Фазированная антенная решетка

 

Полезная модель относится к технике СВЧ-антенн и может быть использована в радиоэлектронных системах в качестве активной фазированной антенной решетки, в частности, в бортовых и корабельных локаторах и системах радиопротиводействия. Техническим результатом является повышения надежности управления лучом за счет использования сегнетоэлектрических фазовращателей. Сущность полезной модели заключается в том, что антенна выполнена в виде двух линз, при этом первая линза, состоит из столбцов сегнетоэлектрических фазовращателей и производит сканирование луча по азимуту, а вторая линза, повернута относительно первой на 90° и состоит из строк фазовращателей, и сканирует луч по углу места. Ил.1.

Полезная модель относиться к технике СВЧ-антенн и может быть использована в радиоэлектронных системах в качестве активной фазированной антенной решетки, в частности, в бортовых и корабельных локаторах и системах радиопротиводействия.

Среди последних разработок в области создания ФАР, ведущихся в странах ЕС, - многофункциональная РЛС с ФАР, предназначенная для установки на корабле. РЛС на передатчике с ЛБВ работает в С-диапазоне волн. Дальность обнаружения целей достигает 180 км. Антенная решетка вращается по азимуту со скоростью 60 об/мин. В угломестной плоскости производиться фазовое управление лучом.

Известна пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка. Патент 32287876 Россия, МПК НО1 3/36, 2006 г. Решетка выполнена в виде матрицы и содержит задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и f, выходные сигналы служебных частот f1=f и f2=f-f которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выход каждого из которых соединены с соответствующими циркулятором, подключенными через соответствующий приемный усилитель.

Известна и пассивно-активная фазированная антенная решетка СВЧ-диапазона. Патент РФ 2299502, 2006 г. (прототип). Решетка состоит из n излучающих элементов, n приемопередающих модулей (ППМ) и распределительной системы, при этом в состав ППМ входят m активных ППМ, каждый из которых содержит усилитель мощности передающего канала, малошумящие усилители приемного канала, фазовращатели и схему управления и контроля.

Недостатками, как аналога, так и прототипа является низкая надежность системы управления лучом, большие габариты, а также низкая точность и скорость установки луча.

Целью полезной модели является повышения надежности управления лучом за счет использования сегнетоэлектрических фазовращателей.

Поставленная цель достигается тем, что антенна содержащая излучающие и приемопередающие элементы, усилители передающего и приемного канала, а также схему управления фазовращателем, выполнена в виде двух линз, при этом первая линза, состоит из столбцов сегнетоэлектрических фазовращателей и производит сканирование луча по азимуту, а вторая линза, повернута относительно первой на 90° и состоит из строк фазовращателей, и сканирует луч по углу места.

На Фиг. представлена базовая конструкция сегнетоэлектрических линз. Она содержит:

1 - продольные пластины;

2 - направление распространения волн;

3 - напряжение смещения.

Для правильной работы сегнетоэлектрических линз необходимо, чтобы электрическое поле было линейно поляризовано и его вектор перпендикулярен проводящим пластинам. Таким образом, для линзы, сканирующей луч в азимутальном направлении, требуется сигнал с линейной горизонтальной поляризации, а для линзы, сканирующий луч в угловом направлении, - линейной вертикальной. Поворот плоскости поляризации на 90° осуществляет среда, размещенная между двумя сегнетоэлектрическими линзами.

Диэлектрические постоянные столбцов и строк фазовращателей зависят от приложенного напряжения, которое составляет порядка 20 кВ, ток 2А. При ступенчатом изменении напряжения формируется фазовый градиент, необходимый для управления лучом по азимуту и углу места.

Согласно расчетам, точность установки луча в заданном направлении составляет 1-0,5°. Время переориентации луча - около 8 мкс.

Размер отражателя составляет 40×40×1 см. Уровень боковых лепестков при этом составляет - 20 дБ.

В числе достоинств заявляемой антенны - возможность быстрой и точной установки луча, что позволяет одновременно выполнять операции поиска и сопровождения группы целей, а также формировать разные диаграммы направленности. Кроме того, такая антенна обладает широкой полосой частот, в результате чего один и тот же сегнетоэлектрический линзовый отражатель можно использовать с разными облучателями. Диапазон предлагаемой антенны от 4 до 60 ГГц. В отличие от обычных отражательных антенн, которые существенно повышают эффективную площадь рассеяния локатора при облучении его средствами радиоразведки вероятного противника, это параметр в сегнетоэлектрической линзовой антенне невелик.

Заявляемая антенна обладает высокой надежностью в эксплуатации, а также недорогой в изготовлении.

Фазированная антенная решетка, содержащая излучающие и приемопередающие элементы, усилители мощности передающего и приемного каналов, а также схему управления фазовращателем, отличающаяся тем, что антенна выполнена в виде двух линз, при этом первая линза состоит из столбцов сегнетоэлектрических фазовращателей и производит сканирование луча по азимуту, а вторая линза повернута относительно первой на 90° и состоит из строк фазовращателей и сканирует луч по углу места, причем поворот плоскости поляризации на 90° осуществляет среда, размещенная между двумя сегнетоэлектрическими линзами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться в системах радиопеленгации и радиосвязи

Полезная модель относится к радиолокации, в частности к приемным устройствам, предназначенным для работы в составе активной фазированной антенной решетки (АФАР) радиолокационной станции (РЛС). Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение потенциала РЛС с АФАР (дальности обнаружения цели) путем уменьшения потерь во входных цепях, а также увеличение надежности путем уменьшения количества кабельных соединений за счет объединения в одном корпусе 32-х высокочастотных приемных каналов с одновременным интегрированием в конструкцию модуля (без промежуточных кабельных соединений) 32-х диполей, что позволяет данному модулю выполнять функцию подрешетки антенной решетки.

Изобретение относится к области фазированных антенных решеток (ФАР) с электронным сканированием луча, в частности к системам управления лучом и формирования диаграммы направленности (ДН), к системам фазирования на основе командного метода управления ферритовыми фазовращателями (ФВ), переключателями поляризаций (ПП), и может быть использовано при создании многоэлементных антенных систем с высокой скоростью сканирования луча с минимальным количеством управляющих проводников в антенной системе и с высокой надежностью функционирования, также для снижения стоимости антенной решетки (АР) за счет использования и установки ферритовых ФВ в АР без их предварительного отбора и разбраковки по фазовременным, фазотемпературным характеристикам с возможностью в дальнейшем поэлементной индивидуальной настройки и калибровки каналов в составе собранной АР, также для минимизации энергии перемагничивания ферритовых ФВ и ПП путем реализации алгоритма адаптивного формирования индивидуальной длительности импульсов сброса с учетом результатов измерения длительности импульса тока намагничивания ФВ (ПП) по предельному циклу петли гистерезиса
Наверх