Линейная фазированная антенная решетка

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенных системах с электронным сканированием диаграмм направленности (ДН). Цель изобретения - уменьшение уровня боковых лепестков максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей . Линейная ФАР содержит излучатели 1. управляемые фазовращатели 2 с отрезками линий передачи равной электрической длины , элементы связи 3, линию связи 4 управляемых фазовращателей 2 с устройством управления 5, согласованные нагрузки 6, делитель мощности 7 с центральным симметричным возбуждением, входную линию передачи 8 и проводящие гребни. Делитель мощности 7 выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи 8, а внутри установлены два проводящих гребня постоянной толщины и высоты, плавно уменьшающейся к его концам. Наличие проводящего гребня позволяет создать в амплитудно-фазовом распределении на выходах элементов связи 3 нелинейную фазовую составляющую, что приводит к уменьшению уровня боковых лепестков и повышению точности установки максимума ДН. 2 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!! ) (51)5 H 01 Q 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734350/09 (22) 01.09.89 (46} 23,10.92. Бюл. ¹ 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт радиоаппаратуры (72) С.И.Ваксенбург и В.А.Ландман (56) Международная заявка 087/02192, кл. Н 01 Q 13/10, 1987. (54) ЛИНЕЙНАЯ ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенных системах с электронным сканированием диаграмм направленности (ДН). Цель изобретения — уменьшение уровня боковых лепестков максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей. Линейная ФАР содержит излучатели 1, управляемые фазовращатели 2 с отрезками

Изобретение относится к радионавигации, радиолокации и радиоуправлению и может быть использовано в антенных системах с электронным сканированием диаграмм направленности (ДН).

Цель изобретения — уменьшение уровня боковых лепестков и повышение точности установки максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей.

НА фиг, 1 представлена структурная схема линейной фазированной антенной решетки (ФАР); на фиг. 2 — делитель мощности.

Линейная ФАР содержит излучатели 1, управляемые 2 фазовращатели с отрезками линий передачи равной электрической длины, элементы связи 3, линию связи 4 управляемых фаэовращателей 2 с устройством управления 5, согласованные нагрузки 6, делитель мощности 7 с центральным симметричным возбуждением, входную линию передачи 8 и проводящие гребни, Делитель мощности 7 выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи 8, а внутри установленыдва проводящих гребня постоянной толщины и высоты, плавно уменьшающейся к его концам. Наличие проводящего гребня позволяет создать в амплитудно-фазовом распределении на выходах элементов связи 3 нелинейную фа- эовую составляющую, что приводит к уменьшению уровня боковых лепестков и повышению точности установки максимума

ДН. 2 ил. линий передачи равной электрической длины, элементы 3 связи (выходы делителя мощности), линию связи 4 управляемых фазовращателей с устройством управления. устройство 5 управления фаэовра щателями, согласованные нагрузки 6,,делитель 7 мощности с центральным симметричным возбуждением, входную линию 8 передачи, проводящие гребни 9.

Делитель мощности линейной ФАР выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи, а к концам его присоединены согласованные 6 нагрузки.

Внутри отрезка волновода симметрично относительно поперечной оси, проходящей

1771018

О(п)=дф(n) — фп) (и)

-+05 40 через его середину и посредине его широкой стенки, установлены два проводящих гребня 9 постоянной толщины, равной (0,10,2) а, где а — размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода. Высота 5 каждого гребня плавно уменьшается к его концам. На стенке отрезка прямоугольного волновода, противоположной его входу, размещены элементы 3 связи, образующие выходы делителя мощности, которые через 10 отрезки линий передачи равной длины и управляемые 2 фазовращатели соединены с излучателями 1 линейной ФАР, Если высота проводящих гребней Н йлавно меняется в пределах 0 Н 0,35 Ь, где Ь вЂ” размер 15 узкой стенки отрезка прямоугольного волновода, то имеет место линейная зависимость длины волны Ль(п) в волноводе от координат сечения волновода, определяемая формулой 20 где n = +1, ч-2,..., N/2; 34 — длина волны в прямоугольном волноводе (Н = О) с воз- 25 душным заполнением (т,е, при отсутствии проводящих гребней); д Ла — константа, зависящая от геометрических размеров отрезка прямоугольного волновода.

При запитывании волновода СВЧ-сиг- 30 налом частоты fo (длина волны 4) вдоль раскрыва ФАР устанавливается симметричное амплитудное распределение А(п) и фазовое распределение фп), определяемое формулой 35 где xn — координата и-го излучателя; Е(х)— целая часть числа х; Л вЂ” дискретность управляемых фазовращателей; ОΠ— угол фазирования ФАР; дфп) — фазовый набег на 45 излучателях ФАР, подключенных к выходам делителя мощности с центральным волноводным возбуждением и внутри которого установлены два проводящих гребня, ВеличИна нелинейного фазового набега 50 д Яп) для эквидистантной линейной ФАР определяется выражением д Яп) = $1(n) + Я(П), где 55

1P1(n )=-0.5 (Я-- — -)+(Л -д- ) (и-1)начальный фазовый набег в раскрыве линейной ФАР с центральным возбуждением через прямоугольный волновод с воздушным заполнением;

2 / и-1

Q(n) =--7 —, (а j +aj) — доВ полнительный нелинейный фазовый набег s раскрыве линейной ФАР, содержащей делитель мощности с центральным симметричным возбуждением, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода с установленными внутри его проводящими гребнями.

Некомпенсируемая управляемыми фазовращателями нелинейная ошибка дискретизации фазы разрушает периодичность фазовых ошибок квантования фазы и обеспечивает уменьшение влияния этих ошибок на уровень боковых лепестков ДН и ошибку положения максим; ма ДН.

Таким образом, наличие в схеме линейной ФАР делителя мощности, выполненного в виде отрезка прямоугольного волновода с двумя проводящими гребнями, имеющими плавно уменьшающуюся от середины к концам волновода высоту, позволяет достичь уменьшения уровня боковых лепестков и повысить точность установки максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей.

Формула изобретения

Линейная фазированная антенная решетка, содержащая делитель мощности с центральным симметричным возбуждением и излучатели, присоединенные через управляемые фазовращатели и отрезки линий передачи равной электрической длины к выходам делителя мощности, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения уровня боковых лепестков и повышения точности установки максимума диаграммы направленности при использовании дискретных управляемых фазовращателей, делитель мощности выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи. к концам присоединены согласованные нагрузки, а внутри симметрично относительно поперечной оси, проходящей через середину отрезка прямоугольного волновода, посредине его широкой стенки установлены два проводящих гребня постоянной толщины, равной (0,1-0,2)а, где а— размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода, а их высота плавно уменьшается к его концам, при этом на ан- . размещены элементы связи, образующие тенне отрезка прямоугольного волновода, выходыдвлителя мощности, 1771018

Составитель В.Ландман

Техред М,Моргентал Корректор А.Ворович

Редактор О.Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3746 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5