ПРИЕМНАЯ АКТИВНАЯ СВЧ АНТЕННА Российский патент 1994 года по МПК H01Q13/10 

Изобретение относится к радиоэлектронике СВЧ и может быть использовано при создании антенно-приемных систем.

Известна приемная активная СВЧ-антенна, содержащая излучатель, подключенный через прямоугольный резонатор к входу малошумящего транзисторного усилителя, и экран (см. авт.св. СССР N 306787, кл. H 01 Q 13/10, 1970).

Недостатком этого устройства является его низкая долговечность, обусловленная возможностью выхода из строя малошумящего усилителя, находящегося в выключенном состоянии, при воздействии на вход антенны направленной помехи большой мощности, распространяющейся в рабочей зоне приема, а также плохая скрытность устройства, обусловленная возможностью радиолокационного обнаружения антенны по наличию экрана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является приемная активная СВЧ-антенна, содержащая излучатель, подключенный через прямоугольный резонатор к входу малошумящего транзисторного усилителя с использованием штырей, и экран.

Недостатком такого устройства является его низкая долговечность и скрытность.

Цель изобретения - повышение долговечности и скрытности.

Для этого экран выполнен в виде тела вращения с параболической образующей из диэлектрика с высокой теплопроводностью, в фокусе которого размещен излучатель c линейной поляризацией, в теле экрана выполнены капиллярные каналы, проходящие в параллельных плоскостях, параллельных плоскости поляризации, на равных расстояниях от концов капиллярных каналов выполнены в теле экрана резервуары, заполненные ртутью и соединенные с капиллярными каналами, малошумящий усилитель выполнен с термоэлектрическим охладителем, плоскость "горячих" спаев которого соединена термопроводящим материалом с телом экрана в его вершине.

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Приемная активная СВЧ-антенна содержит экран 1 с резервуарами 2 и капиллярными каналами 3, излучатель 4, включающий несимметричный вибратор 5 и контррефлектор 6, первый отрезок 7 коаксиальной линии передачи, малошумящий транзисторный усилитель (МШУ) 8, включающий микрополосковую плату 9, термоэлектрический охладитель 10 и металлический корпус 11, второй отрезок 12 коаксиальной линии передачи, включающий наружную металлическую трубку 13 и центральный проводник 14, ртуть 15.

Экран 1 выполнен в виде тела вращения с параболической образующей из диэлектрика с высокой теплопроводностью, например из бериллиевой керамики. Резервуары 2 заполнены ртутью 15. Наружный проводник 13 второго отрезка 12 коаксиальной линии передачи выполнен в виде металлической трубки, которая обладает высокой теплопроводностью и имеет тепловой контакт с металлическим корпусом 11 МШУ 8. Корпус 11 также обладает высокой теплопроводностью и имеет тепловой контакт с плоскостью "горячих" спаев термоэлектрического охладителя 10. Металлическая трубка 13 имеет тепловой контакт с экраном 1. Малошумящий транзисторный усилитель 8 включает микрополосковую усилительную плату 9 на полевых транзисторах, установленную на плоскости "холодных" спаев термоэлектрического охладителя 10. Термоэлектрический охладитель 10 плоскостью "горячих" спаев установлен на внутренней поверхности герметичного металлического корпуса 11 МШУ, заполненного сухим газом (например, азотом) или вакуумированного. Металлическая трубка 13 жестко закреплена в стенке корпуса 11. Излучатель 4 включает несимметричный вибратор 5 и контррефлектор 6. Излучатель 4 подключен к входу малошумящего транзисторного усилителя 8 через первый отрезок 7 коаксиальной линии передачи.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей питающего напряжения на МШУ 8 приемный сигнал, попадая на не заполненные ртутью капиллярные каналы 3, беспрепятственно проходит через них и следует далее без изменения направления распространения (направление I). При этом приемный сигнал на вход МШУ не попадает, что исключает возможность выхода из строя МШУ, находящегося в выключенном состоянии. При подаче питающего напряжения на МШУ 8 плоскость "холодных" спаев термоэлектрического охладителя 10 начинает охлаждаться, а плоскость "горячих" спаев - нагреваться. При этом нагревается корпус 11 МШУ и далее по металлической трубке 13 тепло передается ртути 15 через тело экрана 1. В результате нагрева ртуть 15 расширяется и начинает заполнять капиллярные каналы 3. Заполненные ртутью капиллярные каналы 3 образуют параболическое зеркало, которое изменяет направление распространения приемного сигнала, направляя его на несимметричный вибратор 5, установленный в фокусе этого зеркала (направление II). При этом приемный сигнал попадает на вход МШУ и усиливается им. Одновременно с обеспечением приема сигнала заполненные ртутью капиллярные каналы 3 (вместе с резервуарами 2) образуют радиатор, осуществляющий рассеивание тепловой энергии, выделяемой плоскостью "горячих" спаев термоэлектрического охладителя 10.

Устройство работает в условиях постоянства или небольшого изменения окружающей температуры.

Использование: в радиоэлектронике СВЧ при создании антенно-приемных систем. Сущность изобретения: экран выполнен из N диэлектрических капиллярных трубок с диэлектрическими резервуарами, заполненными ртутью. Резервуары расположены в середине капиллярных трубок. Корпус резервуаров и трубок выполнен из материалов с высокой теплопроводностью, например из бериллиевой керамики. Каждая капиллярная трубка расположена в плоскости, параллельной плоскости расположения соседней капиллярной трубки и плоскости излучателя (несимметричного вибратора). Все капиллярные трубки изогнуты, образуя по форме парабалическое зеркало с фокусом, находящемся в месте установки излучателя (несимметричного вибратора). Малошумящий усилитель выполнен с термоэлектрическим охладителем. Наружный проводник второго отрезка коаксиальной линии передачи выполнен из материала с высокой теплопроводностью и имеет тепловой контакт с плоскостью "горячих" спаев термоэлектрического охладителя и с корпусом резервуаров. Изобретение позволяет повысить долговечность и скрытность приемной активной СВЧ-антенны. 1 ил.

ПРИЕМНАЯ АКТИВНАЯ СВЧ АНТЕННА, содержащая излучатель, соединенный с входом малошумящего усилителя, и экран, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности и скрытности, экран выполнен в виде тела вращения с параболической образующей из диэлектрика с высокой теплопроводностью, в фокусе которого размещен излучатель с линейной поляризацией, в теле экрана выполнены капиллярные каналы, проходящие в параллельных плоскостях, параллельных плоскости поляризации, на равных расстояниях от концов капиллярных каналов выполнены в теле экрана резервуары, заполненные ртутью и соединенные с капиллярными каналами, малошумящий усилитель выполнен с термоэлектрическим охладителем, плоскость "горячих" спаев которого соединена посредством термопроводящего материала с телом экрана в его вершине.