АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, ПОДРЕШЕТКА Российский патент 2002 года по МПК H01Q21/00 

Устройство относится к радиотехнике, к антенным устройствам и может использоваться для передачи и(или) приема сигналов любых типов волн.

Общеизвестна неэквидистантная антенная решетка, формой раскрыва которой является правильный прямоугольник.

Известно, что такая антенная решетка обладает большим уровнем бокового (ненаправленного) излучения. Как показано автором в Заявке 4765548 с приоритетом от 14.08.89, причиной такого бокового излучения является наличие граней раскрыва антенной решетки, различные чести которых параллельны между собой. (Краткое описание прилагается, а математическое описание содержится в первоначальных материалах этой Заявки).

Известны кольцевые антенные решетки, например кольцевая антенная решетка по а.с. 1060073, раскрытая также в а.с. 1356068.

Такая антенная решетка, хотя и обладает меньшим уровнем бокового излучения, содержит большое число антенных элементов (приемоизлучателей), что является ее недостатком.

Известны неэквидистантные, разрешенные фазированные антенные решетки, например разряженная неэквидистантная фазированная антенная решетка по а.с. 1377942 (прототип), такие антенные решетки состоят из элементов, расположенных по определенному закону в части узлов эквидистантной прямоугольной координатной сетки. В а.с. 1377942 приведен конкретный закон такого распределения.

Недостатком вышеуказанных разряженных антенных решеток является недостаточно низкий уровень бокового излучения. При этом общеизвестно, что наибольшую величину имеют главные максимумы диаграммы направленности, расположенные на главных координатных осях, параллельных линиям координатной сетки.

Технической задачей, решаемой автором, является обеспечение разряжения элементов антенной решетки при достижении снижения уровня главных побочных максимумов диаграммы направленности.

В антенной решетке или подрешетке, содержащей антенные элементы, расположенные только на пересечении координатных линий на двухкоординатной сетке, состоящей соответственно из двух групп-множеств координатных линий, что является общим с признаками прототипа, техническая задача достигается тем, что координатные линии соответственно в каждой из групп-множестве являются или только отрезками, расположенными веерообразно, и/или криволинейными линиями, не являющимися геодезическими линиями, и не более чем одним прямым отрезком.

Кроме того, в зависимом пункте формулы изобретения 2 техническая задача дополнительно достигается там, что координатные линии в каждой из групп-множеств являются отрезками, расположенными веерообразно.

В зависимом пункте формулы изобретения 3 техническая задача дополнительно достигается тем, что координатные линии в каждой из групп-множеств являются криволинейными линиями и не более чем по одному прямому отрезку в каждой из этих групп-множеств.

В зависимом пункте формулы изобретения 4 техническая задача дополнительно достигается тем, что координатные линии в одной из групп-множеств являются отрезками, расположенными веерообразно, а в другой - криволинейными линиями и не более чем одним прямым отрезком.

В зависимом пункте формулы изобретения 5 техническая задача дополнительно достигается тем, что периметр раскрыва антенной решетки совпадает с крайними координатными линиями двухкоординатной сетки.

В зависимой пункте формулы изобретения 6 техническая задача дополнительно достигается тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником и проходит через соседние диагональные узлы двухкоординатной сетки.

В зависимом пункте формулы изобретения 7 техническая задача дополнительно достигается тем, что две соседние стороны периметра раскрыва антенной решетки, содержащего углы, являются дугами, отличными от геодезических линий, расположенных в плоскости антенной решетки.

В зависимом пункте формулы изобретения 8 техническая задача дополнительно достигается тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником, стороны которого отличны от геодезических линий, расположенных в плоскости антенной решетки.

В зависимом пункте формулы изобретения 9 техническая задача дополнительно достигается тем, что периметр раскрыва антенной решетки является кругом или эллипсом.

В зависимом пункте формулы изобретения 10 техническая задача дополнительно достигается тем, что криволинейные координатные линии не содержат перегибов.

В зависимом пункте формулы изобретения 11 техническая задача дополнительно достигается тем, что криволинейные координатные линии содержат не более l_i перегибов:

где n_i - число узлов на соответствующей координатной линии двухкоординатной сетки.

В зависимом пункте формулы изобретения 12 техническая задача дополнительно достигается тем, что антенные элементы расположены во всех узлах двухкоординатной сетки.

В зависимом пункте формулы изобретения 13 техническая задача дополнительно достигается тем, что антенные элементы расположены только в части узлов двухкоординатной сетки.

Во втором независимом пункте формулы изобретения, пункте 14 техническая задача дополнительно достигается тем, что координатные линии одной из групп-множеств координатных линий являются параллельными друг другу прямыми, а в другой - криволинейными линиями, не являющимися геодезическими линиями, и не более чем одним прямым отрезком.

В зависимом пункте формулы изобретения, пункте 15 техническая задача дополнительно достигается тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником и проходит через соседние диагональные узлы двухкоординатной сетки.

В зависимом пункте формулы изобретения, пункте 16 техническая задача дополнительно достигается тем, что криволинейные координатные линии не содержат перегибов.

В зависимом пункте формулы изобретения, пункте 17 техническая задача дополнительно достигается тем, что криволинейные линии содержат не более l_iперегибов:

где n_i - число узлов на соответствующей координатой линии двухкоординатной сетки.

Сущность предложенных в основных и зависимых пунктах формулы изобретения заключается в том, что они позволяют снизить главные побочные максимумы диаграммы направленности за счет непараллельности различных участков и/или различных координатных линий между собой. Доказательство существенности такой непараллельности дано в а.с. 4765548 и в обобщенном случае верно также для вышеприведенных признаков.

Различные известные (общеизвестные) типы антенных решеток, в которых антенные элементы смещаются относительно узлов координатной сетки по случайному закону распределения, не являются аналогами и не могут быть противопоставлены, так как термин "по случайному закону распределения" означает "по закону" и не может означать "случайным образом". При этом эти общеизвестные устройства не могут иметь общих признаков или совпадающего варианта выполнения с заявленными устройствами и не могут порочить новизны.

Для усиления отличий от таких антенных решеток введены пункты формулы изобретения 10, 11, а также 16, 17.

Примеры конкретного выполнения устройства приведены на фиг.1-6.

Пример конкретного выполнения, приведенный на фиг.1, соответствует основному пункту 1, зависимым пунктам формулы изобретения, пункту 2 и зависимому пункту 13. Оно расположено на четырех основных координатных отрезках, образующих неправильный четырехугольник, при этом одна пара этих противолежащих координатных линий поделена равными для каждой из этих линий отрезками на четыре равные части и соединена между собой тремя дополнительными координатными отрезками, при этом вторая пара этих противолежащих координатных линий поделена равными для каждой из этих линий отрезками на семь равных частей и соединена между собой шестью дополнительными координатными отрезками. При этом в тринадцати узлах, образованных пересечениями этих координатных отрезков, расположены антенные элементы 1 аналогично закону, предложенному в а.с. 1377942.

Пример конкретного выполнения, приведенный на фиг.2, соответствует основному пункту 1, зависимым пунктам формулы изобретения: зависимому пункту 3, зависимому пункту 5, зависимому пункту 7, зависимому пункту 8, зависимому пункту 10, зависимому пункту 13, четыре дуги образуют периметр координатной сетки, расположенной на выпуклой плоскости антенной решетки, при этом противоположные дуги попарно подобны и не являются геодезическими линиями, каждая из противоположных дуг поделена на отрезки, при этом противоположные концы отрезков соединены координатными дугами, подобными крайним дугам, при этом антенные элементы 1 (приемоизлучатели) расположены в узлах пересечения этих дуг в шахматном порядке.

Пример конкретного выполнения, приведенный на фиг.3, соответствует основному пункту 1, зависимым пунктам формулы изобретения: зависимому пункту 4, зависимому пункту 6, зависимому пункту 7, зависимому пункту 8, зависимому пункту 11, зависимому пункту 12. Антенная решетка расположена на координатной сетке, образованной веерообразно расположенными отрезками пересекающим их координатным отрезком и расположенными вдоль этого отрезка криволинейными координатными линиями с одной точкой перегиба. При этом антенные элементы 1 расположены во всех узлах этой сетки, ограниченной четырехугольником, стороны которого соединяют соседние узлы координатной сетки по диагонали.

Пример конкретного выполнения, приведенный на фиг.4, соответствует основному пункту 1, зависимым пунктам формулы изобретения: зависимому пункту 2, зависимому пункту 9, зависимому пункту 12. Антенные элементы 1 расположены в узлах двухкоординатной сетки, образованной пересечениями координатных прямых, в каждой из координатных множеств, расположенных веерообразно, при этом антенные элемента 1 расположены во всех узлах этой координатной сетки, ограниченных эллипсом, совпадающим с периметром раскрыва антенной решетки.

Пример конкретного выполнения, приведенный на фиг.5, соответствует независимому пункту 14 и зависимым пунктам 15, 16. Она расположена из параллельных координатных отрезков, соединяющих тождественно подобные координатные дуги и расположенных между ними также тождественно подобных им координатных дуг. При этом антенные элементы 1 располагаются во всех узлах координатной сетки, ограниченных криволинейным четырехугольником, стороны которого соединяют соседние узлы координатной сетки по диагонали.

Пример конкретного выполнения, приведенный на фиг.6, соответствует второму независимому пункту, пункту 11, 14, зависимым пунктам формулы изобретения: зависимому пункту 15 и зависимому пункту 17. Предлагаемая антенная решетка или подрешетка выполнена из параллельных координатных отрезков, расположенных на поверхности фрагмента цилиндра, совпадающего с плоскостью антенной решетки и расположенных в этой плоскости перпендикулярно вышеуказанным координатным линиям, имеющим форму синусоиды с достаточно большим периодом. При этом антенные элементы расположены во всех узлах этой сетки, ограниченной неправильным четырехугольником, стороны которого соединяют соседние узлы координатной сетки по диагонали.

Работа антенных решеток общеизвестна. При этом следует учитывать, что для антенных решеток с большой степенью разряжения наиболее целесообразно использовать зависимый пункт формулы изобретения 2, другие зависимые пункты формулы изобретения, например пункт 3, наиболее рационально использовать для слабо разряженных или неразряженных антенных решеток.

Предложенные технические решения в своих разных вариантах позволяют снизить уровень бокового излучения для различных типов фазированных антенных решеток, в том числе разряженных эквидистантных и неэквидистантных и неразряженных, что позволяет широко использовать их в народном хозяйстве в качестве электромагнитных, акустических и гидроакустических, приемных, передающих и приемопередающих фазированных антенных решеток различного назначения. При этом при необходимости предлагаемые технические решения могут использоваться как для достижения технической задачи - снижения уровня бокового излучения, так и для решения экономической задачи - снижения себестоимости за счет уменьшения числа антенных элементов.

Изобретение относится к радиотехнике, к фазированным антенным решеткам. Техническим результатом является снижение уровня бокового излучения. Фазированная антенная решетка состоит из антенных элементов-излучателей, часть которых расположена на пересечении криволинейных линий, отличных от геодезических линий, расположенных в плоскости раскрыва. 5 с. и 51 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Антенная решетка или подрешетка, являющаяся плоской, содержащая антенные элементы, располагающиеся только в узлах - на пересечении координатных линий двухкоординатной сетки, состоящей соответственно из двух групп-множеств координатных линий, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником, стороны которого отличны от геодезических линий, расположенных в плоскости раскрыва антенной решетки. 2. Антенная решетка или подрешетка по п. 1, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки может совпадать с крайними координатными линиями двухкоординатной сетки. 3. Антенная решетка или подрешетка по п. 1, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки может являться криволинейным четырехугольником и проходить при этом через соседние по диагонали узлы двухкоординатной сетки. 4. Антенная решетка или подрешетка, являющаяся не плоской, содержащая антенные элементы, располагающиеся в узлах - на пересечении координатных линий двухкоординатной сетки, состоящей соответственно из двух групп-множеств координатных линий, при этом координатные линии в каждой из групп-множеств являются криволинейными линиями, не являющимися геодезическими линиями, расположенными на поверхности антенной решетки. 5. Антенная решетка или подрешетка по п. 4, отличающаяся тем, что координатные линии в каждой из групп-множеств являются отрезками криволинейных линий, расположенными веерообразно. 6. Антенная решетка или подрешетка по п. 4, отличающаяся тем, что координатные линии в одной из групп-множеств являются отрезками криволинейных линий, расположенными веерообразно. 7. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 5 и 6, отличающаяся тем, что отрезки криволинейных линий, расположенные веерообразно, являются подобными криволинейными отрезками. 8. Антенная решетка или подрешетка по п. 4, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки совпадает с крайними координатными линиями двухкоординатной сетки. 9. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 4-7, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником и проходит через диагональные узлы двухкоординатной сетки. 10. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 8 и 9, отличающаяся тем, что две соседние стороны периметра раскрыва антенной решетки, содержащие углы, являются дугами, отличными от геодезических линий, расположенных на поверхности раскрыва антенной решетки. 11. Антенная решетка или подрешетка по п. 10, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником, стороны которого отличны от геодезических линий, расположенных на поверхности раскрыва антенной решетки. 12. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 4-7, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является кругом или эллипсом. 13. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 4-7, отличающаяся тем, что криволинейные координатные линии не содержат перегибов. 14. Антенная решетка или подрешетка по п. 4, отличающаяся тем, что криволинейные координатные линии содержат не более l_i перегибов и l_i= (n_i-2)/2, где n_i - число узлов соответствующей криволинейной координатной линии двухкоординатной сетки, i - целый индекс. 15. Антенная решетка или подрешетка по п. 5, отличающаяся тем, что содержит координатные линии, являющиеся подобными криволинейными линиями. 16. Антенная решетка или подрешетка по п. 4, отличающаяся тем, что все координатные линии в раскрыве антенной решетки в каждой из групп-множеств являются подобными криволинейными линиями. 17. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 4-7, отличающаяся тем, что антенные элементы расположены во всех узлах двухкоординатной сетки. 18. Антенная решетка или подрешетка по пп. 4-7, отличающаяся тем, что антенные элементы расположены только в части узлов двухкоординатной сетки. 19. Антенная решетка или подрешетка, являющаяся не плоской, содержащая антенные элементы, располагающиеся в узлах - на пересечении координатных линий двухкоординатной сетки, состоящая соответственно из двух групп-множеств координатных линий, отличающаяся тем, что координатные линии в каждой из групп-множеств являются криволинейными линиями, не являющимися геодезическими линиями, расположенными на поверхности раскрыва антенной решетки, и одним прямым отрезком в каждой из групп-множеств. 20. Антенная решетка или подрешетка по п. 19, отличающаяся тем, что координатные линии в каждой из групп-множеств являются отрезками криволинейных линий, расположенными веерообразно. 21. Антенная решетка или подрешетка по п. 19, отличающаяся тем, что координатные линии в одной из групп-множеств являются отрезками криволинейных линий, расположенными веерообразно, а в другой - просто криволинейными линиями и одним прямым отрезком. 22. Антенная решетка или подрешетка по любому и пп. 20 и 21, отличающаяся тем, что отрезки криволинейных линий, расположенные веерообразно, являются подобными криволинейными отрезками. 23. Антенная решетка или подрешетка по п. 19, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки совпадает с крайними координатными линиями двухкоординатной сетки. 24. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником и проходит через соседние диагональные узлы двухкоординатной сетки. 25. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 23 и 24, отличающаяся тем, что две соседние стороны периметра раскрыва антенной решетки, содержащие углы, являются дугами, отличными от геодезических, расположенных на поверхности раскрыва антенной решетки. 26. Антенная решетка или подрешетка по п. 25, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником, стороны которого отличны от геодезических линий, расположенных на поверхности раскрыва антенной решетки. 27. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, периметр раскрыва антенной решетки является кругом или эллипсом. 28. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, что криволинейные координатные линии не содержат перегибов. 29. Антенная решетка или подрешетка по п. 19, отличающаяся тем, что криволинейные координатные линии содержат не более l_i перегибов и l_i= (n_i-2)/2, где n_i - число узлов на соответствующей криволинейной координатной линии двухкоординатной сетки, i - целый индекс. 30. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, что координатные линии расположены веерообразно и при этом являются криволинейными линиями, отличными от геодезических, и одним прямым отрезком для каждой из групп-множеств. 31. Антенная решетка или подрешетка по п. 30, отличающаяся тем, что содержит координатные линии, являющиеся подобными криволинейными линиями. 32. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, что антенные элементы расположены во всех узлах двухкоординатной сетки. 33. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 19-22, отличающаяся тем, что антенные элементы расположены только в части узлов двухкоординатной сетки. 34. Антенная решетка, содержащая антенные элементы, располагающиеся только в узлах - на пересечении координатных линий двухкоординатной сетки, состоящей одновременно из двух групп-множеств координатных линий, и являющаяся плоской, отличающаяся тем, что координатные линии в одной из групп-множеств являются отрезками, расположенными веерообразно, а в другой криволинейными линиями и одним прямым отрезком. 35. Антенная решетка по п. 34, отличающаяся тем, что отрезками координатных линий в одной из групп-множеств являются отрезки прямых. 36. Антенная решетка по п. 34, отличающаяся тем, что отрезками координатных линий в одной из групп-множеств являются криволинейные линии. 37. Антенная решетка по п. 36, отличающаяся тем, что отрезки координатных линий являются подобными отрезками криволинейных линий. 38. Антенная решетка по любому из пп. 34-37, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным или неправильным четырехугольником. 39. Антенная решетка по п. 38, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником. 40. Антенная решетка по любому из пп. 34-39, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником и проходит через соседние узлы двухкоординатной сетки по диагонали. 41. Антенная решетка по любому из пп. 34-40, отличающаяся тем, что криволинейные координатные линии не содержат перегибов. 42. Антенная решетка по любому из пп. 34-40, отличающаяся тем, что криволинейные координатные линии содержат не более l_i перегибов и l_i= (n_i-2)/2, где n_i - число узлов на соответствующей криволинейной координатной линии двухкоординатной сетки, i - целый индекс. 43. Антенная решетка по п. 38, отличающаяся тем, что две соседние стороны периметра раскрыва антенной решетки, содержащие углы, являются дугами. 44. Антенная решетка по п. 43, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником. 45. Антенная решетка по любому из пп. 34-40 и 43, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является кругом или эллипсом. 46. Антенная решетка или подрешетка, содержащая антенные элементы, располагающиеся в узлах - на пересечении координатных линий двухкоординатной сетки, состоящей соответственно из двух групп-множеств координатных линий, расположенных в одной плоскости, отличающаяся тем, что координатные линии в одной из двух групп-множеств являются отрезками, расположенными веерообразно. 47. Антенная решетка или подрешетка по п. 46, отличающаяся тем, что отрезки координатных линий являются отрезками прямых. 48. Антенная решетка или подрешетка по п. 46, отличающаяся тем, что отрезки координатных линий являются отрезками криволинейных линий. 49. Антенная решетка или подрешетка по п. 48, отличающаяся тем, что отрезки координатных линий являются подобными отрезками криволинейных линий. 50. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 46-49, отличающаяся тем, что периметр раскрыва антенной решетки является криволинейным четырехугольником и проходит через соседние диагональные узлы двухкоординатной сетки. 51. Антенная решетка или подрешетка по п. 50, отличающаяся тем, что координатные линии в одной из групп-множеств являются отрезками криволинейных линий и одним прямым отрезком. 52. Антенная решетка или подрешетка по п. 50, отличающаяся тем, что координатные линии в одной из групп-множеств являются отрезками криволинейных линий. 53. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 50-52, отличающаяся тем, что две соседние стороны периметра раскрыва антенной решетки, содержащие углы, являются дугами. 54. Антенная решетка или подрешетка по любому из пп. 46-50, отличающаяся тем, что периметр ее раскрыва является кругом или эллипсом. 55. Антенная решетка или подрешетка по п. 46, отличающаяся тем, что антенные элементы расположены во всех узлах двухкоординатной сетки. 56. Антенная решетка или подрешетка по п. 46, отличающаяся тем, что антенные элементы расположены только в части узлов двухкоординатной сетки.