×
20.12.2015
216.013.9c15

Результат интеллектуальной деятельности: ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНОЙ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области телекоммуникационных технологий, а более конкретно - к устройствам для управления плоскими электромагнитными волнами. Технический результат заключается в обеспечении снижения величины управляющего напряжения и вносимых электромагнитных потерь. Отклоняющая система для управления плоской электромагнитной волной на основе микроволновой периодической структуры состоит из n слоев сегнетоэлектрического материала, разделенных между собой n-1 слоями линейного диэлектрика. Для формирования градиента электрического поля в сегнетоэлектрической пластине в направлении, перпендикулярном направлению распространения плоской волны, сегнетоэлектрические слои покрыты с обеих сторон прозрачными для СВЧ-излучения электродами. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области телекоммуникационных технологий, а более конкретно к устройствам для управления электромагнитными волнами, и может найти применение в радиолокационных и сходных с ними устройствах.

Устройства для управления направленными электромагнитными волнами, то есть лучами, как правило, конструируются на основе принципа фазированной антенной решетки. В теории антенн фазированной решеткой принято называть набор антенн, в котором величина относительного фазового сдвига в каждой антенне устанавливается таким образом, что диаграмма направленности всего набора антенн имеет максимум в требуемом направлении, а прием или излучение сигналов с нежелательных направлений подавляется. Типичная фазированная антенная решетка состоит из ряда излучателей и фазовращателей, обычно полупроводниковых, ферритовых или сегнетоэлектрических. В патенте США №4323901 [1] описаны устройство и принцип работы подобного устройства с радикально упрощенной конструкцией. Это устройство в своей основе имеет несколько пластин из сегнетоэлектрической керамики, покрытых проводящими пленками, через которые прикладывается управляющее напряжение. Отдельные участки сегнетоэлектрических слоев могут рассматриваться как фазовращатели, в которых величина фазового сдвига может изменяться при изменении диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрического слоя, обусловленной управляющим напряжением, приложенным к проводящим пленкам. В дальнейшем на основе такого технического решения был запатентован ряд устройств, работающих по сходному принципу и имеющих аналогичную конструкцию (см., например, патент США №5309166 [2]).

Схема прототипа [1] представлена на Фиг.1. Устройство является фазированной решеткой для управления электромагнитными волнами, которая включает первый слой 16 активного (сегнетоэлектрического) материала с параллельными внутренней поверхностью 18 и наружной поверхностью 20, а также второй слой 22 активного (сегнетоэлектрического) материала с параллельными первому слою внутренней поверхностью 24 и наружной поверхностью 26, причем второй слой прилегает к первому. Электропроводящая заземленная поверхность 28, выполненная из оксида олова и индия, расположена между первым слоем 16 и вторым слоем 22 и имеет электрический контакт с первой внутренней поверхностью 18 и второй внутренней поверхностью 24. Первый ряд параллельно расположенных электродов 30, 32, 34, каждый из которых выполнен в виде тонкой полоски из оксида олова и индия, помещен на первой наружной поверхности 20, второй ряд параллельно расположенных электродов 36, 38, 40, каждый из которых также выполнен в виде тонкой полоски из оксида олова и индия расположен аналогично на второй наружной поверхности 26, но при этом перпендикулярно первому ряду электродов. Первое антиотражательное (согласующее) покрытие 42 помещено на первую наружную поверхность 20, второе антиотражательное (согласующее) покрытие 44 помещается на наружной поверхности 26.

Прототип [1] и основанные на том же принципе аналоги имеют следующие недостатки:

- высокий уровень управляющего напряжения;

- большие вносимые потери.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в разработке усовершенствованной конструкции отклоняющей системы, обеспечивающей снижение величины управляющего напряжения и вносимых электромагнитных потерь.

Технический результат достигается за счет разработки отклоняющей системы для управления электромагнитной плоской волной на основе микроволновой периодической структуры, при этом отклоняющая система состоит из n слоев сегнетоэлектрического материала с размещенными по обеим сторонам каждого слоя электродами, разделенными между собой n+1 слоями линейного диэлектрического материала, где n>1 положительное целое число, причем отклоняющая система выполнена с возможностью подачи управляющего напряжения к электродам с формированием градиента электрического поля в сегнетоэлектрической пластине в направлении, перпендикулярном к направлению распространения плоской волны.

Иными словами, заявляемое изобретение, так же как и прототип [1], основано на использовании сегнетоэлектрических материалов, однако принцип его работы основан на эффекте распространения медленных волн в периодической структуре.

Для лучшего понимания существа заявляемого изобретения далее приводится его детальное описание с привлечением графических материалов.

Фиг.1 Прототип (патент США №4323901).

Фиг.2 Отклоняющая система, основанная на периодической сегнетоэлектрической структуре с согласующими слоями.

Фиг.3 Отклоняющая система, основанная на периодической сегнетоэлектрической структуре с воздушными зазорами.

Один из реализованных вариантов заявляемой системы представлен на Фиг.2. Основная функция системы - отклонение падающей плоской электромагнитной волны, сформированной вне предлагаемой системы. Предлагаемая конструкция состоит из согласующих слоев (201 и 202) и ряда сегнетоэлектрических слоев (203, 204, 205), разделенных слоями линейного диэлектрического материала (206, 207). При определенных параметрах линейных и сегнетоэлектрических слоев (диэлектрическая проницаемость и электрическая длина) такая конструкция имеет свойства микроволновой периодической структуры: наличие так называемых «медленных волн» (фазовая скорость в периодической структуре медленнее, чем в регулярной линии), полосно-пропускающие и полосно-запирающие частотные характеристики. При этом фазовая скорость сигналов (для частот, соответствующих полосно-пропускающей частотной характеристике структуры), распространяющихся в предлагаемой системе, зависит от разности характеристических импедансов соседних слоев (сегнетоэлектрических и линейных диэлектрических). Волновое сопротивление сегнетоэлектрического слоя, определяемое диэлектрической постоянной, может изменяться под действием приложенного электрического поля между слоями электродов 208, 209, 210 и заземленных слоев 211, 212, 213 расположенных на поверхности сегнетоэлектрических слоев. Для уменьшения вносимых потерь в системе слои 208-213 должны быть выполнены из материала с высоким сопротивлением и прозрачного для микроволн; допускается выполнение этих поверхностей в виде совокупности полосок. Тем самым формируется градиент электрического поля в сегнетоэлектрической пластине в направлении, перпендикулярном к направлению распространения волны, что приводит к изменению фазовой скорости волны в различных частях системы и, как следствие, приводит к отклонению фазового фронта волны. Следует отметить, что снижение значения диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрической керамики приводит к перемещению полосы пропускания предлагаемой структуры на более высокие частоты. Для достижения максимальной эффективности отклонения волны от дефлектора рабочая частота должна быть выбрана вблизи правой частоты среза полосы пропускания. Максимальная частота настройки определяется из условия совпадения правой и левой частоты среза полосы пропускания для структуры, как без управляющего напряжения, так и под управляющим напряжением.

Предпочтительный вариант предлагаемой структуры дефлектора схематично представлен на Фиг.3. Основным отличием от ранее упомянутого варианта является отсутствие согласующих слоев и использование воздушных зазоров вместо линейных диэлектрических слоев. Такая конструкция должна иметь следующие параметры: электрическая длина сегнетоэлектрических слоев 203, 204, 205 и воздушных зазоров 301, 302 соответствует ¼ и ½ λт соответственно, где λт - длина волны в соответствующей среде при рабочей частоте. Для подачи управляющего напряжения прозрачные для микроволн электроды 208, 209, 210, 211, 212, 213 наносят на обе стороны сегнетоэлектрических слоев 203, 204, 205. По сравнению с первым вариантом предлагаемая структура дефлектора является более привлекательной с точки зрения упрощения изготовления (отсутствие согласующих и линейных диэлектрических слоев), снижения потерь и величины управляющего напряжения.

В практической реализации заявляемой отклоняющей системы элементы 201, 202, 203, 204, 205, 206, 207 изготовляются с помощью традиционной технологии для керамики. Для изготовления согласующих слоев 201, 202 и слоев 206, 207, разделяющих сегнетоэлектрические слои, используется линейный диэлектрик. Активные слои 203, 204, 205 изготавливаются из сегнетоэлектрических материалов. Слои 208, 209, 210, 211, 212, 213 электродов должны иметь толщину t<<δ (где t - толщина, δ - глубина скин-слоя) для уменьшения потерь сигнала, поэтому для их изготовления используется технология осаждения тонких пленок (магнетронное напыление, соль-гель технология или лазерная абляция). Слои 208, 209, 210, 211, 212, 213 электродов должны быть размещены с обеих сторон активных слоев 203, 204, 205. После нанесения слоя электродов формирование полосковой структуры электродов выполняется, например, с помощью фотолитографии. В качестве материала электродов 208, 209, 210, 211, 212, 213 используются, в частности, ZnO, TiO2, TaN и твердые растворы Si, Ti и Ce.

Изобретение может быть использовано в области телекоммуникаций и радарных сканирующих систем.


ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНОЙ
ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНОЙ
ОТКЛОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЛОСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНОЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 154.
18.05.2019
№219.017.5710

Способ и система для распознавания лица с учетом списка людей, не подлежащих проверке

Изобретение относится к биометрическим системам идентификации личности по изображению лица человека. Техническим результатом является распознавание личности в условиях неравномерного освещения и для широкого диапазона углов поворота лица на изображении. В способе формируют галерею изображений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381553
Дата охранного документа: 10.02.2010
24.05.2019
№219.017.6060

Оптическая проекционная система

Система содержит оптический модулятор, оптическую часть переноса, проекционную оптическую часть, асферическое зеркало и отражающий экран. Оптическая часть переноса содержит собственную часть, включающую в себя, по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный на первой оптической оси....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403602
Дата охранного документа: 10.11.2010
29.05.2019
№219.017.65a6

Способ увеличения разрешения цифровой видеопоследовательности

Изобретение относится к способам обработки видеоданных, а более конкретно к способам увеличения размерности видеопоследовательностей. Технический результат заключается в обеспечении увеличения размера изображения в четыре и более раз без заметных искажений. Способ увеличения размерности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393540
Дата охранного документа: 27.06.2010
29.05.2019
№219.017.68ff

Десятикратный ультракомпактный вариообъектив с макрорежимом

Объектив состоит из четырех последовательно расположенных компонентов: первого - положительного, второго - отрицательного, третьего и четвертого - положительных. Первый компонент неподвижен в режиме зуммирования и подвижен в макрорежиме и представляет собой склейку положительной и отрицательной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002433434
Дата охранного документа: 10.11.2011
29.05.2019
№219.017.6a24

Способ обработки звукового сигнала

Изобретение относится к способам обработки цифровых сигналов, в частности к сжатию сигнала и передаче огибающей спектра. Способ обработки звукового сигнала включает операции по преобразованию временного сигнала в спектральные коэффициенты, извлечению огибающей спектра сигнала в виде средней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002464649
Дата охранного документа: 20.10.2012
09.06.2019
№219.017.7d98

Интегральное оптическое устройство для записи микроголограмм

Устройство состоит из лазерного источника когерентного излучения, оптического устройства, разделяющего исходящий из лазерного источника пучок на сигнальный и опорный, оптического устройства, расширяющего сигнальный пучок, пространственного модулятора света, преобразующей оптической системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002470337
Дата охранного документа: 20.12.2012
19.06.2019
№219.017.88b8

Устройство воспроизведения изображения (варианты)

Изобретение относится к области оптики, а именно к устройствам воспроизведения изображения. Устройство содержит, по меньшей мере, одно средство отображения, оптический элемент с полным внутренним отражением (ПВО), соединенный с приводом, и, по меньшей мере, один оптический элемент распределения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002413264
Дата охранного документа: 27.02.2011
19.06.2019
№219.017.8b3e

Полимер на основе поли(ферроценил)силана, способ его получения и пленка, включающая в себя полимер на основе поли(ферроценил)силана

Изобретение относится к полимерам на основе поли(ферроценил)силана, использующимся в фотонных полупроводниковых матрицах. Предложен ячеистый полимер на основе поли(ферроценил)силана, включающий в себя повторяющиеся блоки трех типов структур, способ его получения, основанный на пространственном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002441874
Дата охранного документа: 10.02.2012
29.06.2019
№219.017.9df1

Проекционная оптическая система

Изобретение относится к проекционным оптическим системам. Проекционная система содержит первую оптическую часть, вторую оптическую часть и третью оптическую часть, каждая оптическая часть содержит, по меньшей мере, одну оптическую линзу. Вторая оптическая часть дополнительно содержит средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002338232
Дата охранного документа: 10.11.2008
29.06.2019
№219.017.a078

Способ и система для снижения расхода краски при печати

Изобретение относится к области цифровой печати. Техническим результатом является снижение расхода краски при выводе текста или изображения на принтер. Результат достигается тем, что cистема для снижения расхода краски при печати посредством растеризации шрифтов включает в себя растеризатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002405201
Дата охранного документа: 27.11.2010
Показаны записи 101-101 из 101.
20.01.2016
№216.013.a260

Контекстно-адаптивное энтропийное кодирование с использованием кодирования серий высоковероятных символов

Изобретение относится к области обработки цифровых сигналов, в частности к сжатию данных и улучшению энтропийного кодирования видеопоследовательностей. Техническим результатом является повышение эффективности и снижение вычислительной сложности энтропийного кодирования. Способ обработки потока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573210
Дата охранного документа: 20.01.2016
+ добавить свой РИД