ДИАГРАММООБРАЗУЮЩАЯ МАТРИЦА Российский патент 2006 года по МПК H01Q21/00 

Описание патента на изобретение RU2272342C1

Предлагаемая матрица относится к области техники сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использована в многолучевых антеннах радиолокационных и радионавигационных систем для формирования в пространстве веера независимых лучей (парциальных диаграмм направленности).

Актуальность разработки таких диаграммообразующих матриц (ДОМ) обусловлена все возрастающими требованиями к многолучевым антеннам систем связи, телекоммуникаций и радиолокации в отношении их массогабаритных показателей, технологичности и удобства компоновки [соединения ДОМ с источниками СВЧ сигналов и излучателями эквидистантной фазированной антенной решетки (ФАР)] на подвижном объекте установки (борт летательного аппарата, шасси автомобиля или тягача и т.п.). Для обеспечения предъявляемых ныне в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн требований необходимо реализовать компактные ДОМ, пригодные для питания линейных эквидистантных ФАР с числом излучателей несколько десятков при числе лучей (диаграмм направленности) порядка 10...15. Хорошей иллюстрацией к сказанному являются рисунки алгоритма работы радара с 9-ью лучами, приведенные в работе: Вендик О.Г., Парнес М.Д. «Антенны с электрическим сканированием»/ Под ред. Л.Д.Бахраха. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2002, стр.223.

Известна ДОМ последовательного питания (ДОМ Бласса), описанная в работе: «Сканирующие антенные системы СВЧ»/ Под ред. Г.Т.Маркова, А.Ф.Чаплина, том 3, М.: Советское радио, 1971, стр.285, рис.27. В этой матрице содержатся сигнальные и излучательные фидерные линии, восьмиполюсные направленные ответвители, поглощающие нагрузки и излучающие элементы. Число сигнальных фидерных линий равно числу парциальных диаграмм направленности (лучей) ФАР. Количество излучательных фидерных линий равно числу излучающих элементов. Оба типа фидерных линий образуют четырехугольную решетчатую структуру и электромагнитно связаны между собой в узлах этой структуры посредством восьмиполюсных направленных ответвителей. Начала излучательных фидерных линий соединены с излучающими элементами, сгруппированными в линейное эквидистантное антенное полотно. Начала сигнальных фидерных линий образуют входы ДОМ, а концы обоих типов фидерных линий соединены с поглощающими нагрузками.

В описанной матрице волна, распространяющаяся от входных зажимов к выходам, нагруженным на резистивные нагрузки, отдает часть своей энергии через каждый направленный ответвитель в соответствующий излучающий элемент. Если расстояние между излучающими элементами, сгруппированными в эквидистантное антенное полотно (антенную решетку), равно d, то угловое направление излучения, отсчитываемое от нормали к решетке излучателей, определяется, согласно материалов упомянутой работы, как:

ψ=arcsin( Ω/(kd(kd)),

где Ω - означает сдвиг фаз на участке между направленными ответвителями в фидере; k=2π/λ, λ - длина волны излучения.

Существенным недостатком описанной конструкции является тот факт, что входы матрицы расположены с одной стороны ее решетчатой структуры и при числе лучей (парциальных диаграмм направленности) порядка 8...15 возникают значительные трудности конструктивно-компоновочного характера, препятствующие рациональному размещению ДОМ на объекте установки и его стыковке с источниками сигналов. При волноводном исполнении конструкции эти трудности зачастую просто непреодолимы, что не позволяет реализовать ДОМ с числом лучей более 10.

Известна также ДОМ Бласса, описанная в работе: Драбкин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. «Антенно-фидерные устройства», М.: Советское радио, 1974, стр.420. Эта ДОМ состоит из двух систем взаимно пересекающихся фидерных линий, которые в местах пересечений связаны между собой при помощи направленных ответвителей. К излучателям ФАР СВЧ сигнал подводится при помощи вертикальных (по схеме) фидерных линий, число которых соответствует числу излучателей. Источники СВЧ сигнала, число которых соответствует числу формируемых независимых лучей, подключаются к наклонным (по схеме) фидерным линиям. Для создания режима, близкого к режиму бегущих волн, к концам фидерных линий подключены согласованные поглощающие нагрузки.

Аналогичные ДОМ Бласса в разное время описаны в работах:

а) Вендик О.Г., Парнес М.Д. «Антенны с электрическим сканированием»/ Под ред. Л.Д.Бахраха, М.: САЙНС-ПРЕСС, 2002, стр.91, рис.3.3.4.

б) Под ред. Л.Д.Бахраха, Д.И.Воскресенского, «Проблемы антенной техники», М.: Радио и связь, 1989, стр.145, рис.7.4.

в) Под ред. Д.И.Воскресенского, «Антенны и устройства СВЧ», М.: Радио и связь, 1994, стр.360, рис.18.5б.

г) Moska S., Bilotti F., Toskano A., Vegni L., "A novel design method for Blass matrix beam-forming networks"// IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.50, 2002, № 2, pp.225-232.

Анализ этих материалов свидетельствует о том, что описанные в упомянутых пяти литературных источниках устройства идентичны диаграммообразующей матрице, рассмотренной в уже упомянутом 3-ем томе переводной книги «Сканирующие антенные системы СВЧ» на стр. 285, и всем этим ДОМ присущи вышеупомянутые ограничения конструктивно-компоновочного характера.

Известна также многолучевая сканирующая антенная решетка, описанная в АС СССР №316358, Н 01 Q 21/00, опубликованном 30.06.1986 г. В этой решетке содержатся излучатели в виде многолучевого модуля (антенной подрешетки меньшего размера), управляемые фазовращатели и система распределения мощности в виде нескольких независимых трактов. Одноименные входы всех модулей соединены с соответствующими трактами посредством управляемых фазовращателей, которые обеспечивают фазовый сдвиг между одноименными входами модулей.

Фактически упомянутая система распределения мощности в виде нескольких независимых трактов весьма близка по принципу ее функционирования к ДОМ последовательного питания по схеме Бласса: входы отдельных лучей (парциальных диаграмм направленности) расположены с левой (по схеме) стороны устройства.

Таким образом, и этой антенной решетке в полной мере присущи ограничения конструктивно-компоновочного характера, усугубляемые тем, что каждый многолучевой модуль (подрешетка меньшего размера), с целью сокращения числа фазовращателей, должен соединяться с каждым из независимых трактов, являющихся по существу сигнальными фидерными линиями, со входов которых формируются соответствующие парциальные диаграммы направленности (лучи) ФАР.

Известна также диаграммообразующая матрица, описанная в АС СССР №1649617, Н 01 Q 21/00, опубликованном 15.05.91 г. В этой матрице, содержащей ряд параллельных прямоугольных волноводов, ко входам которых подключены поглощающие нагрузки, а выходы которых через выравнивающие отрезки прямоугольных волноводов соединены с излучателями, первый и второй суммирующие прямоугольные волноводы, соединенные посредством направленных ответвителей с рядом параллельных прямоугольных волноводов под соответствующими углами наклона, к выходам первого и второго суммирующих прямоугольных волноводов подключены поглощающие нагрузки, размер широкой стенки первого суммирующего волновода и размеры широких стенок ряда параллельных прямоугольных волноводов и выравнивающих отрезков прямоугольных волноводов выбраны одинаковыми. С целью стабилизации лучей в пространстве при изменении частоты, размер широкой стенки второго суммирующего прямоугольного волновода выбран согласно выражению, приведенном в формуле изобретения.

В описанной матрице сигналы рабочего диапазона волн поступают на входы первого и второго суммирующих прямоугольных волноводов, в результате чего формируются лишь два луча (две парциальные диаграммы направленности). При этом максимум первого луча направлен по нормали к плоскости раскрывов излучателей, а максимум второго луча отклонен от положения первого на требуемый угол.

В общем случае число лучей можно увеличить, если увеличить число суммирующих прямоугольных волноводов. В этом случае схема описанной матрицы будет совпадать со схемой ДОМ последовательного питания (ДОМ Бласса). В результате и эта диаграммообразующая матрица характеризуется ограничениями конструктивно-компоновочного характера вследствие того, что все входы ее расположены снизу (по схеме) и требуется использовать громоздкий многовходовый фланец для волноводов, не говоря уже о необходимости последующей «разводки» питающих волноводов от общего фланца к источникам СВЧ сигналов.

Прототипом предлагаемого изобретения является ДОМ последовательного питания, описанная в упомянутой первой работе «Сканирующие антенные системы СВЧ»/Под ред. Г.Т.Маркова, А.Ф.Чаплина, том 3. - М.: Советское радио, 1971, стр.285, рис.27. Как уже отмечалось, входы ДОМ расположены с одной стороны ее решетчатой структуры, что приводит к значительным трудностям конструктивно-компоновочного характера, которые можно преодолеть (да и то не всегда!) лишь за счет усложнения конструктивного исполнения многовходового волноводного фланца (волноводные ДОМ) или предельного сближения друг с другом коаксиально-полосковых разъемов (планарные полосковые ДОМ). Все эти конструкторские решения, вместе взятые, представляют собой экстенсивный путь решения проблемы, который характеризуется резким снижением технологичности монтажно-компоновочных работ при сборке ДОМ и его размещении на объекте установки.

Задачей предлагаемого изобретения является создание диаграммообразующей матрицы, имеющей более высокую технологичность сборочных, монтажных и компоновочных работ.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известной диаграммообразующей матрице, содержащей сигнальные и излучательные фидерные линии, восьмиполюсные направленные ответвители, поглощающие нагрузки и излучающие элементы, при этом сигнальные фидерные линии, число которых равно числу парциальных диаграмм направленности, и излучательные фидерные линии, количество которых равно числу излучающих элементов, образуют четырехугольную решетчатую структуру и электромагнитно связаны между собой в узлах структуры посредством восьмиполюсных направленных ответвителей, начала излучательных фидерных линий соединены с излучающими элементами, сгруппированными в линейное эквидистантное антенное полотно, концы излучательных и сигнальных фидерных линий соединены с поглощающими нагрузками, а начала сигнальных фидерных линий образуют входы диаграммообразующей матрицы, упомянутые входы расположены с противоположных сторон решетчатой структуры при произвольном их чередовании.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемой диаграммообразующей матрицы, на фиг.2 - ее эквивалентная схема, на фиг.3 - функциональная схема восьмиполюсного направленного ответвителя, на фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая механизм формирования лучей, на фиг.5 - эскиз опытного образца заявляемой диаграммообразующей матрицы с координатными осями, на фиг.6-8 - экспериментально снятые в плоскости YOZ парциальные диаграммы направленности по напряженности Е электрического поля для лучей с направлениями ψ1=0°, ψ2=20° и ψ3=-20° соответственно.

Предлагаемая диаграммообразующая матрица (фиг.1) содержит сигнальные 1 и излучательные 2 фидерные линии, восьмиполюсные направленные ответвители 3, поглощающие нагрузки 4 и излучающие элементы 5. Число N сигнальных фидерных линий 1 равно числу парциальных диаграмм направленности, формируемых в пространстве. Количество излучательных фидерных линий 2 равно числу М излучающих элементов 5, сгруппированных в линейное эквидистантное антенное полотно 6. Фидерные линии 1 и 2 образуют четырехугольную решетчатую структуру (фиг.1) и электромагнитно связаны между собой в узлах структуры посредством восьмиполюсных направленных ответвителей 3. Начала излучатальных фидерных линий 2 соединены с излучающими элементами 5, а концы излучательных 2 и сигнальных 1 фидерных линий соединены с поглощающими нагрузками 4. При этом начала сигнальных фидерных линий 1 образуют входы 7 диаграммообразующей матрицы, с которых формируются в пространстве соответствующие парциальные диаграммы направленности (лучи), причем упомянутые входы расположены с противоположных сторон решетчатой структуры и могут чередоваться произвольным образом. Подключение источников сигналов ко входам 7, а также присоединение излучающих элементов 5, сгруппированных в эквидистантное антенное полотно 6, к началам излучательных фидерных линий 2 осуществляется с помощью стандартных дроссельно-фланцевых соединений волноводов или коаксиально-полосковых (коаксиально-микрополосковых) разъемов в зависимости от типа фидерных линий 1 и 2. Если эти линии выполнены в виде прямоугольных волноводов, то формируется объемная пространственная четырехугольная решетчатая структура, высота которой хотя и является заметной (она равна нескольким размерам узкой стенки прямоугольного волновода), но она все-таки мала по сравнению с периметром структуры, так как продольный размер антенного полотна 6 определяется как Md, где d=λ/2 - есть расстояние между соседними излучающими элементами 5, λ - длина волны излучаемых радиоволн. Если же фидерные линии 1 и 2 выполнены в виде полосковых (микрополосковых) волноводов, то вся ДОМ реализуется в печатном (тонкопленочном) исполнении интегрально-групповыми технологическими приемами микроэлектроники сверхвысоких частот на соответствующих листовых диэлектрических заготовках из органических или керамических материалов с перенебрежимо малыми диссипативными потерями. Поэтому и в данном случае высотой решетчатой структуры по сравнению с ее периметром можно пренебречь.

Принцип действия заявляемой диаграммообразующей матрицы состоит в следующем.

Пусть ко входам 7 ДОМ поочередно подключаются источники СВЧ сигнала с согласованными внутренними сопротивлениями, генерирующими радиосигнал единичной амплитуды с длиной волны λ. Пронумеруем входы ДОМ сверху вниз (фиг.2): i=1, 2,..., N, а излучательные элементы 5 пронумеруем слева направо (фиг.2): j=1, 2,..., М. Фазовые сдвиги, вносимые соответствующими отрезками излучательных фидерных линий (фиг.1, поз.2) будем моделировать фазовращателями (фиг.2, поз.8) с фазовыми сдвигами ϕij, (i=1...N; j=1...М). Рассмотрим далее схему восьмиполюсного направленного ответвителя (фиг.1, поз.3) с нумерацией плеч 1', 2', 3', 4', изображенную более крупным планом на фиг.3. Матрица рассеяния [S] такого направленного восьмиполюсника может быть записана как:

где S12, S13 - комплексные коэффициенты передачи по напряжению соответственно трактов 1'↔2'(3'↔4') и 1'↔3'(2'↔4'). Факт направленности ответвителя изображается графически дугами между плечами 1', 2' и 3', 4' (фиг.3, поз.9). Эти дуги изображены также и на фиг.1-2, при этом ориентация дуг зависит от того, с какой стороны решетчатой структуры расположен соответствующий вход 7 ДОМ. Направленность ответвителя приводит также к тому, что передачи энергии между плечами 2', 3' и 1', 4' не происходит [в формуле (1): S23=S32=S14=S41=0]. Если ответвитель (фиг.1, поз.3) настроен на длину волны λ излучаемых радиоволн, то его матрица рассеяния [S] согласно работы: «Сканирующие антенные системы СВЧ», том 3/Под ред. Г.Т.Маркова, А.Ф.Чаплина. - М.: Советское радио, 1971, стр.281, конец первого абзаца, может быть представлена как:

здесь k - коэффициент связи плеч 1' и 2' (3' и 4').

В этом случае, не учитывая пока набеги фазы в отрезках сигнальных фидерных линий (фиг.1, поз.1), можно записать уравнения для напряжений U1j, на j-ом излучающем элементе (фиг.1, поз.5; j=1...M) от источника сигнала, подключенного к первому входу (i=1):

Аналогично записываются уравнения для напряжений U2j на j-ом излучающем элементе (j=1...M) от источника сигнала, подключенного ко второму входу (i=2):

При этом сигнал источника, подключенного ко второму входу (фиг.2, i=2), не рассеивается на внутреннем сопротивлении источника, подключенного к первому входу (фиг.2, i=1): оба входа развязаны между собой за счет направленных свойств восьмиполюсных ответвителей (фиг.1, поз.3).

В то же время часть мощности источника, подключенного к первому входу, поступает в поглощающую нагрузку (фиг.1, поз.4) [ее величина обозначена как RL1 (фиг.2)] первой (i=1) сигнальной фидерной линии (фиг.1, поз.1) и ее уровень рассчитывается как:

В случае, когда работает источник, подключенный ко входу второй (фиг.2, i=2) сигнальной фидерной линии, часть его мощности рассеивается в поглощающих нагрузках (фиг.1, поз.4) как второй (i=2, величина нагрузки RL2), так и первой (i=1, нагрузка RL1) сигнальной фидерной линии (фиг.1, поз.1). Соответствующие уровни мощностей определяются как [верхний индекс (2) означает, что величины мощностей обусловлены только источником второго (i=2) входа]:

Найденные уровни [формула (5)] и [формула (6)] определяют коэффициенты полезного действия (кпд) η1 и η2 первой (i=1 на фиг.2) и второй (i=2 на фиг.2) сигнальной фидерной линий [соответственно первой и второй парциальной диаграммы направленности (луча) антенной решетки]:

Аналогично, методом математической индукции, рассчитываются уровни напряжений на излучателях U3j (j=1...М), мощности рассеивания и величина кпд

для третьей парциальной диаграммы направленности (третьего луча) решетки, формируемой с третьего (i=3 на фиг.2) входа (фиг.1, поз.7) сигнальной линии 1 (фиг.1). Вычисления повторяются для последующих лучей (входов) i=4, 5,..., N, причем программирование соответствующих рекуррентных соотношений не встречает затруднений.

Описанный алгоритм анализа использован заявителем как основа построения программы параметрической оптимизации заявляемой диаграммообразующей матрицы. При этом значения kij коэффициентов связи восьмиполюсных направленных ответвителей 3 (фиг.1) и фазовых сдвигов ϕij соответствующих отрезков 8 (фиг.2) излучательных фидерных линий 2 (фиг.1) подбираются таким образом, чтобы при заданных уровне боковых лепестков LSL (дБ), числе излучателей М, числе парциальных диаграмм направленности (лучей) N и кпд ηi(i=1...N) каждого луча обеспечить требуемое отклонение ψi(i=1...N) i-го луча от нормали к линии антенного полотна 6 (фиг.1). В качестве примера в таблице 1 приведены значения kij, ϕij трехлучевой (N=3) диаграммообразующей матрицы, первый и третий (i=1; i=N=3) входы которой расположены слева, а второй (i=2) - справа от прямоугольной решетчатой структуры матрицы. Соответствующие исходные величины составили: LSL=30 дБ, η123=0.9, а требуемые углы ψi отклонения лучей от нормали были приняты равными: ψ1=0° (фиг.4, поз.10; направление в зенит), ψ2=20° (фиг.4, поз.11), ψ3=-20° (фиг.4, поз.12).

В процессе вычислений задействованы математические модели каждой из сигнальных фидерных линий 1 (фиг.1) с примыкающими сверху отрезками 8 (фиг.2) излучательных фидерных линий 2 (фиг.1) с соответствующими восьмиполюсными направленными ответвителями 3 (фиг.1) в виде многополюсников. Требуемые амплитудное и фазовое распределения возбуждения вдоль излучателей 5 (фиг.1) формировалось в виде М-мерного вектора - столбца. Коэффициенты связи k1j, и фазовые сдвиги ϕ1j, относящиеся к первому входу (i=1), рассчитывались по методике, изложенной в работе: «Антенны и устройства СВЧ»/ Под ред. Д.И.Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1994, раздел 18-5. После определения элементов ДОМ, связанных с первым входом (i=1), осуществляется пересчет требуемых амплитудного и фазового распределений второго входа (i=2) через многополюсник с параметрами k1j, ϕ1j (j=1...M). Расчет параметров k2j, ϕ2j (j=1...М), связанных со второй сигнальной фидерной линией, производится по алгоритму, разработанному заявителем и отличающемуся от алгоритма раздела 18-5 только что упомянутой работы, Процесс вычислений

Таблица 1
Диаграммообразующая матрица с тремя входами: первый - слева, второй - справа, третий - слева. КПД каждого луча равен 90% (η123=0.9). Первый луч - синфазный (ψ1=0°), второй наклонен на 20° (ψ2=20°), третий - на -20° (ψ3=-20°). Уровень боковых лепестков LSL=30 дБ. Коэффициенты связи направленных ответвителей
1234567891011121310.1009930.1346230.2034290.2772630.3507670.4194980.4796270.5266560.553180.5463020.4887640.3741560.3042320.3117560.3850040.5033450.563750.572440 5443090.4883750.4082690.3093330.2139580.1622530.1341930.11588830.1102410.1288590.1875040.28770.360.443360.5348480.580770.5610180.4782530.4098160.378330.356378Фазовые сдвиги фазовращателей (в градусах)12345678910111213100000000000002-9.38175551.665237112.316624172.26172-128.893951-71.373983-15.00035441.14990299.735256166.832539-116.381595-48.6070837.77749316.345684-100.561715-232.0102378.394529-107.700494-225.05726723.801325-85.379068-201.01108726.118772-127.234532-263.508859-15.555017

организован циклически, что позволяет рассчитать параметры kij, ϕij (j=1...М) для всех последующих значений i(i=2...N).

В результате обеспечивается любое требуемое угловое положение в пространстве парциальных диаграмм направленности (лучей) ФАР относительно направления 10 (фиг.4) в зенит. При этом структура заявляемой ДОМ, отличительной особенностью которой является произвольное чередование (расположение) входов на противоположных сторонах ее решетчатой структуры, такова, что при выполнении условия равенства характеристического сопротивления сигнальных 1 и излучательных 2 фидерных линий (фиг.1) величине сопротивления поглощающих нагрузок 4 (фиг.1) обеспечивается режим, близкий к бегущим волнам (это является общепринятым требованием ко всем типам ДОМ), а также повышается уровень технологичности сборочных, монтажных и компоновочных работ.

Для экспериментальных исследований по данным таблицы 1 было изготовлено 3-лучевое антенное устройство с тринадцатью (М=13) излучателями для работы на частоте 9.25 ГГц (λ=3.24 см). В качестве сигнальных 1 и излучательных 2 фидерных линий (фиг.1) использовались стандартные прямоугольные волноводы сечением 23·10 мм. Для реализации в узлах пересечения фидерных линий 1 и 2 восьмиполюсных направленных ответвителей 3 (фиг.1) использовались, согласно рекомендаций работы: «Антенны и устройства СВЧ»/ Под ред. Д.И.Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1994, стр.374, - крестообразные элементы связи в общей широкой стенке волноводов. Расчет электрических параметров и последующее определение геометрических размеров крестообразных отверстий (элементов связи) проводились по найденным значениям kij (таблица 1) с использованием справочника: Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов В.П. «Справочник по элементам волноводной техники». М.: Советское радио, 1967, стр.624. Из конструктивных соображений, а также требований компактности и удобства реализации, излучающие элементы 5 (фиг.1) выполнялись в виде полуволновых щелей, возбуждаемых торцами прямоугольных волноводов. Расчет соответствующих электрических и геометрических параметров излучающих щелей проводился с использованием материалов работы: «Сканирующие антенные системы СВЧ»/ Под ред. Г.Т.Маркова, А.Ф.Чаплина. - М.: Советское радио, 1971, том 3, раздел 4.11.2. Для подключения источника сигнала, в качестве которого использовался генератор сигналов Г4/109 (1991 год выпуска, зав. №856), применялись стандартные дроссельно-фланцевые соединители. Эскиз изготовленного 3-лучевого антенного устройства на основе заявляемой ДОМ представлен на фиг.5. При этом 90-градусные скрутки прямоугольных волноводов, необходимые для разворота плоскостей поляризации излучательных волноводов и встроенные между первой (фиг.2, i=1) сигнальной фидерной линией (фиг.1, поз.1) и каждым из излучающих элементов (фиг.1, поз.5), условно не показаны (кроме первой и последней излучательной фидерной линии), хотя они и включены в состав фазовращателей ϕ1j первого ряда (фиг.2, поз.8). Клиновидные поглощающие нагрузки RLi, Rrj (фиг.1, поз.4) выполнены классически внутри прямоугольных волноводов на их концах.

Результаты экспериментальных исследований парциальных диаграмм направленности изготовленного устройства приведены на фиг.6 (ψ=0°), фиг.7 (ψ=20°) и фиг.8 (ψ=-20°). В измерениях использовались типовые методики, предусмотренные при снятии диаграмм направленности антенн в дальней зоне Фраунгофера. Полученные результаты свидетельствуют об адекватности методики расчета заявляемой ДОМ данным натурного эксперимента и о перспективности ДОМ для практического использования в многолучевых антеннах радиолокационных и радионавигационных систем. При этом входы заявляемой матрицы (фиг.1, поз.7) расположены с противоположных сторон ее решетчатой структуры и могут следовать (чередоваться) произвольным образом, что не создает трудностей при подключении источников сигналов посредством стандартных присоединительных узлов и устраняет необходимость разработки и изготовления специализированных многовходовых соединителей. Общая компоновка заявляемой матрицы (фиг.5) свидетельствует о ее хорошей адаптации к посадочным местам на объектах установки и позволяет сделать вывод о повышенной, по сравнению с прототипом, технологичности сборочных, монтажных и компоновочных работ. Представляется, что эти преимущества заявляемой диаграммообразующей матрицы будут все более весомы по мере роста числа входов (парциальных диаграмм направленности) N, достигающих в современных системах радиолокации и сотовой связи 15...20.

Похожие патенты RU2272342C1

название год авторы номер документа
Диаграммообразующее устройство 2020
  • Горбачев Анатолий Петрович
  • Паршин Юрий Николаевич
RU2757538C1
ФИДЕРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СИГНАЛА И АНТЕННА (ВАРИАНТЫ) 1993
  • Брайаноз Джеймз[Us]
  • Соул Тимоти[Us]
  • Хэррис Майкл[Us]
RU2107974C1
Адаптивная антенная решетка с предварительным формированием диаграмм направленности каналов 2018
  • Махлин Рудольф Лейбович
  • Инденбом Михаил Вульфович
RU2696366C1
Способ формирования диаграммы направленности и антенная решетка для его осуществления 2020
  • Черкасов Александр Евгеньевич
  • Кочетков Вячеслав Анатольевич
  • Тихонов Алексей Викторович
  • Алымов Николай Леонидович
  • Сивов Александр Юрьевич
  • Ханарин Игорь Михайлович
RU2754653C1
КОЛЬЦЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА С СИСТЕМОЙ КОНТРОЛЯ 1996
  • Мануилов Б.Д.
  • Мануилов М.Б.
  • Богачев А.Ю.
RU2112988C1
Четырёхканальный усилитель 2022
  • Горбачев Анатолий Петрович
  • Колесников Андрей Андреевич
RU2791956C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО МАЛОГАБАРИТНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ РЛС С УПРАВЛЯЕМОЙ ПО ШИРИНЕ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ 2000
  • Виноградов Л.Г.
RU2183891C2
МОНОИМПУЛЬСНАЯ ВОЛНОВОДНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА С ЧАСТОТНЫМ СКАНИРОВАНИЕМ 2016
  • Винников Владимир Иосифович
  • Ефремов Вячеслав Самсонович
  • Сучков Александр Владимирович
RU2623418C1
Диаграммообразующая матрица 1988
  • Зайцев Борис Константинович
  • Винников Владимир Иосифович
SU1649617A1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РЛС ПО АЗИМУТУ И ДАЛЬНОСТИ И УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕМЕНИ СКАНИРОВАНИЯ НАЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ПОСАДКЕ САМОЛЕТА И ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, РЕАЛИЗУЮЩЕЕ ЭТОТ СПОСОБ 2018
  • Морозов Олег Александрович
  • Перегонов Сергей Александрович
RU2682169C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 272 342 C1

Реферат патента 2006 года ДИАГРАММООБРАЗУЮЩАЯ МАТРИЦА

Изобретение может быть использован в многолучевых антеннах радиолокационных и радионавигационных системах для формирования в пространстве веера независимых лучей (парциальных диаграмм направленности). Технический результат заключается в повышении технологичности сборочных, монтажных и компоновочных работ, позволяя реализовать при использовании стандартных отечественных волноводов многолучевые антенны с числом парциальных диаграмм направленности порядка 15. Сущность изобретения состоит в том, что в матрице, содержащей сигнальные и излучательные фидерные линии, электромагнитно связанные между собой в узлах пересечений посредством восьмиполюсных направленных ответвителей, начала сигнальных фидерных линий (входы матрицы) расположены с противоположных сторон четырехугольной решетчатой структуры матрицы при произвольном их чередовании. При этом концы фидерных линий соединены с поглощающими нагрузками, число N сигнальных фидерных линий равно числу парциальных диаграмм направленности (лучей), формируемых в пространстве. Количество излучательных фидерных линий равно числу М излучающих элементов, сгруппированных в антенное полотно и подключенных к началам излучательных линий. 8 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 272 342 C1

Диаграммообразующая матрица, содержащая сигнальные и излучательные фидерные линии, восьмиполюсные направленные ответвители, поглощающие нагрузки и излучающие элементы, при этом сигнальные фидерные линии, число которых равно числу парциальных диаграмм направленности, и излучательные фидерные линии, количество которых равно числу излучающих элементов, образуют четырехугольную решетчатую структуру и электромагнитно связаны между собой в узлах структуры посредством восьмиполюсных направленных ответвителей, начала излучательных фидерных линий соединены с излучающими элементами, сгруппированными в линейное эквидистантное антенное полотно, концы излучательных и сигнальных фидерных линий соединены с поглощающими нагрузками, а начала сигнальных фидерных линий образуют входы диаграммообразующей матрицы, отличающаяся тем, что упомянутые входы расположены с противоположных сторон решетчатой структуры при произвольном их чередовании.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2272342C1

Сканирующие антенные системы СВЧ
Под ред Г.Т.Маркова и др
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
- М.: Советское радио, 1971, с.285, рис.27
Диаграммообразующая матрица 1988
  • Зайцев Борис Константинович
  • Винников Владимир Иосифович
SU1649617A1
DE 19756363, 24.06.1999
DE 2924141, 20.12.1979.

RU 2 272 342 C1

Авторы

Горбачев Анатолий Петрович

Чубарь Евгений Владимирович

Даты

2006-03-20Публикация

2004-06-18Подача