости их передачи по каналам данных для заданной величины пикового отношения сигнал/шум. Способ сжатия графических файлов включает операции изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498407
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.01.2014
№216.012.9cca

Способ формирования изображения различных полей зрения

Способ может быть использован для наблюдения Земли из космоса с использованием матричной телевизионной системы для измерения ориентации визирной оси телекамеры по изображению горизонта Земли с помощью построения местной вертикали. Способ включает одновременное формирование двух полей зрения с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505844
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.09.2014
№216.012.f8c1

Световой прибор

Изобретение относится к области светотехники, в частности к световым приборам прожекторного типа и может быть использовано при разработке подводных световых приборов, а также автомобильных фар и прожекторов иных средств передвижения. Техническим результатом является оперативное изменение угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529518
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.01.2015
№216.013.20ce

Инерциально-радионавигационная система

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в бортовых телевизионных или радиотехнических системах летательных аппаратов. Технический результат - повышение точности автономной работы инерциальной навигационной системы при прерывании радиосвязи с внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539846
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.02.2015
№216.013.247b

Сверхширокополосная сканирующая фар

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиоэлектронных передающих и приемных устройствах различного назначения. Технический результат - упрощение конструкции электронной решетки. Сверхширокополосная сканирующая ФАР, состоящая из набора излучающих элементов, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540792
Дата охранного документа: 10.02.2015
+ добавить свой РИД