Волноводная антенная решетка Советский патент 1993 года по МПК H01Q1/42 H01Q13/00 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при созда- HIJIH радиопрозрачных укрытий и обтека- те лей для работающих в космосе антенных решеток на основе волноводных фазовра- щ телей с управляемыми полупроводнике вь|ми диодами, преимущественно с плотной уфковкой излучающих элементов миллиметрового диапазона длин волн (ММ ДВ).

Целью изобретения является.повышение эксплуатационной надежности антенной решетки из волноводных излучателей с управляемыми диодами при воздействии ФКП,

На чертеже изображен в аксонометрии общий вид волноводной антенной решетки.

Волноводная антенная решетка состоит изтермоотсека 1, тонкостенного металлического волновода 2с герметично впаянной диэлектрической пластиной 3. Пластина 3 опирается на перегородки 4 фазовращателя, между которыми установлены управляемые диоды (на рисунке не показаны). Пространство между выступающими концами волноводов заполнено оловянно-свинцовым припоем 5,,

Примером конкретного исполнения данного изобретения является создание РПУдля решетки на основе фазовращателя Алиса..

сЬазовращатель Алиса скомпонован в виде линейки излучателей из прямоугольных волноводов сечением 3,4.x 5,6 мм. Корпус фазовращателя Алиса собран из двух симметричных гребенчатых пластин,между которыми расположена полиимидная пленка с 24-мя управляемыми pin-диодами. Отдельно взятый волноводный канал фазовращателя разделен перегородками на 3 секции, в каждой из которых- помещен pin-диод, на расстоянии не более 5.4 мм от раскрыва излучателя.

ш о

ю

СО

со

СА)

Укрытие состоит из герметичного кожуха-основания, выполненного из алюминиевого сплава АМЦ, в который вставляются линейки фазовращателей в виде плотной упаковки.

Методом волочения медной трубки круглого сечения при помощи прямоугольной оправки и роликов с шайбами на протяжном станке изготавливаются прямоугольные волноводы с внутренним сечением 3,2 х 5,6 мм и наружными размерами 3,4 х х5,8 х 15 мм. В полученные волноводы вставляются кварцевые пластины размером 3,2 х 5,6 х 0,3 мм и осуществляется вакуум- но-герметичная сварка при температурах, близких к плавлению меди (1083°С). Загер- метизированные таким образом волново- ды вставляются в излучатели Алиса на глубину 2 мм. Пространство между выступающими на 13 мм концами медных волноводов заливается легкоплавким припоем ПОС-61. . ;

В связи с тем, что кварцевая пластина имеет малую толщину и расположена внутри волновода, она не влияет на фазовые состояния при переключении pin-диодов, не создает условий для образования поверхностных волн и практически не вносит потерь (не более 0,05 дб) в излучение мощности решеткой.

Вставленные в излучатель тонкостенные волноводы создают незначительные неоднородности, геометрически совпадающие с другими неоднородностями, а именно: диэлектрической пластиной, перегородками фазовраЩателя. Известно, что величина импеданса, определяющая фазу . сигнала зависит от импеданса диодов, диэлектрической вставки и длины волновод- ных перегородок. Следовательно, есть возможность подстройки для получения нужных значений фазовых дискретов. Используя результаты численного эксперимента, рассчитаны соотве твующие координаты размещения управляющих.pin- диодов, которые позволяют получить нужные значения фазовых дискретов с учетом элементов укрытия.

Т.к. сечение волновода имеет малые (3,2 х 5,6 мм) размеры, то выталкивающая кварцевую пластину сила, образующаяся в

результате перепада давлений в одну атмосферу, многократно меньше разрушающих напряжений используемых материалов.

Свободные концы вставленных в излучатели волноводов затеняют излучающие раскрывы от воздействия солнечной радиации. Наличие оловянно-свинцового заполнителя в пространстве между волноводами

осуществляет вакуумн ую герметизацию укрытия в целом и снижает воздействие на pin-диоды радиоактивных излучений и ударов метеоритов.

Следовательно, достигается герметизация решетки на основе волноводных фазовращателей, повышается эксплуатационная надежность pin-диодов, расположенных возле раскрыва излучателей, при этом сохраняются радиотехнические характеристики решетки , что позволяет получить положительный эффект и возможность создания антенных решеток ММ ДВ с управляемыми диодами для работы в космосе. .

Формула изобретения

Волноводная антенная решетка, содержащая опорное основание и N волноводных излучателей, внутри каждого из которых расположен фазовращатель, а в раскрыве согласующий элемент и диэлектрическая пластина, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности антенной решетки из волноводных излучателей с управляемыми

pln-диодами-при воздействии факторов кос- мического пространства, опорное основание выполнено в виде гермоотсека, внутри которого расположены волноводные излучатели, плотно примыкающие друг к другу

боковыми стенками, поверхность раскрыва которых и поверхность раскрыва гермоотсека расположены в однойчплоскости, согласующие элементы выполнены в виде волноводов из тонкостенного металла, один

конец которого расположен внутри волно- водного излучателя перед фазовращателем и герметично запаян диэлектрической пластиной, при этом между двумя соседними вторыми концами согласующих элементов

до раскрывов волноводных излучателей расположен оловянно-свинцовый припой.