приемник свч-излучения

Формула изобретения

ПРИЕМНИК СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий антенну в виде прямоугольного рупора, подключенную к прямоугольному волноводному тракту, в котором на поперечной оси установлен детектор, и блок обработки сигнала, отличающийся тем, что прямоугольный волноводный тракт развернут относительно раскрыва прямоугольного рупора так, что угол между проекциями одноименных ребер их поперечных сечений равен 30 - 60^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике СВЧ, а конкретно к устройствам контроля СВЧ-излучения, например, для обнаружения излучения измерителей скорости автомашин.

Приемники СВЧ-излучения (антирадары) получили в настоящее время большое распространение для сигнализации излучения измерителей скорости автомашин. Однако уровень СВЧ-излучения один из важнейших экологических параметров среды, которому уделяется все большое внимание с развитием мощных радиолокационных систем и с применением СВЧ-излучения для технологических и бытовых нужд, нарушение режимов эксплуатации которых или их неисправность может привести к резкому возрастанию паразитного СВЧ-излучения и возникновению опасности для здоровья человека.

В настоящее время известны различные приемники СВЧ-излучения (антирадары) [1] содержащие рупорную антенну, волноводный СВЧ-тракт с детектором и устройство обработки сигнала. Недостатком этих устройств является то, что они рассчитаны на определенную: или вертикальную, или горизонтальную плоскость поляризации принимаемого СВЧ-излучения. Но на практике измерители скорости (радары) в зависимости от их расположения могут иметь с примерно равной вероятностью вертикальную или горизонтальную поляризацию СВЧ-излучения. При этом дальность приема сигналов приемником СВЧ-излучения существенно зависит от положения плоскости поляризации принимаемой волны и реально может изменяться в 2-4 раза.

Указанный недостаток существующих приемников СВЧ-излучения (антирадаров), содержащих рупорную антенну с горизонтально расположенной продольной осью, прямолинейный СВЧ-тракт с детектором и устройство обработки сигнала, устраняется тем, что одна из поперечных осей СВЧ-тракта, по направлению которой расположена ось детектора, повернута относительно вертикали на угол 30-60^о, рупорная антенна имеет в раскрыве форму круга или прямоугольника, причем прямоугольник имеет горизонтальное расположение одной из сторон, а в плавно суженной части рупорная антенна имеет конфигурацию, определяемую формой и размерами последующего прямолинейного СВЧ-тракта, при этом одна из поперечных осей сечения суженной части рупорной антенны расположена параллельно оси детектора.

На фиг.1,2 представлена конструкция предложенного устройства, где фиг.1 вариант с рупором в виде конуса, переходящего в прямоугольный волновод (возможен вариант с диэлектрической антенной); на фиг.2 вариант с рупором в виде закрученной пирамиды, переходящей в прямоугольный волновод.

Индикатор СВЧ-излучения содержит рупорную антенну 1, СВЧ-тракт 2 с детектором 3 и устройство 4 обработки сигнала.

Предложенная конфигурация рупорной антенны объясняется стремлением обеспечить эффективный прием СВЧ-излучения любой поляризации. Конусная антенна предложенной конструкции способна принимать такие сигналы, так как форма внутренней поверхности антенны способствует повороту плоскости поляризации входного сигнала в положение, при котором электрическое поле ориентируется в направлении продольной оси детектора. Расположение детекторного диода под углом 30-60^о относительно вертикали (наиболее оптимальный угол 45^о) позволяет и горизонтально, и вертикально поляризованным на входе антенны сигналам при дальнейшем прохождении сужающейся части антенны и СВЧ-тракта достичь детектора и воздействовать на него.

Рассмотрим работу устройства. Часть СВЧ-излучения радара вертикальной или горизонтальной поляризации поступает в рупорную антенну 1, где плоскость поляризации СВЧ-излучения изменяется в необходимом направлении. Затем СВЧ-излучение поступает в СВЧ-тракт 2, где формируется структура стоячей волны необходимой поляризации, что обеспечивает оптимальные условия детектирования СВЧ-излучения детектором 3, сигнал с которого поступает в устройство 4 обработки сигнала для дальнейшего его усиления, обработки и индикации.

Рассмотрим вероятностные характеристики надежности обнаружения излучения радара известным и предложенным устройствами. Реально радарные измерители скорости могут иметь различную поляризацию волны излучаемого сигнала в зависимости от положения радара. Например, при штатном положении измерителя скорости автомашин "Барьер 2" (когда рукоятка прибора расположена вертикально), поляризация волны горизонтальна. Но часто измерители скорости располагают так, что рукоятка прибора расположена горизонтально и соответственно поляризация волны вертикальна. При этом, как правило, имеют место некоторые отклонения плоскости поляризации волны от вертикали или горизонтали на угол 1-10^о, который и определяет некоторую чувствительность существующих антирадаров в случае, если плоскость поляризации излучаемой волны не соответствует требуемой. При этом чувствительность антирадара по полю уменьшается в 30-6 раз и соответственно уменьшается дальность его действия в 5,5-2,5 раза. Для компенсации этого явления в существующих антирадарах необходимо повышение чувствительности в 30-6 раз, что достигается либо сложным схемотехническим решением (в ряде зарубежных конструкций), либо путем увеличения площади раскрыва антенны, что влечет за собой резкое увеличение объема всего устройства. Последнее не всегда приемлемо и определяет низкую вероятность обнаружения радара на необходимом расстоянии, которое должно быть в 1,5-2,5 раза больше расстояния до рабочей зоны радара. Реально вероятность необнаружения радара на расстоянии, в 2 раза превышающем его дальность действия, составляет для существующих антирадаров в зависимости от их геометрии (объем от 120 до 500 см³) величину 0,1-0,5. Для предложенного устройства объемом около 120 см³ эта вероятность оценивается величиной 0,005-0,01.