Способ сканирования диаграммы направленности линзовой антенны Советский патент 1983 года по МПК H01Q3/34 

.Изобретение относится к антенной технике и может применено в ск нирующих антен ах СВЧ. Известен способ сканирования диаграммы направленности линзовой антенны, заключающийся в изменении по каэателя преломления линзы вдоль апертуры по линейному законуС }.Управление лучом осуществляют регулированием наклона прямой, характериз юшей закон изменения показателя пре ломления лиязы. Для отклонения лу.ча на большой угол продольный размер линзы должен быть достаточно большим, что.увеличивает noTipH в линзе. 1фоме того,амплитудное распре деление на выходе линзы существенно ухудшается. Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу. Цель изобретения - расширение сектора сканирования. С этой целью при осуществлении способа сканирования диаграммы направленности линзовой антенны, заключающегося в изменении показателя преломления материала линзы вдоль е апертуры, в первой по направлению распространения волны половине линзы показатель преломления изменяют скачком периодически в пространстве а во второй половине линзы его из.ме няют по пилообразному закону с -г&л же периодом. Причем Начальные фазы обоих законовсовпадают, а их пе риод выбирают по формуле Л/Л sitt.0 f . где Л - длина, волны в свободном прос ранстве; Л - пространственный период; в - заданный угол сканирования. На фиг. 1 изображена линза, вариант выполнения; на . 2 - пространственные эпюры изменения показателя преломления линзы, соответствующие линейному (а), пилообразно му (б) и предложенному (в) в изобре тении закону; на фиг. 3 и 4 - пространственные эпюры преобразован амплитуды и фазы поля во втором сло линзы; на фиг. 5 изображен график, который иллюстрирует амплитудно-фазовое распределение на выходе линзы изображенной на фиг. 1, показатель/ преломления которой изменяется по законам, изображенным на фиг.2. Линза выполнена (см.фиг. 1) в ви де отрезка волновода 1, внутри которого расположена ферродиэлектрическая пластина 2,показатель прелом ления п которой может изменяться по заданному закону вдоль сей X и Z поперечные размеры этого волновода 5Л X 0,7 А , толщина пластины 0, (/ - длина волны в свободном пространстве) . Рассмотрим процессы преобразования электромагнитного поля, происходя ийе в линзе, показатель преломления п которой изменяется в соответствии с предложенным способом. Слой 3 (фиг. 2) преобразует синфазную нормально падающую возбуждающую волну в переменно-фазную, пери-, од осцилляции которой равен периодщ измейения показателя преломленияф. Узлы поля приходятся на скачки показателя преломления линзы, эпюры амплитуды и фазы поля на выходе этого слоя изображены на фиг, 3 и 4 соответственно в сечении . При возбуждении переменн6-фазн|лм, полем второго слоя 4 линзы, показатель преломления .fi KuTopdro изменяется по пилообразному закону, пОле преобразуется по законам дифракции Брэгга в плоскую волну, излучаемую под углом е агсз1п(Л/Л). На и 4 изображены пространственные эпюры преобразования амплитуды и фазы поля во втором слое линзы.Обычно дифракция Брэгга наблюдается при наклонном падении плоской волны на диэлектрический слой с синусоидальным изменением показателя преломления. . При малых периодах изменения показателя преломления и оптимальной толщине слоя падающее поле полностью преобразуется в плоскую дифрагированную; волну. В среднем селений такого слоя поле изменяется так, как показано на фиг. 3 и 4 в сечении , т.е. дифракция Брэгга возможна и при переменнофазном возбуждении .диэлектрического слоя . при увеличении периода изменения диэлектрической проницаемости, как показывают расчеты на ЭВМ,наиболее полное преобразование переменнофазного поля в плоскую волну осуществляет пилоовразный закон изменения показателя преломления. Из графиков, изображенных на Фиг. 5, где обозначение законов изменения показателей преломлеЬия а, б, в соответствует обозначениям фиг. 2f следует, что для предложен ного способа сканирования диаграммы направленности линзовой антенны на 80% апертуры .линзы неравномерность амплитудного распределения не превышает +25%,а отклонение фазового распределения от линейного закона не превышает 0,4 радиан. При пилообразном законе изменения показателя преломления неравномерность амплитудного и нелинейность фазового распределения составляют соответственно +50% и 3 радиан,а для линейного закона - +50% и 1 радиан, Следовательно, предложенный способ сканирования обеспечивает большую равномерность распределения амплитуды поля по раскрыву и луч Яго/1 omfr/fOf/CffM /tyva У шую линейность фазового распределения, что дает возможность расширить сектор сканирования антенны при одновременном увеличении КПД.

СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ДИАГРАМ№1 НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЗОВОЙ АНТЕННЫ, заключающийся в изменении пока-. зателя преломления материала линзы вдоль апертуры, отличающийся тем, что, с целью расширения сектора сканирования, в первой по направлению распространения волны половине линзы показатель прелом- ления изменяют скачком периодически в пространстве, а во второй половине линзы его изменяют.по пилообразному закону с тем же периодом,при-, чем начальные фазы обоих законов совпадают, а их период выбирают по формуле . - A/A4sin0 , где Д - длина волны я свободном пространстве; Л - пространственный период; ... 0 - заданный угол сканирования, g 00 ел N CD

miff шх

Affrf/ri/my Wfe /ffffcf7/7e f e i/f / Ф(/зо§ое. /yffcnjffet e/fe ye