Фазированная антенная решетка
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в приемопередающих системах, обеспечивающих алгоритмическое управление поляризацией излучаемого сигнала в диапазоне KB и УКВ. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении пространственного сложения мощности излучения вибраторов крестообразных антенн ФАР при снижении размеров излучаемой поверхности. Фазированная антенная решетка содержит группы крестообразных антенн, при этом последовательное соединение N групп крестообразных антенн образует полотно фазированной антенной решетки. Все крестообразные антенны идентичны и состоят из двух взаимно-ортогональных симметричных полуволновых резонансных вибраторов, плечи которых жестко закреплены на рефлекторе полыми стойками с длиной 
ср/4, где ср - средняя длина волны рабочего диапазона, шунтов, короткозамкнутого шлейфа, закрепляющего полые стойки, в которых установлены коаксиальные трансформаторы импедансов, средние жилы которых на выходах трансформаторов каждого вибратора попарно соединены короткозамкнутыми проводниками, при этом все входы усилителей мощности подключены к управляющему возбудителю.
Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в приемопередающих системах, обеспечивающих алгоритмическое управление поляризацией излучаемого сигнала в диапазоне KB и УКВ.
Известна фазированная антенная решетка (ФАР), содержащая группы крестообразных антенн, каждая из которых включает ортогональную пару симметричных вибраторов (Патент РФ №2080712 по кл. Н 01 Q 21/00 от 27.05.97 г.).
Данная ФАР позволяет обеспечить управление диаграммой направленности во всем верхнем полупространстве и увеличить диапазон частот. Недостатками данной антенны является то, что она не позволяет осуществить пространственное сложение мощности излучения ФАР и сканирование азимутальных и угломестных диаграмм направленности.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является фазированная антенная решетка, содержащая группы крестообразных антенн, установленных компланарно в пределах квадрата (Патент №2117369 по кл. Н 01 Q 21/00 от 10.08.98 г.).
Данная ФАР позволяет формировать диаграмму направленности с горизонтальной, вертикальной или вращающейся поляризациеей. Недостатком данной ФАР является то, что она не позволяет осуществить
пространственное сложение мощности излучения вибраторов крестообразных антенн ФАР при снижении размеров излучаемой поверхности.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в обеспечении пространственного сложения мощности излучения вибраторов крестообразных антенн ФАР при снижении размеров излучаемой поверхности.
Поставленная задача решается за счет того, что фазированная антенная решетка, содержащая группы крестообразных антенн, установленные компланарно в пределах квадрата, сторона которого содержит К крестообразных антенн, где К - число равное 2, 3 и т.д., при этом общее число крестообразных антенн в группе равно К2 , причем последовательное соединение N групп крестообразных антенн образует полотно фазированной антенной решетки. Все крестообразные антенны идентичны и состоят из двух взаимно-ортогональных симметричных полуволновых резонансных вибраторов, плечи которых жестко закреплены на рефлекторе полыми стойками с длиной ср/4, где cp - средняя длина волны рабочего диапазона, шунтов, жестко закрепленных под углом 60° к рефлектору и под углом 30° к соответствующим плечам полуволновых симметричных вибраторов, причем их оси ориентированы вдоль диагоналей квадратного рефлектора, короткозамкнутого шлейфа, закрепляющего полые стойки, в которых установлены коаксиальные трансформаторы импедансов, при этом каждый вход трансформатора соединен с соответствующим усилителем мощности, а
средние жилы на выходах трансформаторов каждого вибратора попарно
соединены короткозамкнутыми проводниками, при этом все входы усилителей мощности подключены к управляющему возбудителю.
Фазированная антенная решетка, показанная на фиг.1, состоит из N групп 1 крестообразных антенн образующих полотно ФАР. На фиг.2 показана группа крестообразных антенн 2, установленных компланарно в пределах квадрата, сторона которого содержит К (для примера принято К=2) идентичных крестообразных антенн, а на фиг.3 - крестообразная антенна (вид А-А).
Крестообразная антенна содержит два взаимно-ортогональных симметричных полуволновых резонансных вибратора 3, квадратный рефлектор 4, шунты 5, трансформаторы импедансов 6, короткозамкнутый шлейф 7, усилители мощности 8, полые стойки 9, два короткозамкнутых проводника 10 и управляющий возбудитель 11.
Фазированная антенная решетка работает следующим образом.
При возбуждении плеч 3 двух симметричных полуволновых резонансных вибраторов от усилителей мощности 8 формируется диаграмма направленности, ширина которой на средней частоте диапазона в Е- и Н-плоскостях будет равна 75° и 120° соответственно.
Согласование входного импеданса вибратора с волновым сопротивлением фидера в 2-х кратной полосе частот производится с помощью трансформатора импедансов 6, короткозамкнутого шлейфа 7 и шунта 8.
При синфазном возбуждении всех вибраторов ФАР формируется диаграмма направленности вертикальной поляризации, при противофазном возбуждении всех пар вибраторов крестообразных антенн ФАР -диаграмма направленности горизонтальной поляризации, а при возбуждении всех пар вибраторов с разностью фаз «+90°» или «-90°» формируется диаграмма направленности с круговой поляризацией с «правым» или «левым» направлением вращения соответственно.
Пространственное сложение мощности излучения крестообразных антенн 2 ФАР происходит за счет требуемой фазировки сигналов, поступающих на входы крестообразных антенн ФАР по соответствующему алгоритмическому закону, задаваемому управляющим возбудителем 11.
Таким образом, предложенная фазированная антенная решетка позволяет обеспечить пространственное сложение мощности излучения вибраторов крестообразных антенн ФАР при снижении размеров излучаемой поверхности и электронное алгоритмическое управление поляризацией излучаемого сигнала.
1. Фазированная антенная решетка, содержащая группы крестообразных антенн, установленных компланарно в пределах квадрата, отличающаяся тем, что сторона квадрата содержит К крестообразных антенн, где К - число, равное 2, 3 и т.д., при этом общее число крестообразных антенн в группе равно К2, причем последовательное соединение групп крестообразных антенн образует полотно фазированной антенной решетки.
2. Фазированная антенная решетка по п.1, отличающаяся тем, что каждая крестообразная антенна состоит из двух взаимно-ортогональных симметричных полуволновых резонансных вибраторов, плечи которых жестко закреплены к рефлектору полыми стойками с длиной ср/4, где ср - средняя длина волны рабочего диапазона, шунтов, жестко закрепленных под углом 60° к рефлектору и под углом 30° к соответствующим плечам полуволновых симметричных вибраторов, причем их оси ориентированы вдоль диагоналей квадратного рефлектора, и короткозамкнутого шлейфа, закрепляющего полые стойки, в которых установлены коаксиальные трансформаторы импендансов, средние жилы, на выходах которых попарно соединены короткозамкнутыми проводниками, при этом каждый вход трансформатора соединен с соответствующим усилителем мощности, а все входы усилителей мощности подключены к управляющему возбудителю.
