суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны
Классы МПК: | H01Q25/02 обеспечивающие суммарные и разностные диаграммы направленности |
Автор(ы): | Позднякова Р.Д., Митин В.А., Хейфец А.Д., Ястребов Б.П. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт приборостроения |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-07-31 публикация патента:
20.04.1998 |
Область применения: антенно-волноводная СВЧ-техника. Предлагается суммарно-разностный облучатель, состоящий из малогабаритного суммарно-разностного узла возбуждения, выполненного из четырех примыкающих друг к другу одинаковых по всей длине прямоугольных волноводов, каждый из которых имеет общие с двумя соседними волноводами узкую и широкую стенки со щелями связи, обеспечивающими направленное ответвление половины мощности в соседний канал, и пирамидальный рупор с выступающей перед раскрывом ступенчатой перегородкой, разделяющей рупор в пл. Е пополам, при этом в целях сужения диаграммы направленности в пл. Н длина рупора в этой плоскости выполнена больше чем в пл. Е. Требуемые для моноимпульсных облучателей фазовые соотношения в четырех выходных каналах обеспечиваются с помощью диэлектрических фазосдвигающих секций со ступенчатыми согласователями на концах, при этом для уменьшения продольных размеров 180o секции в центре диэлектрического вкладыша параллельно вектору Е в щель, прорезанную во вкладыше, введена пластина с увеличенной диэлектрической проницаемостью. 3 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, содержащий пирамидный рупор, разделенный пополам в плоскости Е перегородкой, и суммарно-разностный узел возбуждения с суммарным, разностным Е, разностным Н и разность-разностным каналами, отличающийся тем, что суммарно-разностный узел возбуждения выполнен из четырех прямых примыкающих друг к другу одинаково ориентированных прямоугольных волноводов одинакового сечения, каждый из которых имеет общую широкую стенку с одним из соседних волноводов, имеющую две симметрично расположенные относительно продольной оси волновода продольные щели, а также общую узкую стенку с другим соседним волноводом, имеющую продольную щель с настроечным винтом, установленным над ее центром со стороны широких стенок, а пирамидальный рупор имеет различную длину в плоскостях Е и Н и снабжен настроечным элементом в виде двух шаровых сегментов, установленных один над другим на перегородке с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси, при этом упомянутая перегородка выступает за продольный габарит рупора и имеет симметричную относительно своей продольной оси форму со ступенчатым уменьшением ширины от начала к концу выступающей части, в выходные каналы, являющиеся продолжением суммарного и разность-разностного каналов, установлены 90o-ые фазосдвигающие секции, выполненные в виде диэлектрических вкладышей, частично или полностью заполняющих поперечное сечение волновода, а в выходной канал, являющийся продолжением разностного Е канала, установлена 180o-ая фазосдвигающая секция в виде вкладыша, имеющего поперечное сечение, совпадающее с волноводом, при этом в центре вкладыша в плоскости Е прорезана сквозная продольная щель, полностью заполненная диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, превосходящей диэлектрическую проницаемость вкладышей, а оба конца вкладышей выполнены ступенчатыми.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнической промышленности средств связи и может использоваться как в качестве суммарно-разностного облучателя зеркальной, линзовой антенн и фазированной антенной решетки с эфирным питанием, так и в качестве автономной антенны в РЛС с моноимпульсным методом пеленгации. Известны суммарно-разностные облучатели и устройства, выполненные на основе различных двухканальных балансных делителей мощности (H и E-тройников; H, E и T-мостов и др.). Среди этих устройств наиболее близок по конструкции и основной технической сущности рупорный облучатель [1], содержащий пирамидальный рупор, разделенный пополам в плоскости E перегородкой, и суммарно-разностный узел возбуждения с суммарным, разностным E, разностным H и разность-разностным каналами. Однако его конструкция не содержит никаких элементов согласования по КВС и приемлема только для пирамидальных рупоров больших размеров, когда все линейные размеры рупора (aH, bE и l) существенно превосходят длину волны. При малых же размерах рупора (например, при аН и bЕ![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109003/8773.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109095/955.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109003/8773.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109095/955.gif)
большие габариты;
сложность конструктивного и технологического исполнения;
плохое согласование облучателя, особенно при малых размерах рупора, с пространством и проблемы обеспечения низкого КВС по суммарно-разностным каналам;
существенные трудности в реализации расчетной (по размерам раскрыва) ширины диаграммы направленности в плоскостях E и H при малых размерах рупора. В предлагаемом устройство эти недостатки удается преодолеть, в нем суммарно-разностный узел возбуждения выполнен из четырех прямых примыкающих друг к другу одинаково ориентированных прямоугольных волноводов одинакового сечения, каждый из которых имеет общую широкую стенку с одним из соседних волноводов, имеющую две симметрично расположенные относительно продольной оси волновода продольные щели, а также общую узкую стенку с другим соседним волноводом, имеющую продольную щель с настроечным винтом, установленным над ее центром со стороны широких стенок, а пирамидальный рупор имеет различную длину в плоскостях E и H и снабжен настроечным элементом в виде двух шаровых сегментов, установленных один над другим на перегородке с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси. При этом упомянутая перегородка выступает за продольный габарит рупора и имеет симметричную относительно своей продольной оси форму со ступенчатым уменьшением ширины от начала к концу выступающей части, кроме того, в выходные каналы, являющиеся продолжением суммарного и разность-разностного каналов, установлены 90o фазосдвигающие секции, выполненные в виде диэлектрических вкладышей, частично или полностью заполняющих поперечное сечение волновода, а в выходной канал, являющийся продолжением разностного E канала, установлена 180o фазосдвигающая секция в виде вкладыша, имеющего поперечное сечение, совпадающее с волноводом, при этом в центре вкладыша в плоскости E прорезана сквозная продольная щель, полностью заполненная диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, превосходящей диэлектрическую проницаемость вкладышей, а оба конца вкладышей выполнены ступенчатыми. На фиг.1 показан суммарно-разностной облучатель, общий вид; на фиг. 2 - КСВ входных каналов; на фиг. 3 - диаграмма направленности облучателя. Предлагаемый суммарно-разностный облучатель содержит суммарно-разностный узел возбуждения, состоящий из четырех прямых, примыкающих друг к другу, одинаково ориентированных волноводов 1 - 4 с общими широкой и узкой стенками в каждом волноводе, содержащими щели 5 - 10, при этом на выходе трех каналов 1, 2, 4 установлены 180o 13 и 90o 11, 12 фазосдвигающие секции соответственно; пирамидальный рупор 14, разделенный пополам в плоскости E перегородкой 15 с настроечным элементом 16 и имеющий различную длину в плоскостях E и H (lE и lH). При указанном (фиг.1) взаимном расположении элементов входным суммарным каналом (
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109055/931.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109055/931.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109055/931.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
для сужения диаграммы направленности в плоскости H и одновременного увеличения КУ облучателя (фиг.3), а также улучшения условий согласования по КСВ каналов
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
для настройки суммарного канала предусмотрен настроечный элемент 16, расположенный в пучности волны H10, перемещая который вдоль осевой линии рупора можно получить минимальный КСВ по каналу
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109055/931.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
для настройки разностного E-канала используется перегородка 15, изменяя длину и конфигурацию которой можно минимизировать КСВ канала
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109055/931.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
сократить общие габариты;
обеспечить простейшее конструктивное и технологическое исполнение, гарантирующее реализацию амплитудно-фазовых характеристик, свойственных моноимпульсному облучателю;
обеспечить минимальный КСВ по каналам
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109055/931.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109091/916.gif)
обеспечить независимое управление шириной диаграммы направленности в плоскостях E и H не только за счет выбора aH и bE, но также и за счет использования различной длины в плоскостях E и H. Результаты испытания суммарно-разностного облучателя с линейными размерами рупора aH=1,5
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109095/955.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109095/955.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109095/955.gif)
![суммарно-разностный облучатель для моноимпульсной антенны, патент № 2109377](/images/patents/362/2109095/955.gif)
Класс H01Q25/02 обеспечивающие суммарные и разностные диаграммы направленности