ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА Российский патент 2016 года по МПК H01Q13/00 

Волноводно-щелевая антенная решетка относится к радиотехнике сверхвысоких частот, а именно к волноводно-щелевым линейным антеннам и решеткам из них со сканированием луча в поперечной к линейкам плоскости. Волноводно-щелевая антенная решетка используется в радиотехнических системах, например в радиолокационных системах, системах управления воздушным движением, связи, радионавигации.

Известно, что в антеннах бегущей волны, нерезонансных антеннах, в антеннах частотного сканирования в конце антенны устанавливается оконечная поглощающая нагрузка (см. Справочник по радиолокации, под редакцией Мерилла И. Сколника, перевод с английского К.Н. Трофимова, Том 2, Радиолокационные антенные устройства, Москва, «Советское радио», 1977 г., стр. 287, рис. 16 «а» [1]; Антенны УКВ, под редакцией Г.З. Айзенберга, в двух частях, ч. 2. М., «Связь», 1977 г., стр. 182, рис. 6.10а, б, рис. 6.11 [2]), являющаяся обязательной принадлежностью данных антенн, в которую при проектировании закладывают 1-10% мощности. Это приводит к прямым потерям мощности, снижающим коэффициент усиления (КУ) антенны, что является главным недостатком данных конструкций.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого устройства является волноводно-щелевая антенна Бородина (патент №2476963 РФ [3]), которая включает в себя образующие решетку линейки, имеющие прямоугольный волновод с оконечной нагрузкой. Целью данного изобретения является снижение, т.е. ослабление кроссполяризационного излучения.

Однако наличие оконечных нагрузок в конце антенны приводит к потерям мощности до 10%, что, следовательно, снижает коэффициент полезного действия (КПД) антенны.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является существенное повышение коэффициента полезного действия (КПД), КУ антенны, соответственно, потенциала радиолокационных систем (РЛС), дальности действия РЛС, в том числе по малоразмерным целям.

Для решения поставленных задач, в волноводно-щелевой антенной решетке, состоящей из образующих решетку волноводно-щелевых линеек (далее линеек), каждая линейка заканчивается боковым волноводно-коаксиальным переходом (далее ВКП), который возбуждает полуволновую поперечную щель в узкой стенке линейки, для чего на стержне ВКП перед щелью установлен штырь.

Техническим результатом является замена оконечной поглощающей нагрузки на оконечный излучатель.

Сущность предлагаемого изобретения подробно иллюстрируется рисунками, на которых изображено:

На фиг. 1 - оконечный излучатель в виде щели, запитываемой ВКП со штырем, вид спереди;

На фиг. 2 - разрез А-А (см. фиг. 1);

На фиг. 3 - разрез Б-Б (см. фиг. 1).

Волноводно-щелевая антенная решетка включает в себя образующие решетку линейки, имеющие прямоугольный волновод 1, на узкой стенке которого выполнены щели 2.

На конце прямоугольного волновода 1 на узкой стенке расположена прямая поперечная щель 3. Возбуждение поперечной щели 3 осуществляется с помощью того, что стержень 4 бокового ВКП, вместо соединения с центральным проводником коаксиальной линии, соединен с узкой стенкой волновода 1, в которой прорезана поперечная щель 3. Кроме того, для возбуждения поперечной щели 3 на стержне 4 бокового ВКП установлен штырь 5.

Сущность работы линейки с заявленным изобретением заключается в разделении мощности подошедшей волны на ответвленную, проходящую и отраженную в соответствии с расчетом под заложенное амплитудное распределение с определением геометрических параметров щелей по всей длине линеек. При замене нагрузки оконечным излучателем изменяется распределение мощности по длине линейки. Под измененное распределение поля изменяются требуемые геометрические параметры щелей на линейках. Фаза излученной оконечным излучателем волны определяется длиной пути волноводной волны от предпоследней щели до оконечного излучателя с учетом длины волны в ВКП.

Таким образом, применение оконечного излучателя на линейке позволяет сфазировать и направить в луч мощность, уходящую ранее в оконечную нагрузку, повысить КПД, КУ антенны и увеличить потенциал РЛС, что способствует повышению дальности обнаружения малоразмерных целей и решению возрастающих задач перед РЛС. Благодаря замене оконечных поглощающих нагрузок на оконечные излучатели снижается стоимость, а кроме того, повышается надежность РЛС.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к волноводно-щелевым антеннам. Волноводно-щелевая антенная решетка состоит из образующих решетку линеек. Каждая линейка заканчивается боковым волноводно-коаксиальным переходом, который возбуждает полуволновую поперечную щель в узкой стенке линейки, для чего на стержне волноводно-коаксиального перехода перед щелью установлен штырь. При этом волновод выполнен прямоугольным. Прямоугольная поперечная щель выполнена на конце волновода. При работе волновод разделяет подведенную мощность на ответвленную, проходящую и отраженную, а фаза излученной оконченным излучателем волны определяется длиной пути волноводной волны от предпоследней щели до излучателя с учетом длины волны в волноводно-коаксиальном переходе. Технический результат - увеличение коэффициента полезного действия, коэффициента усиления антенны. 3 ил.

Волноводно-щелевая антенная решетка, состоящая из образующих решетку линеек, отличающаяся тем, что каждая линейка заканчивается боковым волноводно-коаксиальным переходом, который возбуждает полуволновую поперечную щель в узкой стенке линейки, для чего на стержне волноводно-коаксиального перехода перед щелью установлен штырь.