Антенная решетка Советский патент 1992 года по МПК H01Q1/38 

Л/г/

Изобретение относится к области ан- тенно-фидерных устройств, в частности к печатным антеннам, обладающим высоким коэффициентом усиления.

Известна конструкция антенной решетки (АР), предназначенной для передачи сигналов линейной поляризации, содержащая диэлектрическую подложку, с одной стороны которой сформирован металлический экран, с другой пхп прямоугольных полосковых излучателей, где , ,2,3 мощность между которыми делится ветвящимся параллельным трактом деления, расположенным в плоскости излучателей.

Недостаток описанной конструкции - низкий по сравнению с расчетным коэффициент усиления и высокий (превышающий расчетный уровень - 13 дБ для равноамплитудного распределения) уровень боковых лепестков за счет рассеянного излучения из неоднородностей микрополо- скового тракта деления подводимой к излучателям мощности.

Экспериментальные исследования с помощью СВЧ-зонда показали, что основным источником рассеянного излучения мощности является кромка А микрополо- скового делителя мощности, согласоранно- го четвертьволновым трансформатором. Уровень излучения, в зависимости от характеристик используемого диэлектрика и со- гласуемых микрополосковых линий (МПЛ), составляет Риэл(().05...0,1}Рвх.

Для антенных решеток, имеющих 4x4 излучателей и больше, абсолютная излучаемая мощность из неоднородностей микро- полоскового тракта, как правило, больше мощности, подводимой к каждому из излучателей. Это соотношение тем больше, чем большее количество излучателей входит в состав АР.

Таким образом, в раскрыве антенной решетки кроме направленных источников излучения существует ряд источников рассеянного излучения, обладающих высокой мощностью.

Один из вариантов амплитудно-фазового распределения в раскрыве решетки 8x8 излучателей с учетом рассеянного излучения двух наиболее мощных источников и синтезированная на ЭВМ для этого случая диаграмма направленности в плоскости Е приведен на фиг, 2.

В другой конструкции 2 печатной антенны, предназначенной для передачи сигналов линейной поляризации, на диэлектрической подложке, имеющей с одной стороны металлический экран, а с другой стороны сформированы п х п

последовательно повернутых излучателя круговой поляризации, мощность между которыми делится микрополоскомым трактом деления, расположенным в плоскости излучателей, причем отрезки линии тракта подобраны таким образом, что фаза сигнала поворачивается от излучателя к излучателю на 90°, т.е. использован принцип антенн бегущей волны. Таким образом добиваются

0 того, что фаза рассеянного излучения и фаза направленного излучения равны, за счет этого увеличивается усиление АР и уменьшается уровень бокового излучения.

Недостатком указанной конструкции

5 является узкая полоса рабочей частоты, ограничиваемая не только полосой пропускания использованных элементов, но и тем, что синфазное излучение происходит только в узкой полосе частота, за пределами

0 которой диаграмма направленности АР рассьи зется. Кроме того, в связи с особенностями компоновки АР, она имеет не квадратную форму, а форму параллелограмма. Наиболее близким техническим реше5 нием является АР, содержащая диэлектрическую подложку, с одной стороны которой сформирован металлический экран, с другой -пхп прямоугольных излучателей (где , ,2,3,...), соединенных параллель0 ным трактом деления, расположенным в плоскости излучателей. Уменьшения рассеянного излучения добиваются уменьшением толщины диэлектрической подложки и увеличением ее диэлектрической проницае5 мости.

Недостатком прототипа является рост диэлектрических потерь и потерь за счет усиления электромагнитной связи между излучателями и элементами тракта деления.

0 Кроме того, при увеличении диэлектрической проницаемости подложки и уменьшении ее толщины сужается полоса рабочих частот излучателей и падает их эффективность. Указанные недостатки приводят к то5 му, что КПД АР невысок.

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления АР и снижение уровня боковых лепестков за счет уменьшения рассеянного излучения.

0 Указанная цель достигается тем, что в известную конструкцию АР, содержащую диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой пхп прямоугольных

5 полосковых излучателей, где ,

,2,3запитываемые через полосковые

Т-разветвления, расположенные в плоскости излучателей, введены отрезки полосковых проводников, один конец каждого из которых подключен к соответствующему Тразветвителю, при том ось симметрии отрезка полоскового проводника совпадает с осью симметрии Т-разветвителя, а его длина и ширина равны (0,4..ДбЯ. и (0,05. ,.0,1)А соответственно, где А - рабочая длина волны.

Сопоставительный анализ с прототи- пом позволяет сделать вывод, что заявляемая антенная решетка отличается тем, что каждый из Т-разветвителей, входящих в тракт деления, дополнен узким отрезком МПЛ, разомкнутым на конце шириной (0,05..,0,1)Я и длиной (0,4...0,6)Я, при этом ось симметрии отрезка МПЛ совпадает с осью симметрии Т-разветвления.

На фиг.1 и 2 представлена антенная решетка.

Антенная решетка содержит диэлектрическую подложку 1, на которой с одной стороны расположен металлический экран 2, с другой n x n прямоугольных излучателей 3,

где , ,2,3мощность между кото-

рыми делится микрополосковым трактом 4 деления, расположенным в плоскости излучателей, Т-рззветвители 5, входящие в состав микрополоскового тракта деления, дополнены разомкнутыми на конце отрез- ками полосковых проводников, ось симметрии которых совпадает с осью симметрии Т-разветвления, а его длина и ширина равны (0,4...0.6) X и (0,05...0.1) А соответственно, где А -длина волны.

Антенная решетка работает следующим образом.

Сигнал лодается она вход тракта 4 де- ления и последовательно делится Т-рэзветвлениями 5, Приходящий на вход каждого из Т-разветвления 5 сигнал разветвляется в трех направлениях: в выходные плечи и в отрезок полоскового проводника б. Часть сигнала излучается с разомкнутого конца отрезка полоскового проводника (уровень излучения мал, так как отрезок имеет малую ширину), часть отражается и возвращается в тракт деления. Разделенный Т-разветви- телем сигнал поступает на вход излучателей и излучается.

Экспериментальные исследоввания показали, что уровень рассеянного излучения в заявленом решении с каждого разветвите- ля снижен на величину порядка 10 дБ и составляет 0,005...0,01 от подаваемой на вход разветвителя мощности.

Формула изобретения Антенная решетка, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой - n прямоугольных полосковых излучателей, где , ,2,3..., запитыва- емых через полосковые Т-разветвления, отличающаяся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и снижения уровня боковых лепестков, введены отрезки полосковых проводников, один конец каждого из которых подключен к соответствующему Т-разветвлению, при этом ось симметрии отрезка полоскового проводника совпадает с осью симметрии Т- разветвления. а его длина и ширина равны (0,4- 0,6)Я и (0,05 - 0,1)Д. соответственно, где А - рабочая длины волны.