20.02.2019
219.016.bce9

АНТЕННА ЧАСТОТНОГО СКАНИРОВАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002284079
Дата охранного документа
20.09.2006
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиолокационных антеннах частотного сканирования. Техническим результатом является обеспечение компактности конструкции, улучшение согласования, улучшение эксплуатационных характеристик антенны частотного сканирования и РЛС в целом. Антенна выполнена в виде плоской решетки линейных излучателей, соединенных с делителем мощности в виде линии синусоидальной конфигурации. На входе антенны на частоте нормали элементы связи делителя мощности с линейными излучателями разделены на две группы таким образом, что продольная ось, содержащая все четные элементы связи, смещена относительно оси, содержащей все нечетные элементы связи, на целое нечетное число четвертей длины волны в синусоидальной линии делителя мощности. Возникающая при этом несогласованность фаз компенсируется соответствующей разницей длин входного участка четных и нечетных линейных излучателей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано в радиолокационных антеннах частотного сканирования.

Широко известные и применяемые в радиолокации антенны частотного сканирования представляют собой плоскую решетку из линейных излучателей, соединенных с делителем мощности в виде линии передачи СВЧ синусоидальной («змейковой» или серпантинной) конфигурации. Описание принципа устройства и действия такой антенны приводится во многих литературных источниках, в частности в «Сканирующие антенные системы СВЧ» т.3, перевод под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина, изд. «Советское радио», М., 1971 г.

Существенными недостатками известных антенн является то, что на частоте сигнала, соответствующей формированию диаграммы направленности с максимумом в направлении нормали к продольной оси синусоидальной линии (далее частота нормали), коэффициент стоячей волны по напряжению (далее КСВН) на входе синусоидальной линии делителя мощности резко возрастает в результате синфазного сложения большого количества даже малых по величине отражений от ответвителей - элементов связи делителя мощности с линейными излучателями. Это явление в литературе имеет название «эффект нормали».

В качестве прототипа предлагаемого изобретения, в части принципа действия, может быть принята антенна частотного сканирования РЛС AN/SPS-48 фирмы ITT Gilfillan, США («Зарубежное военное обозрение», 1980 г., №5; «Aviation Wee, 1984, 121, №24; ТИЭИР, т.73, №2), представляющая собой плоскую решетку из 76 волноводно-щелевых горизонтальных линейных излучателей (линеек), соединенных с вертикальной синусоидальной (серпантинной) линией делителя мощности. КСВН на входе этой антенны на частоте нормали составляет 3,5, что приводит к ухудшению характеристик антенны и РЛС в целом на этой частоте. Однако эта антенна не может быть принята за прототип предлагаемого изобретения в части конструкции, так как характерное для нее расположение линейных излучателей и синусоидальной линии делителя мощности в двух взаимно перпендикулярных плоскостях не позволяет реализовать предлагаемую в изобретении идею.

В качестве прототипа в отношении конструкции данного изобретения может быть принята антенна частотного сканирования с указанным выше принципом действия, в которой, с целью обеспечения компактности конструкции, синусоидальная линия делителя мощности располагается в плоскости, параллельной плоскости, содержащей линейные излучатели, а связь линейных излучателей с ответвителями делителя мощности осуществляется отрезками линии, перпендикулярными обеим вышеназванным плоскостям.

Такую конструкцию имеют, в частности, корабельные трехкоординатные радиолокационные станции, разработанные и изготавливаемые ФГУП «ГМЗ «Салют» (п.1 формулы патента на полезную модель РФ №35688). В этих антеннах все ответвители расположены на одной продольной оси делителя мощности, являющейся осью его симметрии, при этом расстояние между всеми соседними ответвителями одинаково, набег фаз на каждый период делителя мощности одинаков; на частоте нормали все линейные излучатели синфазны (при необходимости - с инверсией фазы на них на 180 градусов), но и отражения, приходящие от ответвителей на вход делителя мощности - синфазны (Фиг.1). Это приводит к ухудшению согласования на входе делителя мощности на частоте, соответствующей формированию луча по нормали к этой оси, когда указанные расстояния между ответвителями по линии питания оказываются кратными целому числу полуволн в линии.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение арсенала технических средств проектирования антенны частотного сканирования с одновременным улучшением его эксплуатационных характеристик. Техническими результатами при реализации предлагаемого изобретения являются, в частности, обеспечение компактности конструкции, улучшение согласования, то есть уменьшение КСВН на входе антенны на частоте «нормали», улучшение эксплуатационных характеристик антенны и РЛС в целом.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что для улучшения согласования (уменьшения КСВН) на входе антенны частотного сканирования на частоте нормали элементы связи (ответвители) делителя мощности с линейками разделены на две группы таким образом, что продольная ось, содержащая все четные элементы связи, смещена относительно оси, содержащей все нечетные элементы связи, на целое нечетное число четвертей длины волны в синусоидальной линии делителя мощности, а возникающая при этом несогласованность фаз компенсируется соответствующей разницей длин входного участка четных и нечетных линейных излучателей.

На Фиг.2 приведена схема построения антенны частотного сканирования. Антенна частотного сканирования состоит из делителя мощности 1 в виде линии передачи СВЧ синусоидальной (змейковой или серпантинной) конфигурации и излучающего полотна из линейных излучателей 2, каждый из которых связан с делителем мощности 1 через элементы связи - ответвители 3, 4, 5, 6, которые могут быть как направленными, так и ненаправленными. Количество ответвителей и величина их связи с делителем мощности обеспечивают амплитудное распределение энергии СВЧ между линейными излучателями 2, необходимое для формирования в плоскости частотного сканирования диаграммы направленности с заданными параметрами, а длина участков линии между соседними ответвителями обеспечивает фазовое распределение между линейными излучателями, необходимое для осуществления качания луча антенны частотного сканирования в заданном секторе углов при изменении частоты сигнала в заданном диапазоне частот.

Для обеспечения хорошего согласования (низкого уровня КСВН) на входе антенны частотного сканирования при формировании диаграммы направленности с максимумом в направлении нормали к оси делителя мощности 1 все ответвители разделены на две группы (четные и нечетные) таким образом, что сечение, содержащее все четные ответвители, отстоит от сечения, содержащего все нечетные ответвители, на расстояние А, равное целому нечетному числу четвертей длины волны в линии делителя мощности, на частоте сигнала, соответствующей формированию луча в направлении нормали к оси делителя мощности. Благодаря смещению оси, содержащей четные ответвители, относительно оси, содержащей нечетные ответвители, на величину:

Δ=(2n+1)ΛN/4,

где n=0,1,2 и так далее, a Λn - длина волны в канале делителя мощности на частоте, соответствующей формированию луча в направлении нормали к продольной оси делителя мощности, - происходит практически полная взаимная компенсация приходящих на вход антенны и оказывающихся в противофазе по отношению друг к другу отражений от четных и нечетных ответвителей. Образующаяся при этом несогласованность фаз четных ответвителей относительно нечетных компенсируется соответствующей разницей длин входного участка четных и нечетных линеек 2 при условии одинаковой конструкции элементов их подключения к ответвителям. В случае отличия фазовой скорости распространения волны в каналах делителя мощности 1 и линейных излучателей 2 компенсация отражений и коррекция фазового распределения достигается за счет соответствующей коррекции величины Δ.

Предлагаемая схема построения была проверена экспериментально на антенне, содержащей 68 линейных излучателей. Расстояние между продольными осями делителя мощности, содержащими четные и нечетные ответвители, составляло 5/4 ΛN. Синусоидальная линия делителя мощности и линейки имеют сечение волноводного канала 28,5×12,6 мм.

КСВН на входе антенны во всем рабочем диапазоне частот не превысил 1,8, причем на частоте нормали КСВН равен 1,3.

Кроме этого, экспериментально проверен делитель мощности с таким же сечением канала, предназначенный для питания антенны из 94 линейных излучателей. Разнос осей, содержащих четные и нечетные ответвители, как и в предыдущем случае, составляет 5/4 ΛN. При установке на выходы ответвителей делителя мощности согласованных нагрузок КСВН на его входе во всем рабочем диапазоне частот, в том числе на частоте нормали, не превысил 1,2.

1.Антенначастотногосканирования,выполненнаяввидеплоскойрешеткилинейныхизлучателей,соединенныхсделителеммощностиввиделиниисинусоидальнойконфигурации,расположеннойвплоскости,параллельнойплоскости,содержащейлинейныеизлучатели,отличающаясятем,чтоэлементысвязиделителямощностислинейнымиизлучателямиразделенынадвегруппытакимобразом,чтопродольнаяосьделителямощности,содержащаявсечетныеэлементысвязи,смещенаотносительнооси,содержащейвсенечетныеэлементысвязи,нацелоенечетноечислочетвертейдлиныволнывсинусоидальнойлинии.12.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чторазницадлинвходногоучасткачетныхинечетныхлинейныхизлучателейвыбираетсяизусловиясогласованияфазчетныхвыходовделителямощностиотносительнонечетных.2
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 19.
20.02.2019
№219.016.bd1c

Волноводно-полосковый направленный ответвитель

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и может быть использовано в волноводных трактах, в том числе и высокого уровня мощности, в качестве широкополосного направленного ответвителя, а также в составе многоканальных делителей мощности. Волноводно-полосковый направленный ответвитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002249889
Дата охранного документа: 10.04.2005
11.03.2019
№219.016.d904

Устройство суммирования мощности свч (варианты)

Устройство суммирования мощности СВЧ относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиопередающих устройствах радиотехнических систем. Устройство содержит K-канальные делитель и сумматор, К M-канальных делителей и сумматоров и N усилителей, где N=K×M. В дециметровом диапазоне длин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002382481
Дата охранного документа: 20.02.2010
11.03.2019
№219.016.d948

Устройство управления электроприводом

Изобретение относится к автоматизированным системам и может быть использовано, в частности, в автоматизированной системе управления приводом горизонтального вращения антенны корабельной РЛС. Технический результат - обеспечение торможения с упреждением для останова в заданном положении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002351972
Дата охранного документа: 10.04.2009
11.03.2019
№219.016.dabc

Устройство формирования и обработки сигналов для рлс с частотно-сканирующей антенной решеткой

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам формирования и обработки сигналов для радиолокационных станций (РЛС) и может быть использовано, в частности, для формирования и обработки сигналов в РЛС с частотно-сканирующей антенной решеткой. Достигаемым техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002365935
Дата охранного документа: 27.08.2009
10.04.2019
№219.017.051b

Устройство измерения временных интервалов

Предложенное изобретение относится к средствам для измерения временных интервалов и может быть использовано для измерения времени задержки радиоимпульсов. Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является расширение арсенала технических средств указанного назначения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307384
Дата охранного документа: 27.09.2007
10.04.2019
№219.017.054a

Устройство поверки измерительного преобразователя

Изобретение относится к метрологии, а именно к средствам поверки и калибровки, и может быть использовано для поверки измерительных преобразователей. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата устройство содержит генератор сигналов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364881
Дата охранного документа: 20.08.2009
10.04.2019
№219.017.059c

Устройство поверки измерителя коэффициента шума (варианты)

Изобретение относится к метрологии: к измерительным генераторам шума, и может быть использовано для поверки измерителей коэффициента шума различных электронных устройств. Устройство поверки измерителя коэффициента шума содержит генератор СВЧ, частотомер СВЧ, вентиль, преобразователь, первый и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002363959
Дата охранного документа: 10.08.2009
29.04.2019
№219.017.3e6b

Вращающееся контактное устройство

Изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам токосъема, и может быть использовано в электрических машинах и устройствах. Устройство состоит из неподвижной и вращающейся части, а вместо коллектора и щеток, содержит два блока контактных колец, между которыми находятся промежуточные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002275721
Дата охранного документа: 27.04.2006
29.04.2019
№219.017.3e8e

Многоканальное вращающееся сочленение (варианты)

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано для передачи СВЧ-сигналов от неподвижной к вращающейся части многоканального коаксиального тракта. Техническим результатом является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и увеличение рабочей полосы частот. Сущность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002260229
Дата охранного документа: 10.09.2005
29.04.2019
№219.017.3fb4

Многоканальный делитель мощности

Многоканальный делитель мощности относится к радиотехнике СВЧ и предназначен, в частности, для использования в составе антенных решеток с частотным сканированием. Многоканальный делитель мощности содержит замедляющую структуру в виде змейкового волновода, свернутого в Е-плоскости, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002250540
Дата охранного документа: 20.04.2005
Показаны записи 1-2 из 2.
10.07.2019
№219.017.aaef

Линейная антенная решетка

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в линейных антенных решетках. Техническим результатом является обеспечение формирования суммарной и разностной диаграмм направленности. Линейная антенная решетка, выполненная в виде ряда вибраторных излучателей, размещенных с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002296400
Дата охранного документа: 27.03.2007
10.07.2019
№219.017.acbb

Антенна

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ. Антенна содержит распределительную систему с подключенным к ее середине суммарным входом, выполненную на жесткой коаксиальной линии, и вибраторные излучатели. К ближайшим к середине распределительной системы вибраторным излучателям подключен отрезок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002316859
Дата охранного документа: 10.02.2008

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД