МОНОИМПУЛЬСНЫЙ ОБЛУЧАТЕЛЬ Российский патент 2010 года по МПК H01Q25/02 

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и КВЧ диапазонов, в частности к конструкциям моноимпульсных облучателей (МИО), и может быть использовано в радиолокационных системах с моноимпульсным методом пеленгации целей в качестве облучателей антенн апертурного типа (фазированных антенных решеток, зеркальных и линзовых антенн), обеспечивающих приемо-передающий режим работы.

Известны схемы моноимпульсных облучателей, раскрыв которых содержит двенадцать излучателей. В частности, известен двенадцатирупорный МИО (Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М.: Сов. радио, 1970. - 392 с. - С.78-79). Облучатель содержит двенадцать излучателей, двенадцать суммарно-разностных мостов и формирует суммарную и две разностные диаграммы направленности. Такому моноимпульсному облучателю присущ ряд недостатков.

1. Моноимпульсный облучатель работает на волнах только с линейной поляризацией поля.

2. Вход передающего канала и выход суммарного приемного канала МИО совмещены. При работе в режимах приема и передачи радиоволн для переключения суммарного канала облучателя между волноводными трактами передатчика и приемника необходимо использовать антенный переключатель или Y-циркулятор. Это приводит к ухудшению электрических характеристик МИО, например к увеличению вносимого им ослабления.

Известен моноимпульсный облучатель (Моноимпульсный облучатель. Пат. №2236728, Россия, МПК Н01Q 13/02. ОАО "НИИ Приборостроения им. В.В.Тихомирова". Синани А.И., Алексеев О.С., Позднякова Р.Д., Митин В.А., Ястребов Б.П. №2003113175/09; Опубл. 20.09.2004. Бюл. №26), формирующий суммарные и разностные диаграммы направленности одновременно на двух линейных взаимно ортогональных поляризациях. Моноимпульсный облучатель содержит четыре волноводных излучателя квадратного сечения, примыкающих вплотную друг к другу и имеющих по два входа, сигнал от одного из которых возбуждает волну типа Н₁₀, а от другого - волну типа H₀₁ и, соответственно, поля с взаимно ортогональными поляризациями. Четыре однотипных входа МИО, например, для волн типа Н₁₀ объединены с помощью первого суммарно-разностного узла возбуждения, со входов которого формируются суммарная и две разностные диаграммы направленности для одного типа поляризации, а четыре других однотипных входа МИО для волны типа H₀₁ объединены с помощью второго суммарно-разностного узла возбуждения, со входов которого формируются суммарная и две разностные диаграммы направленности с ортогональной первому типу поляризацией.

Этому МИО также присущ ряд недостатков.

1. Раскрыв МИО содержит только четыре излучателя, что не позволяет оптимально облучать раскрыв апертурной антенны одновременно для суммарной и разностных диаграмм направленности.

2. Такой МИО может работать только на волнах с линейной поляризацией поля.

3. Вход передающего канала и выход суммарного приемного канала МИО для каждого типа поляризации совмещены.

Известен моноимпульсный облучатель (Сколник М. Справочник по радиолокации / Пер. с англ. под ред. К.Н.Трофимова. Т.4. - М.: Сов. радио, 1978. - 376 с. - С.25), взятый за прототип, содержащий двенадцать волноводных каналов, в каждом из которых последовательно соединены волноводный излучатель и волновод канала, приемо-передающий суммарно-разностный узел возбуждения (приемо-передающий СРУВ) волноводов первых четырех каналов, приемный суммарно-разностный узел возбуждения (приемный СРУВ) волноводов вторых восьми каналов, первый узел суммирования разностных сигналов (первый УСРС), входы которого соединены с разностными выходами приемо-передающего и приемного СРУВ, формирующими первый разностный приемный сигнал, второй узел суммирования разностных сигналов (второй УСРС), входы которого соединены с разностными выходами приемо-передающего и приемного СРУВ, формирующими второй разностный приемный сигнал, при этом волноводы четырех каналов содержат по два возбуждающих волновода, из которых первый возбуждает в волноводе канала волну с линейной поляризацией, например вертикальной, а второй - волну с ортогональной линейной поляризацией, четыре первых возбуждающих волновода соединены с четырьмя однотипными входами приемо-передающего СРУВ, четыре вторых возбуждающих волновода соединены с другими четырьмя однотипными входами приемо-передающего СРУВ, а волноводы восьми каналов содержат по одному первому возбуждающему волноводу, который формирует в волноводе канала волну с линейной поляризацией, например вертикальной, и соединен с одним из восьми входов приемного СРУВ. Этому МИО также присущ ряд недостатков.

1) Такой МИО может работать только на волнах с линейной поляризацией поля.

2) Вход передающего канала и выход суммарного приемного канала МИО для одного типа поляризации совмещены.

3) Сложность конструктивного выполнения МИО, построенного из отдельных волноводных узлов с низкой интеграцией элементов.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение работы моноимпульсного облучателя на волнах, поляризованных по кругу, разделение входа передающего канала и выхода суммарного приемного канала, обеспечение высоких характеристик моноимпульсного облучателя без подстройки электрических длин волноводных каналов и выравнивания амплитуд сигналов в них при возможности изготовления с использованием современных технологических процессов.

Это достигается введением в конструкцию МИО поляризаторов и выполнением его в виде волноводных узлов с высокой степенью интеграции волноводных устройств.

Поставленная задача достигается тем, что в моноимпульсном облучателе, содержащем двенадцать волноводных каналов, в каждом из которых последовательно соединены волноводный излучатель и волновод канала, приемо-передающий СРУВ волноводов первых четырех каналов, приемный СРУВ волноводов вторых восьми каналов, первый УСРС, входы которого соединены с разностными выходами приемо-передающего и приемного СРУВ, формирующими первый разностный приемный сигнал, второй УСРС, входы которого соединены с разностными выходами приемопередающего и приемного СРУВ, формирующими второй разностный приемный сигнал, при этом волноводы четырех каналов содержат по два возбуждающих волновода, из которых первый возбуждает в волноводе канала волну с линейной вертикальной поляризацией, а второй - волну с ортогональной линейной поляризацией, четыре первых возбуждающих волновода соединены с четырьмя однотипными входами приемо-передающего СРУВ, четыре вторых возбуждающих волновода соединены с другими четырьмя однотипными входами приемо-передающего СРУВ, а волноводы восьми каналов содержат по одному первому возбуждающему волноводу, который формирует в волноводе канала волну с линейной вертикальной поляризацией и соединен с одним из восьми входов приемного СРУВ, согласно изобретению в каждый волноводный канал между волноводным излучателем и волноводом канала, выполненным квадратным или круглым, с возбуждающими волноводами, выполненными прямоугольными и с продольными осями, перпендикулярными продольной оси волновода канала, введен поляризатор, преобразующий в режиме передачи горизонтально-поляризованную волну, возбуждаемую вторым возбуждающим волноводом, в волну, поляризованную по кругу, а в режиме приема - поляризованную по кругу волну в вертикально-поляризованную волну первого возбуждающего волновода, при этом двенадцать волноводных излучателей выполнены в виде единого узла излучателей, двенадцать поляризаторов выполнены в виде единого узла поляризаторов, приемо-передающий СРУВ выполнен в виде единых третьего, четвертого и пятого E-плоскостных волноводных узлов (ВУ), приемный СРУВ выполнен в виде единых первого и второго E-плоскостных ВУ, причем первый E-плоскостной ВУ, включающий два входных и один выходной двойные волноводные тройники (ДВТ), восемь отрезков волноводов каналов и отрезки четырех волноводов каналов с первыми возбуждающими волноводами, примыкает к узлу поляризаторов, второй E-плоскостной ВУ, включающий два входных и один выходной ДВТ, четыре отрезка волноводов каналов и отрезки четырех волноводов каналов с первыми возбуждающими волноводами, примыкает к первому E-плоскостному ВУ, третий E-плоскостной ВУ, включающий входной ДВТ со входом передающего канала, два выходных ДВТ и отрезки четырех волноводов каналов со вторыми возбуждающими волноводами, примыкает ко второму E-плоскостному ВУ, четвертый E-плоскостной ВУ, включающий два входных и один выходной ДВТ и четыре закороченных на конце отрезка волноводов каналов с первыми возбуждающими волноводами, примыкает к третьему E-плоскостному ВУ, пятый E-плоскостной ВУ, включающий ДВТ, выход которого является выходом суммарного приемного канала, примыкает к четвертому E-плоскостному ВУ так, что входы его ДВТ соединены с суммарными выходами первых двух ДВТ четвертого E-плоскостного ВУ, первый УСРС, включающий соединительные волноводы, фазовращатель и ДВТ, суммарный выход которого является выходом первого разностного приемного канала, примыкает к первому и пятому E-плоскостным ВУ так, что входы его ДВТ соединены с выходными ДВТ первого и пятого E-плоскостных ВУ, второй УСРС, включающий соединительные волноводы, фазовращатель и ДВТ, суммарный выход которого является выходом второго разностного приемного канала, примыкает ко второму и четвертому E-плоскостным ВУ так, что входы его ДВТ соединены с выходными ДВТ второго и четвертого E-плоскостных ВУ, причем входы всех ДВТ выполнены прямоугольными, каждый E-плоскостной ВУ и каждый УСРС выполнен разъемным в виде двух полукорпусов, а плоскость разъема полукорпусов каждого E-плоскостного ВУ совмещена с E-плоскостью, проходящей через середину широкой стенки входа его ДВТ, причем расстояние между плоскостями разъемов первого и второго, а также третьего и четвертого E-плоскостных ВУ равно (α+2δ), где α - размер широких стенок прямоугольных входов ДВТ, а δ≥0,2 мм - толщина стенки волноводного узла в Н-плоскости.

В частном случае соприкасающиеся полукорпуса первого и второго E-плоскостных ВУ выполнены в виде единой части корпуса с толщиной стенки в Н-плоскости, равной 2δ.

В частном случае соприкасающиеся полукорпуса третьего и четвертого E-плоскостных ВУ выполнены в виде единой части корпуса с толщиной стенки в Н-плоскости, равной 2δ.

В частном случае узел излучателей и узел поляризаторов выполнены в виде единого волноводно-поляризационного узла (ВПУ).

На фиг.1 приведен предлагаемый МИО с видом со стороны волноводных излучателей. На фиг.2 показан МИО с видом со стороны входа передающего канала. На фиг.3 приведена электрическая схема МИО. На фиг.4 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов первого E-плоскостного ВУ. На фиг.5 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе первого E-плоскостного ВУ. На фиг.6 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов второго E-плоскостного ВУ. На фиг.7 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе второго E-плоскостного ВУ. На фиг.8 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов третьего E-плоскостного ВУ. На фиг.9 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе третьего E-плоскостного ВУ. На фиг.10 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов четвертого E-плоскостного ВУ. На фиг.11 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе четвертого E-плоскостного ВУ. На фиг.12 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов пятого E-плоскостного ВУ. На фиг.13 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе пятого E-плоскостного ВУ. На фиг.14 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов первого УСРС. На фиг.15 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе первого УСРС. На фиг.16 показано расположение волноводных каналов в одном из полукорпусов второго УСРС. На фиг.17 представлено расположение волноводных каналов в другом полукорпусе второго УСРС. На фиг.18 представлены экспериментальные суммарная и разностная диаграммы направленности одного из изготовленных образцов моноимпульсного облучателя.

На фиг.1…фиг.17 обозначено: 1 - узел излучателей; 2 - узел поляризаторов; 3 - первый E-плоскостной волноводный узел; 3а, 3б - полукорпуса первого E-плоскостного волноводного узла; 4 - второй E-плоскостной волноводный узел; 4а, 4б - полукорпуса второго E-плоскостного волноводного узла; 5 - третий E-плоскостной ВУ; 5а, 5б - полукорпуса третьего E-плоскостного ВУ; 6 - четвертый E-плоскостной ВУ; 6а, 6б - полукорпуса четвертого E-плоскостного ВУ; 7 - пятый E-плоскостной ВУ; 7а, 7б - полукорпуса пятого E-плоскостного ВУ; 8 - первый УСРС; 8а, 8б - полукорпуса первого УСРС; 9 - второй УСРС; 9а, 9б - полукорпуса второго УСРС; 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 - волноводные излучатели; 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 - поляризаторы; 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 63, 64, 65, 66, 88, 89, 90, 91, 114, 115, 116, 117 - отрезки волноводов каналов; 46, 47, 58, 71, 72, 83, 92, 93, 104, 128, 135, 140 - согласованные нагрузки; 48, 49, 50, 51, 73, 74, 75, 76, 118, 119, 120, 121 - первые возбуждающие волноводы каналов; 52, 53, 54, 55, 59, 60, 62, 77, 78, 79, 80, 84, 85, 87, 94, 95, 96, 97, 105, 106, 108, 110, 111, 122, 123, 124, 125, 129, 130, 132, 133, 134, 137, 139, 142, 144, 145, 146, 147, 149 - соединительные волноводы; 56, 57, 61, 81, 82, 86, 102, 103, 107, 126, 127, 131, 136, 141, 148 - двойные волноводные тройники; 98, 99, 100, 101 - вторые возбуждающие волноводы каналов; 109 - вход передающего канала; 112, 113 - фазовращатели; 138 - выход первого разностного приемного канала, 143 - выход второго разностного приемного канала; 150 - выход суммарного приемного канала; 151 - плоскость разъема полукорпусов первого E-плоскостного ВУ; 152 - плоскость разъема полукорпусов второго E-плоскостного ВУ; 153 - плоскость разъема полукорпусов третьего E-плоскостного ВУ; 154 - плоскость разъема полукорпусов четвертого E-плоскостного ВУ; 155 - плоскость разъема полукорпусов пятого E-плоскостного ВУ; 156 - плоскость разъема полукорпусов первого УСРС; 157 - плоскость разъема полукорпусов второго УСРС.

Двенадцать волноводных излучателей 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и 21 выполнены в виде единого узла излучателей 1. Двенадцать поляризаторов 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 и 33 выполнены в виде единого узла поляризаторов 2. Конструктивно узел излучателей и узел поляризаторов могут быть выполнены в виде единого ВПУ.

Приемо-передающий СРУВ волноводных излучателей 10, 11, 12 и 13 выполнен в виде единых третьего 5, четвертого 6 и пятого 7 E-плоскостных ВУ.

Приемный СРУВ волноводных излучателей 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и 21 выполнен в виде единых первого 3 и второго 4 E-плоскостных ВУ.

Первый E-плоскостной ВУ 3 включает два входных 56 и 57 и один выходной 61 ДВТ, отрезки волноводов каналов 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 и отрезки волноводов каналов 42, 43, 44, 45 с первыми возбуждающими волноводами 48, 49, 50 и 51, а также согласованные нагрузки 46, 47, 58 и соединительные волноводы 52, 53, 54, 55, 59, 60 и 62. Волноводный узел 3 примыкает к узлу поляризаторов 2 так, что поляризаторы 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 и 33 соединены с отрезками волноводов каналов 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 и 45 соответственно.

Второй E-плоскостной ВУ 4 включает два входных 81 и 82 и один выходной 86 ДВТ, отрезки волноводов каналов 63, 64, 65, 66 и отрезки волноводов каналов 67, 68, 69, 70 с первыми возбуждающими волноводами 73, 74, 75, 76, а также согласованные нагрузки 71, 72, 83 и соединительные волноводы 77, 78, 79, 80, 84, 85 и 87. Волноводный узел 4 примыкает к волноводному узлу 3 так, что отрезки волноводов каналов 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70 соединены с отрезками волноводов каналов 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 соответственно.

Третий E-плоскостной ВУ 5 включает входной ДВТ 107, вход передающего канала 109, два выходных ДВТ 102 и 103, отрезки волноводов каналов 88, 89, 90 и 91 со вторыми возбуждающими волноводами 98, 99, 100 и 101, согласованные нагрузки 92, 93, 104 и соединительные волноводы 94, 95, 96, 97, 105, 106 и 108. Волноводный узел 5 примыкает к волноводному узлу 4 так, что отрезки волноводов каналов 88, 89, 90 и 91 соединены с отрезками волноводов каналов 63, 64, 65 и 66 соответственно.

Четвертый E-плоскостной ВУ 6 включает два входных 126, 127 и один выходной 131 ДВТ и закороченные на концах отрезки волноводов каналов 114, 115, 116 и 117 с первыми возбуждающими волноводами 118, 119, 120 и 121, а также согласованную нагрузку 128 и соединительные волноводы 122, 123, 124, 125, 129, 130 и 132. Волноводный узел 6 примыкает к волноводному узлу 5 так, что отрезки волноводов каналов 114, 115, 116 и 117 соединены с отрезками волноводов каналов 88, 89, 90 и 91 соответственно.

Пятый E-плоскостной ВУ 7 включает ДВТ 148, соединительные волноводы 145, 146, 147, 149, выход суммарного приемного канала 150 и примыкает к волноводному узлу 6 так, что входы ДВТ 148 с помощью соединительных волноводов 146 и 147 соединены с суммарными выходами Н-плеч двойных волноводных тройников 126 и 127 волноводного узла 6.

Первый УСРС 8 включает соединительные волноводы 110, 133, 137, 139, согласованную нагрузку 135, фазовращатель 112, ДВТ 136, на суммарном выходе которого формируется первый разностный приемный сигнал, и выход первого разностного приемного канала 138 (Δ₁). Первый УСРС 8 примыкает к волноводным узлам 3 и 7 так, что входы ДВТ 136 соединены с ДВТ 61 и 148.

Второй УСРС 9 включает соединительные волноводы 111, 134, 142, 144, согласованную нагрузку 140, фазовращатель 113, ДВТ 141, на суммарном выходе которого формируется второй разностный приемный сигнал, и выход второго разностного приемного канала 143 (Δ₂). Второй УСРС 9 примыкает к волноводным узлам 4 и 6 так, что входы ДВТ 141 соединены с ДВТ 86 и 131.

Входы всех ДВТ выполнены прямоугольными.

Каждый E-плоскостной ВУ и каждый УСРС выполнен разъемным в виде двух полукорпусов, а плоскость разъема полукорпусов каждого из E-плоскостных ВУ (151, 152, 153, 154 и 155 на фиг.2) совмещена с E-плоскостью, проходящей через середину широкой стенки входа его ДВТ. Расстояние между плоскостью разъема полукорпусов первого 151 (фиг.2) и плоскостью разъема полукорпусов второго 152 (фиг.2) E-плоскостных волноводных узлов, а также между плоскостью разъема полукорпусов третьего 153 (фиг.2) и плоскостью разъема полукорпусов четвертого 154 (фиг.2) E-плоскостных ВУ равно (α+2δ), где α - размер широких стенок прямоугольных входов ДВТ, а δ≥0,2 мм - толщина стенки волноводного узла в Н-плоскости.

Соприкасающиеся полукорпуса первого (3б) и второго (4а) E-плоскостных ВУ могут быть выполнены в виде единой части корпуса с толщиной стенки в Н-плоскости, равной 2δ. Соприкасающиеся полукорпуса третьего (5б) и четвертого (6а) E-плоскостных ВУ могут быть выполнены в виде единой части корпуса с толщиной стенки в Н-плоскости, равной 2δ.

Устройство работает следующим образом.

В режиме передачи линейно-поляризованная волна типа Н₁₀ поступает на вход передающего канала 109 и через соединительный волновод 108 на вход Н-плеча ДВТ 107, выход E-плеча которого нагружен на согласованную нагрузку 104, а с двух других выходов которого электромагнитные волны через соединительные волноводы 105 и 106 поступают на входы E-плеч ДВТ 102 и 103, Н-плечи которых нагружены на согласованные нагрузки 92 и 93, а на других выходах которых мощность электромагнитных волн распределяется поровну между четырьмя соединительными волноводами 94, 95, 96 и 97, через которые электромагнитные волны поступают во вторые возбуждающие волноводы каналов 98, 99, 100 и 101. По отрезкам волноводов каналов 88, 89, 90, 91, 63, 64, 65, 66, 34, 35, 36 и 37 электромагнитные волны с линейной поляризацией поля подаются на входы четырех поляризаторов 22, 23, 24 и 25, преобразуются в них в волны, поляризованные по кругу, и поступают на входы четырех волноводных излучателей 10, 11, 12 и 13, которые возбуждаются синфазно и равноамплитудно.

В режиме приема электромагнитные волны принимаются волноводными излучателями 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и 21 и с их выходов поступают в поляризаторы 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 и 33, в которых происходит преобразование волн, поляризованных по кругу, в волны с линейной поляризацией поля. С выходов поляризаторов 30, 31, 32 и 33 волны с линейной поляризацией поля через отрезки волноводов каналов 42, 43, 44 и 45 поступают в первые возбуждающие волноводы 48, 49, 50 и 51 и далее через соединительные волноводы 52, 53, 54 и 55 на входы ДВТ 56 и 57, Н-плечи которых нагружены на согласованные нагрузки 46 и 47, а на выходах E-плеч формируются суммы волн, принятых волноводными излучателями 18 и 19, а также 20 и 21 соответственно. С выходов E-плеч ДВТ 56 и 57 электромагнитные волны через соединительные волноводы 59 и 60 подаются на входы ДВТ 61, выход Н-плеча которого нагружен на согласованную нагрузку 58, а на выходе E-плеча формируется разность волн, поданных на его входы.

С выходов поляризаторов 26, 27, 28 и 29 волны с линейной поляризацией поля через отрезки волноводов каналов 38, 39, 40, 41, 67, 68, 69 и 70 поступают в первые возбуждающие волноводы 73, 74, 75 и 76 и далее через соединительные волноводы 77, 78, 79 и 80 на входы ДВТ 81 и 82, Н-плечи которых нагружены на согласованные нагрузки 71 и 72, а на выходах E-плеч формируются разности сигналов, принятых волноводными излучателями 14 и 15, а также 16 и 17 соответственно. С выходов E-плеч ДВТ 81 и 82 электромагнитные волны через соединительные волноводы 84 и 85 подаются на входы ДВТ 86, выход Н-плеча которого нагружен на согласованную нагрузку 83, а на выходе E-плеча формируется сумма волн, поданных на его входы.

С выходов поляризаторов 22, 23, 24 и 25 волны с линейной поляризацией поля через отрезки волноводов каналов 34, 35, 36, 37, 63, 64, 65, 66, 88, 89, 90, 91, 114, 115, 116 и 117 поступают в первые возбуждающие волноводы 118, 119, 120, 121 и далее через соединительные волноводы 122, 123, 124 и 125 на входы ДВТ 126 и 127. На выходах Н-плеч ДВТ 126 и 127 формируются суммы волн, принятых волноводными излучателями 10 и 11, а также 12 и 13 соответственно, которые через соединительные волноводы 146 и 147 подаются на входы ДВТ 148, на выходе E-плеча которого формируется суммарный приемный сигнал и через соединительный волновод 149 подается на выход суммарного приемного канала 150 (Σ_пр). На выходе Н-плеча ДВТ 148 формируется разность волн, поданных на его входы. На выходах E-плеч двойных волноводных тройников 126 и 127 формируются разности волн, принятых волноводными излучателями 10 и 11, а также 12 и 13 соответственно, которые через соединительные волноводы 129 и 130 подаются на входы ДВТ 131, выход Н-плеча которого нагружен на согласованную нагрузку 128, а на выходе E-плеча формируется сумма волн, подаваемых на его входы.

Электромагнитная волна с выхода E-плеча ДВТ 61 через соединительные волноводы 62, 110 и 133, а также фазовращатель 112 подается в E-плечо ДВТ 136. Электромагнитная волна с выхода Н-плеча ДВТ 148 через соединительные волноводы 145 и 139 подается в Н-плечо ДВТ 136, один из выходов которого нагружен на согласованную нагрузку 135, а на суммарном выходе которого формируется первый разностный приемный сигнал и через соединительный волновод 137 подается на выход первого разностного приемного канала 138 (Δ₁).

Электромагнитная волна с выхода E-плеча ДВТ 86 через соединительные волноводы 87, 111 и 134 и фазовращатель 113 подается на один из входов ДВТ 141. Электромагнитная волна с выхода E-плеча ДВТ 131 через соединительные волноводы 132 и 144 подается на другой вход ДВТ 141, выход Н-плеча которого нагружен на согласованную нагрузку 140, а на выходе его E-плеча формируется второй разностный приемный сигнал. Через соединительный волновод 142 этот сигнал подается на выход второго разностного приемного канала 143 (Δ₂).

Фазовращатели 112 и 113 обеспечивают фазирование сигналов, подаваемых на входы ДВТ 136 и 141 соответственно.

Полукорпуса E-плоскостных волноводных узлов и узлов суммирования разностных сигналов предложенного моноимпульсного облучателя могут быть изготовлены с использованием современных технологических процессов, таких как фрезерование на станках с числовым программным управлением или высокоточным литьем, например, по выплавляемым моделям. Использование современного оборудования, а также изготовление каждого полукорпуса при одной установке заготовки в процессе обработки позволяют обеспечить высокую точность выполнения волноводных каналов и их симметрию, что позволяет получить высокие характеристики моноимпульсного облучателя без подстройки электрических длин волноводных каналов и выравнивания амплитуд сигналов в них в условиях как единичного, так и серийного производства.

Предложенные схема построения и конструктивное выполнение моноимпульсного облучателя могут применяться при изготовлении моноимпульсных облучателей сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн. В частности, они могут быть реализованы в моноимпульсных облучателях апертурных антенн, в том числе фазированных антенных решеток. Изготовленные образцы моноимпульсных облучателей Ка- и Кu-диапазонов волн имеют следующие электрические характеристики: уровень минимумов разностных диаграмм направленности относительно уровней их максимумов не превышает минус 30 дБ; развязка входа передающего канала и выходов разностных приемных каналов составляет не менее 30 дБ; вносимое ослабление не превышает 0,6 дБ; коэффициент стоячей волны на входе передающего канала и выходах суммарного и разностных приемных каналов в рабочей полосе частот не превышает 1,3.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ и КВЧ диапазонов и может быть использовано в радиолокационных системах с моноимпульсным методом пеленгации целей для облучения антенн апертурного типа. Технический результат, заключающийся в обеспечении работы моноимпульсного облучателя на волнах, поляризованных по кругу, упрощении конструкции, повышении ее технологичности, снижении трудоемкости изготовления и сборки, достигается за счет того, что каждый волновод канала выполнен квадратным или круглым, с возбуждающими волноводами, выполненными прямоугольными, и с продольными осями, перпендикулярными продольной оси волновода канала и снабжен поляризатором, преобразующим в режиме передачи горизонтально-поляризованную волну, возбуждаемую вторым возбуждающим волноводом, в волну, поляризованную по кругу, а в режиме приема - поляризованную по кругу волну в вертикально-поляризованную волну первого возбуждающего волновода. Волноводы четырех каналов содержат по два возбуждающих волновода, из которых первый возбуждает в волноводе канала волну с линейной вертикальной поляризацией, а второй - волну с ортогональной линейной поляризацией. Двенадцать волноводных излучателей выполнены в виде единого узла излучателей, а двенадцать поляризаторов выполнены в виде единого узла поляризаторов. 3 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Моноимпульсный облучатель, содержащий двенадцать полноводных каналов, в каждом из которых последовательно соединены волноводный излучатель и волновод канала, приемо-передающий суммарно-разностный узел возбуждения (приемо-передающий СРУВ) волноводов первых четырех каналов, приемный суммарно-разностный узел возбуждения (приемный СРУВ) волноводов вторых восьми каналов, первый узел суммирования разностных сигналов (первый УСРС), входы которого соединены с разностными выходами приемо-передающего и приемного СРУВ, формирующими первый разностный приемный сигнал, второй узел суммирования разностных сигналов (второй УСРС), входы которого соединены с разностными выходами приемопередающего и приемного СРУВ, формирующими второй разностный приемный сигнал, при этом волноводы четырех каналов содержат по два возбуждающих волновода, из которых первый возбуждает в волноводе канала волну с линейной вертикальной поляризацией, а второй - волну с ортогональной линейной поляризацией, четыре первых возбуждающих волновода соединены с четырьмя однотипными входами приемопередающего СРУВ, четыре вторых возбуждающих волновода соединены с другими четырьмя однотипными входами приемопередающего СРУВ, а волноводы восьми каналов содержат по одному первому возбуждающему волноводу, который формирует в волноводе канала волну с линейной вертикальной поляризацией и соединен с одним из восьми входов приемного СРУВ, отличающийся тем, что в каждый волноводный канал между волноводным излучателем и волноводом канала, выполненным квадратным или круглым, с возбуждающими волноводами, выполненными прямоугольными и с продольными осями, перпендикулярными продольной оси волновода канала, введен поляризатор, преобразующий в режиме передачи горизонтально-поляризованную волну, возбуждаемую вторым возбуждающим волноводом, в волну, поляризованную по кругу, а в режиме приема - поляризованную по кругу волну в вертикально-поляризованную волну первого возбуждающего волновода, при этом двенадцать волноводных излучателей выполнены в виде единого узла излучателей, двенадцать поляризаторов выполнены в виде единого узла поляризаторов, приемо-передающий СРУВ выполнен в виде единых третьего, четвертого и пятого E-плоскостных волноводных узлов (ВУ), приемный СРУВ выполнен в виде единых первого и второго E-плоскостных ВУ, причем первый E-плоскостной ВУ, включающий два входных и один выходной двойные волноводные тройники (ДВТ), восемь отрезков волноводов каналов и отрезки четырех волноводов каналов с первыми возбуждающими волноводами, примыкает к узлу поляризаторов, второй E-плоскостной ВУ, включающий два входных и один выходной ДВТ, четыре отрезка волноводов каналов и отрезки четырех волноводов каналов с первыми возбуждающими волноводами, примыкает к первому E-плоскостному ВУ, третий E-плоскостной ВУ, включающий входной ДВТ со входом передающего канала, два выходных ДВТ и отрезки четырех волноводов каналов со вторыми возбуждающими волноводами, примыкает ко второму E-плоскостному ВУ, четвертый E-плоскостной ВУ, включающий два входных и один выходной ДВТ и четыре закороченных на конце отрезка волноводов каналов с первыми возбуждающими волноводами, примыкает к третьему E-плоскостному ВУ, пятый E-плоскостной ВУ, включающий ДВТ, выход которого является выходом суммарного приемного канала, примыкает к четвертому E-плоскостному ВУ так, что входы его ДВТ соединены с суммарными выходами первых двух ДВТ четвертого E-плоскостного ВУ, первый УСРС, включающий соединительные волноводы, фазовращатель и ДВТ, суммарный выход которого является выходом первого разностного приемного канала, примыкает к первому и пятому E-плоскостным ВУ так, что входы его ДВТ соединены с выходными ДВТ первого и пятого E-плоскостных ВУ, второй УСРС, включающий соединительные волноводы, фазовращатель и ДВТ, суммарный выход которого является выходом второго разностного приемного канала, примыкает ко второму и четвертому E-плоскостным ВУ так, что входы его ДВТ соединены с выходными ДВТ второго и четвертого E-плоскостных ВУ, причем входы всех ДВТ выполнены прямоугольными, каждый E-плоскостной ВУ и каждый УСРС выполнен разъемным в виде двух полукорпусов, а плоскость разъема полукорпусов каждого E-плоскостного ВУ совмещена с Е-плоскостью, проходящей через середину широкой стенки входа его ДВТ, причем расстояние между плоскостями разъемов первого и второго, а также третьего и четвертого E-плоскостных ВУ равно (α+2δ), где α - размер широких стенок прямоугольных входов ДВТ, а δ≥0,2 мм - толщина стенки волноводного узла в Н-плоскости.

2. Моноимпульсный облучатель по п.1, отличающийся тем, что соприкасающиеся полукорпуса первого и второго E-плоскостных ВУ выполнены в виде единой части корпуса с толщиной стенки в Н-плоскости, равной 2δ.

3. Моноимпульсный облучатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что соприкасающиеся полукорпуса третьего и четвертого E-плоскостных ВУ выполнены в виде единой части корпуса с толщиной стенки в Н-плоскости, равной 2δ.

4. Моноимпульсный облучатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел излучателей и узел поляризаторов выполнены в виде единого волноводно-поляризационного узла.