Волноводно-щелевая антенна
Использование: антенны для систем радиолокации и связи. Сущность изобретения: в волноводно-щелевой антенне с переменно фазными продольносмещенными щелями по обе стороны щелей установлены рупорные козырьки, присоединенные к стенке волновода посредством проводящих пластин. Расстояние между рупорными козырьками выбрано из предложенного соотношения. Достигнуто уменьшение уровня боковых лепестков диаграммы направленноси. 1 ил.
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиолокации, радиосвязи.
Известны волноводно-щелевые антенны с переменнофазносвязанными щелями (Антенны и устройства СВЧ./Под ред.проф. Воскресенского Д.И. М. Радио и связь, 1981). Известны также волноводно-щелевые антенны (ВЩА) с рупорными козырьками, используемыми для формирования диаграммы направленности в поперечной плоскости (Корбанский И. Н. Антенны. М: ВВИА им.проф. Н.Е. Жуковского, 1966, с. 294). Наиболее близкой по технической сущности к предложенной ВЩА является ВЩА с рупорными козырьками, присоединенными посредством параллельных проводящих пластин к стенкам волновода по обе стороны щелей, параллельно продольной оси волновода (Антенны эллиптической поляризации. В сб. под ред. Шпунтова А.И. М. ИИЛ, 1961, с. 224-228). За счет выбора расстояния l между стенкой волновода и линией, за которой проводящие пластины переходят в рупорные козырьки, можно управлять поляризацией антенны прототипа. Техническое решение в соответствии с изобретением использует проводящие пластины, переходящие в рупорные козырьки. Для ослабления или устранения дифракционных боковых лепестков ВЩА с продольно смещенными и связанными переменнофазно щелями, период щелевой структуры равен удвоенному расстоянию между щелями. Это достигается тем, что в волноводно-щелевой антенне, содержащей волновод, в стенке которого выполнены щели, продольно смещенные и связанные переменнофазно, два рупорных козырька, присоединенных посредством приводящих пластин к стенкам волновода по обе стороны щелей, параллельно продольной оси волновода, расстояние между проводящими пластинами h кр./2 на участке, примыкающем к стенке волновода, протяженностью не менее /2 в направлении перпендикуляра к стенке, где длина волны в свободном пространстве; кр. критическая длина волны в волноводе. Для ВЩА на основе прямоугольного волновода кр.=2а и расстояние между проводящими пластинами h<a, где а размер широкой стенки прямоугольного волновода. Предположим для простоты рассуждений, что проводящие пластины параллельны. В этом случае можно считать, что щели излучают в плоскопараллельный волновод, образованный проводящими пластинами, который затем переходит в рупор. Поле в плоскопараллельном волноводе можно представить в виде совокупности собственных волн волновода, постоянные распространения которых вдоль оси волновода Кхn и в перпендикулярном направлении Кznсвязаны соотношением K2kn+K2zn=K2- n (1) где K волновое число; n номер типа волны. Из этой формулы видно, что при h <a< распространяющимися являются только два типа Н-волн: n=0 и n=1. Волны типа Е при продольной ориентации щелей не возбуждаются. Комплексные амплитуды этих волн, возбуждаемых каждой из подрешеток, определяются их диаграммами направленности. В силу идентичности амплитудных диаграмм амплитуды одноименных волн, возбуждаемых каждой из под решеток, равны между собой. В силу взаимного сдвига подрешеток на шаг dx вдоль оси фазы этих волн равны для направления главного максимума диаграммы направленности o: o=arcsin (2) где = (3) и противоположны для направления дифракционного максимума бл: бл=arcsinsino + =arcsin (4) С учетом противоположного знака электрического поля в щелях подрешеток отсюда нетрудно видеть, что в направлении o суммарная амплитуда волны n=0 удваивается (главный лепесток), а амплитуда волны n=1 обращается в нуль; в направлении бл наоборот: амплитуда волны n=0 обращается в нуль, а волны n=1 удваивается (дифракционный боковой лепесток). В силу противофазного распределения поля волны n=1 в поперечном направлении диаграмма направленности дифракционного лепестка в поперечной плоскости разностного типа. Продольная постоянная распространения для волны, определяющей дифракционный лепесток, Кх= Кsin бл K . Поэтому из соотношений (1), (3) K=K (5) Если взять h< a, то Kz1 станет мнимой величиной и дифракционный лепесток окажется подавленным на величину затухания волны n=1 на длине l отрезка плоскопараллельного волновода, на котором h<a. Длина l может быть выбрана по требуемой величине ослабления бокового лепестка, который может быть сколь угодно ослаблен вплоть до полного подавления. Условие плоскопараллельности проводящих пластин на участке l не является обязательным и взято лишь для простоты рассуждений. Волновод также может быть не обязательно прямоугольным, а, например, круглым или другого поперечного сечения. В случае ВЩА с наклонносмещенными щелями на широкой стенке прямоугольного волновода предлагаемое решение позволяет ослабить или подавить также кроссполяризационную составляющую диаграммы направленности, поскольку она формируется Е-волной в горловине рупора с n=1, постоянная распространения которой определяется тем же соотношением (1), а направление распространения формулой (4). В случае ВЩА с наклонными щелями на узкой стенке волновода предлагаемое решение также позволяет частично подавить кроссполяризационную составляющую диаграммы направленности, только в этом случае главный максимум диаграммы направленности формируется Е-волной n=1, а боковые дифракционные лепестки Н-волнами n=0 и n-1. Предлагаемое изобретение позволяет подавить только одну из этих волн, а именно n=1. На чертеже показана предлагаемая ВЩА на основе прямоугольного волновода с продольными смещенными щелями на широкой стенке волновода. Антенна состоит из прямоугольного волновода 1 с прорезанными в нем щелевыми излучателями 2; рупорных козырьков 3, переходящих в проводящие пластины 4, и поглощающей нагрузки 5. Волноводно-щелевая антенна работает следующим образом. СВЧ-сигнал, поступающий на вход антенны, распространяется по волноводу 1, возбуждает щели 2, которые в свою очередь возбуждают Н-волны n=0 и n=1 между проводящими пластинами 4. Волна n=0, распространяясь, переходит в рупор 3 и излучается, и формируя диаграмму направленности. Волна n= 1 оказывается в закритическом режиме, экспоненциально затухает между проводящими пластинами 4 и излучается лишь в той степени, в которой не успевает затухнуть на длине l. Неизлучившаяся часть мощности поглощается в оконечной нагрузке 5.Формула изобретения
ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА, содержащая волновод, в стенке которого выполнены щели, продольно-смещенные и связанные переменно-фазно, два рупорных козырька, присоединенных посредством проводящих пластин к стенкам волновода по обе стороны щелей, параллельно продольной оси волновода, отличающаяся тем, что расстояние между проводящими пластинами h меньше кр/2 на участке, примыкающем к стенке волновода, протяженностью не менее /2 в направлении перпендикуляра к стенке, где длина волны в свободном пространстве; lкр критическая длина волны в волноводе.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Плоская щелевая антенная решетка // 2024129
Изобретение относится к радиотехнике, технике СВЧ, в частности к антенно-фидерным устройствам
Приемная активная свч антенна // 2024128
Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано при создании антенно-приемных систем
Антенная решетка // 2000634
Антенна с электрическим сканированием // 2000633
Уголковая антенна // 1830624
Антенна с электрическим сканированием // 1829064
Антенна эллиптической поляризации // 1815701
Антенна // 1806430
Малогабаритная многощелевая антенна // 2127013
Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к конструкции многощелевой антенны для малогабаритной радиолокационной системы (РЛС) плавучего средства ограниченного водоизмещения
Антенна летательного аппарата // 2136090
Изобретение относится к области антенн летательных аппаратов (ЛА)
Малогабаритная многощелевая антенна // 2169416
Изобретение относится к радиолокационной технике, а именно к конструкции многощелевой антенны для малогабаритной навигационной ВЛС плавучего средства ограниченного водоизмещения
Кольцевая щелевая антенна // 2189677
Изобретение относится к области подземных сейсмоустойчивых приемопередающих антенных устройств, работающих на частотах электромагнитных волн нижней части мертвого диапазона
Моноимпульсное антенное устройство // 2236729
Изобретение относится к моноимпульсным антенным устройствам (АУ) с суммарно-разностной обработкой сигнала, используемым в радиолокационных системах точного автоматического сопровождения цели и в обзорных моноимпульсных радиолокационных системах
Изобретение относится к малогабаритным и высокоэффективным антеннам для мобильных и микротелефонных устройств связи
Изобретение относится к печатным антеннам с двойной поляризацией с питанием от расположенного на печатной плате коммутационного поля
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к гипертермии злокачественных новообразований
Плоская резонаторная антенна (варианты) // 2357337
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенно-фидерным устройствам, в частности к резонаторным антеннам