Облучатель двухлучевой зеркальной антенны Советский патент 1986 года по МПК H01Q21/00 H01Q13/00 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенным устройствам.

Цель изобретения - повышения коэффициента использования поверхности двухлуче- вой зеркальной антенны путем сближения максимумов диаграмм направленности приемных каналов.

На фиг. 1 представлен облучатель двух- лучевой зеркальной антенны со стороны открытых концов квадратных волноводов, общий вид; на фиг. 2 - структурная схема облучателя двухлучевой зеркальной антенны.

Облучатель двухлучевой зеркальной антенны представляет собой устройство, содержащее первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 и шестой 6 квадратные волноводы, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10, пятый 11 и шестой 12 прямоугольные волноводы, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый 17 и щестой 18 фазовращатели, первый 19, второй 20, третий 21 делители мощности (ДМ, первый 22, второй 23, третий 24, четвертый 25, пятый 26, шестой 27 сумматоры мощности (СМ), первый 28, второй 29, третий 30, четвертый 31 переключатели приема-передачи (ППП), первый 32, второй 33, третий 34 и четвертый 35 аттенюаторы, первый 36, второй 37, третий 38 и четвертый 39 регулируемые усилители (РУС), первый 40, второй 41, третий 42 и четвертый 43 усилители обратной связи (УОС), первую 44, вторую 45, третью 46 и четвертую 47 детекторные секции (ДС), четвертую 48, пятую 49, шестую 50, седьмую 51, вторую 52, третью 53 и первую 54 согласованные СВЧ нагрузки, при этом прямоугольные волноводы 7-12 установлены по диагоналям торцов квадратных волноводов 1-6 соответственно зеркально-симметрично относительно общих стенок квадратных волноводов, а квадратные волноводы установлены попарно вплотную друг к другу таким образом, что их раскрывы образуют в вертикальной плос- кости прямоугольник АВЕЖ (фиг. 1) и их стенки срезаны от общего ребра XX| к краям.

Облучатель двухлучевой зеркальной антенны работает следующим образом.

Работа устройства в создании общего приемного Канала для верхнего и нижнего лучей и формирование результирующего поля путем сложения СВЧ сигналов от каждого излучателя со своей фазой достигается заменой облучателя каждого канала системой излучателей из четырех волноводов 1, 2, 3 и 5 (фиг. 1) для канала нижнего луча и 2, 5, 4 и 6 для канала верхнего луча. Волноводы 2 и 5 являются общими для обоих каналов.

Волноводы 1-6 выполнены квадратными для обеспечения, формирования поля требуемой поляризации. Из-за наличия общих вол

о 5 0

5

5

0

новодов 2 и 5 в каналах верхнего и нижнего лучей обработка СВЧ сигнала производится следующим образом.

Импульсный СВЧ сигнал от передатчика подводится к делителю 20 мощности (ДМ) и через блоки 19, 28, 13, 7 и 1 (19, 29, 14, 8 и 2) и 21, 30, 15, 9 и 3 (21, 31, 17, 11 и 5) излучается в свободное пространство, т. е. излучение осуществляется каналом нижнего луча, волноводами 1, 2, 3 и 5.

Приемный СВЧ сигнал поступает на вход квадратных волноводов 1 и 3 и через прямоугольные волноводы 7 и 9, фазовращатели 13 и 15 и блоки ППП 28 и 30 подводится к схеме их сложения, выполненной на трехдецибельном мосте в виде схемы СМ 22. Суммарный сигнал снимается с первого выхода СМ 22. При неидентичности амплитуд сигналов, поступающих на первый и второй вход СМ 22, на втором выходе СМ 22 появляется сигнал ощибки, который после детектирования схемой ДС 44 и усиления в УОС 40 подается на регулирующий вход РУС 36, который изменяет свой коэффициент усиления и восстанавливает равенство амплитуд сигналов на первом и втором входах СМ 22. Аналогичная схема выравнивания амплитуд сигналов на входе СМ 23 выполнена на блоках 41 и 45. Для начальной установки амплитуд на входе СМ 22 (СМ 23) в устройство введены аттенюаторы 32(33), выполненные перестраиваемыми. Суммарный сигнал, принимаемый волноводами 3 и 4, сни мается со второго выхода СМ 23. Аналогичным образом выполняется разделение ка- . налов по принимаемым сигналам волноводами 2, 5, 4 и 6, при этом сигнал канала нижнего луча выделяется на первом выходе СМ 24, а сигнал канала верхнего луча - на втором выходе СМ 25. Объединение сигналов обеих половин XBEXi и АХХ|Ж (фиг. 1) облучателя осуществляется СМ 26 и СМ 27, выполненными на трехдецибельных мостах. При этом на первом выходе СМ 26 формируется выходной сигнал канала нижнего луча, а на первом выходе СМ 27 формируется выходной сигнал канала верхнего луча, это выходы А и В устройства соответственно.

Управление поляризацией осуществляется перестраиваемыми фазовращателями 13-18 (аналоговыми, либо дискретными) одновременно. Так как запитка квадратных волноводов выполнена на прямоугольных волноводах, установленных на диагоналях квадратных торцов, то при возбуждении электромагнитного поля внутри каждого квадратного волновода распространяются две ортогональные моды основного типа колебаний, результирующее поле которых линейно поляризовано. При изменении фазового соотношения между СВЧ сигналами волноводов 1 и 3 (2 и 5) аналогично 2 и 5 (4 и 6) формируется линейная вертикальная, линейная горизонтальная или круговая поляризации, так как линейно-поляризованные поля указанных волноводов ортогональны за счет расположения запитывающих прямоугольных волноводов перпендикулярно друг к другу.

Формула изобретения

Облучатель двухлучевой зеркальной антенны, содержащий первый и второй апер- турные излучатели, установленные в верти- кальной плоскости вплотную друг к другу, первый и второй фазовращатели, первый и второй переключатели приема-передачи, первую, вторую и третью согласованные СВЧ нагрузки и первый делитель мощности, пер вый выход которого соединен с первым входом первого переключателя приема-передачи, второй вход которого соединен с последовательно соединенными первым фазовращателем и первым апертурным излучателем, второй выход первого делителя мощности соединен с первым входом второго переключателя приема-передачи, второй вход которого соединен с последовательно соединенными вторым фазовращателем и вторым апертурным излучателем, при этом к первым выходам первого и второго переключателей приема-передачи подключены соответственно первая и вторая согласованные СВЧ нагрузки и к первому входу первого делителя мощности подключена третья согласованная СВЧ нагрузка, отличающийся тем, что, с целью повыщения коэффициента использования поверхности двухлучевой зеркальной антенны путем сближения максимумов диаграмм направленности приемных каналов, первый и второй апертурные излучатели выполнены в виде первого и второго квадратных волноводов, в него введены третий, четвертый, пятый и щестой квадратные волноводы, причем третий и пятый квадратные волноводы установлены вплотную друг к другу и к первому и второму квадратным волноводам соответственно, а четвер- тый и щестой квадратные волноводы установлены вплотную друг к другу и к второму и пятому квадратным волноводам соответственно, а стенки квадратных волноводов срезаны от вновь образованного общего ребра, являющегося осью симметрии облучателя двухлучевой зеркальной антенны, к его краям, первый, второй, третий, четвертый, пятый и щестой прямоугольные волноводы, установленные по диагоналям торцов квадратных волноводов зеркально-симметрично относительно общих стенок квадратных волноводов, третий, четвертый, пятый и щестой фазовращатели, третий и четвертый переключатели приема-передачи, второй и третий делители мощности, первый, второй, третий, четвертый, пятый и щестой сумма- торы мощности, первая, вторая, третья и четвертая детекторные секции, первый, второй, третий и четвертый регулируемые уси

5

5

0 0 0

0

5

5

лители, первый, второй третий и четвертый усилители обратной связи, первый, второй, третий и четвертый аттенюаторы, четвертая, пятая, щестая и седьмая согласованные СВЧ нагрузки, при этом первый выход второго делителя мощности соединен с вторым входом первого делителя мощности, а второй выход второго делителя мощности соединен с первым, входом третьего делителя мощности, первый выход которого соединен с вторым входом третьего переключателя приема-передачи, первый вход которого. соединен с последовательно соединенными третьим фазовращателем и третьим прямоугольным волноводом, а второй выход третьего делителя мощности соединен с первым входом четвертого переключателя приема-передачи, второй вход которого соединен с последовательно соединенными пятым фазовращателем и пятым прямоугольным волноводом, причем к второму выходу первого переключателя приема-передачи подсоединены последовательно соединенные первый аттенюатор и первый сумматор мощности, к первому выходу которого подсоединен первый вход пятого сумматора мощности, а к второму выходу - последовательно соединенные первая детекторная секция, первый усилитель обратной связи и первый регулируемый усилитель, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора мощности, а первый вход - с первым выходом третьего переключателя приема- передачи, к второму выходу которого подсоединен первый вход второго регулируемого усилителя, выход которого соединен с первым входом второго сумматора мощности, к первому выходу которого подсоединены последовательно соединенные вторая детекторная секция и второй усилитель обратной связи, выход которого подключен к второму входу второго регулируемого усилителя, при этом к второму входу второго сумматора мощности подсоединены последовательно соединенные второй аттенюатор, четвертый фазовращатель и четвертый прямоугольный волновод, а к второму выходу второго сумматора мощности подключен первый вход шестого сумматора мощности, причем к второму выходу второго переключателя приема-передачи подсоединены последовательно соединенные третий аттенюатор и третий сумматор мощности, к первому выходу которого подсоединен второй вход пятого сумматора мощности, а к второму выходу подсоединены последовательно соединенные третья детекторная секция, третий усилитель обратной связи и третий регулируемый усилитель, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора мощности, а первый вход соединен с первым выходом четвертого переключателя приемо-передачи, к второму выходу которого подсоединен первый вход четвертого регулируемого усилителя, выход которого

соединен с первым входом четвертого сумматора мощности, к первому выходу которого подсоединены последовательно соединенные четвертая детекторная секция и четвертый усилитель обратной связи, выход которого подсоединен к второму входу четвертого регулируемого усилителя, при этом к второму входу четвертого сумматора мощности подсоединены последовательно соединенные четвертый аттенюатор, щестой фазовращатель и шестой прямоугольный волновод, а к второму выходу четвертого сумматора мощности подключен второй вход щестого сумматора мощности, при этом к второму входу второго делителя мощности, к второму входу третьего делителя мощности и к вторым выходам пятого и шестого сумматора мощности подключены соответственно четвертая, пятая, щестая и седьмая согласованные СВЧ нагрузки, причем первые выходы пятого и щестого сумматоров мощности являются выходами приемных каналов, а первый вход второго делителя мощности является общим входом.

Изобретение относится к антенным устройствам. Цель изобретения - повышение коэффициента использования поверхности двухлучевой зеркальной антенны путем сближения максимумов диаграмм направленности приемных каналов. Устройство содержит шесть кадратных волноводов (KB) 1, 2, 3, 4, 15 ---7 5, 6, шесть прямоугольных волноводов 7, 8, 9, 10, II, 12, шесть фазовращателей 13, 14, 15, 16, 17, 18, три делителя 19, 20, 21 мош,- ности, шесть сумматоров 22, 23, 24, 25, 26, 27 мош,ности, четыре переключателя 28, 29, 30, 31 приема-передачи, четыре аттенюатора 32, 33, 34, 35, четыре регулируемых усилителя 36, 37, 38, 39, четыре усилителя 40, 41, 42, 43 обратной связи, четыре детекторные секции 44, 45, 46, 47, семь согласованных СВЧ нагрузок 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54. В устройстве создается общий приемный канал для верхнего и нижнего лучей и формируется результирующее поле путем сложения СВЧ сигналов от каждого излучателя со своей фазой, что достигается заменой облучателя каждого канала системой излучателей из четырех KB 1, 2, 3, 5 для канала нижнего луча и четырех KB 2, 4, 5 6, для канала верхнего луча, при этом KB 2 и 5 являются общими для обоих каналов. Для обеспечения формирования поля требуемой поляризации волноводы 1, 2, 3, 4, 5, 6 выполнены квадратными. 2 ил. i (Л ю со 00 О) со

Ч

Редактор Н. Гулько Заказ 2232/54

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Суханов

Техред И. ВересКорректор М. Демчик

Тираж 597Подписное