Линейная фазированная антенная решетка Советский патент 1992 года по МПК H01Q3/26 

Изобретение относится к радионавигации, радиолокации и радиоуправлению и может быть использовано в антенных системах с электронным сканированием диаграмм направленности (ДН).

Цель изобретения - уменьшение уровня боковых лепестков и повышение точности установки максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей.

НА фиг 1 представлена структурная схема линейной фазированной антенной решетки (ФАР), на фиг 2 - делитель мощности.

Линейная ФАР содержит излучатели 1, управляемые 2 фазовращатели с отрезками

линий передачи равной электрической длины, элементы 3 связи (выходы делителя мощности), линию связи 4 управляемых фазовращателей с устройством управления, устройство 5 управления фазовращателями, согласованные нагрузки 6, делитель 7 мощности с центральным симметричным возбуждением, входную линию 8 передачи, проводящие гребни 9.

Делитель мощности линейной ФАР выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи, а к концам его присоединены согласованные 6 нагрузки Внутри отрезка волновода симметрично относительно поперечной оси, проходящей

VI XI

о

00

через его середину и посредине его широкой стенки, установлены два проводящих гребня 9 постоянной толщины, равной (0,1- 0,2) а, где а - размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода. Высота каждого гребня плавно уменьшается к его концам. На стенке отрезка прямоугольного волновода, противоположной его входу, размещены элементы 3 связи, образующие выходы делителя мощности, которые через отрезки линий передачи равной длины и управляемые 2 фазовращатели соединены с излучателями 1 линейной ФАР- Если высота проводящих гребней Н плавно меняется в пределах 0 Н 0,35 -Ь, где b - размер узкой стенки отрезка прямоугольного волновода, то имеет место линейная зависимость длины волны в волноводе от координат сечения волновода, определяемая формулой

Лов+ 5Лв ( Inl- 1),

где п - ±1, ±2,,.., ±N/2; Лов - длина волны в прямоугольном волноводе (Н 0) с воздушным заполнением (т.е. при отсутствии проводящих гребней); (5 Аз - константа, зависящая от геометрических размеров отрезка прямоугольного волновода.

При запитывании волновода СВЧ-сиг- налом частоты fo (длина волны До) вдоль рас- крыва ФАР устанавливается симметричное амплитудное распределение Afn и фазовое распределение $п, определяемое формулой

п Д Е

(

1П Хг| ; Sin во/Ко + б 1р П |

+ 0,5

где Хп - координата п-го излучателя; Е(х) - целая часть числа х; Л- дискретность управляемых фазовращателей; в0 - угол фазирования ФАР; - фазовый набег на излучателях ФАР, подключенных к выходам делителя мощности с центральным волно- водным возбуждением и внутри которого установлены два проводящих гребня.

Величина нелинейного фазового набега dt/tri для эквидистантной линейной ФАР определяется выражением

д t#n + .

где55

()-(п--1 / ов/чэв

начальный фазовый набег в раскрыве линейной ФАР с центральным возбуждением

через прямоугольный волновод с воздушным заполнением;

(«V+aJ) - д° 1

полнительный нелинейный фазовый набег в

раскрыве линейной ФАР, содержащей делитель мощности с центральным симметричным возбуждением, выполненный в

виде отрезка прямоугольного волновода с установленными внутри его проводящими гребнями.

Некомпенсируемая управляемыми фазовращателями нелинейная ошибка дискретизации фазы

dv nJ-#n

разрушает периодичность фазовых ошибок квантования фазы и обеспечивает уменьшение влияния этих ошибок на уровень боковых лепестков ДН и ошибку положения максимума ДН.

Таким образом, наличие в схеме линей- ной ФАР делителя мощности, выполненного в виде отрезка прямоугольного волновода с двумя проводящими гребнями, имеющими плавно уменьшающуюся от середины к концам волновода высоту, позво- ляет достичь уменьшения уровня боковых лепестков и повысить точность установки максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Линейная фазированная антенная решетка, содержащая делитель мощности с центральным симметричным возбуждением и излучатели, присоединенные через управляемые фазовращатели и отрезки линий передачи равной электрической длины к выходам делителя мощности, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения уровня боковых лепестков и повышения точности установки максимума диаграммы направленности при использовании дискретных управляемых фазовращателей, делитель мощности выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи, к концам присоединены согласо- оанные нагрузки, а внутри симметрично относительно поперечной оси, проходящей через середину отрезка прямоугольного волновода, посредине его широкой стенки установлены два проводящих гребня постоянной толщины, равной (0,1-0,2)а. где а - размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода, а их высота плавно

уменьшается к его концам, при этом на ан- размещены элементы связи, образующие тенне отрезка прямоугольного волновода , выходы делителя мощности.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенных системах с электронным сканированием диаграмм направленности (ДН). Цель изобретения - уменьшение уровня боковых лепестков максимума ДН при использовании дискретных управляемых фазовращателей. Линейная ФАР содержит излучатели 1. управляемые фазовращатели 2 с отрезками линий передачи равной электрической длины, элементы связи 3, линию связи 4 управляемых фазовращателей 2 с устройством управления 5, согласованные нагрузки 6, делитель мощности 7 с центральным симметричным возбуждением, входную линию передачи 8 и проводящие гребни. Делитель мощности 7 выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, к середине которого присоединена входная линия передачи 8, а внутри установлены два проводящих гребня постоянной толщины и высоты, плавно уменьшающейся к его концам. Наличие проводящего гребня позволяет создать в амплитудно-фазовом распределении на выходах элементов связи 3 нелинейную фазовую составляющую, что приводит к умень- шению уровня боковых лепестков и повышению точности установки максимума ДН. 2 ил. сл с

/ 2

т WM

#

СП

,f

&Ј