Малогабаритный переизлучающий элемент купольной линзы
Полезная модель относится к технике СВЧ, в частности к антенным переизлучающим элементам, применяемым в проходных радиолинзах для создания требуемого фазового распределения электромагнитного поля на излучающей поверхности. Технический результат - получение требуемого фазового распределения электромагнитного поля в зависимости от угла поворота переизлучающего элемента вокруг его продольной оси. Переизлучающий элемент представляет собой отрезок круглого волновода, заполненный диэлектриком с высокой диэлектрической проницаемостью и малыми потерями, оканчивающийся с двух сторон двухступенчатыми волноводами с диэлектрическими вкладышами. В центральной части круглого волновода с двух сторон между ним и диэлектриком имеется зазор, обеспечивающий сдвиг фаз, равный 180°, между двумя ортогональными составляющими электромагнитной волны с круговой поляризацией. Применение малогабаритного переизлучающего элемента в купольной линзе, под которой располагается ФАР или АФАР, позволяет производить обзор пространства всей верхней полусферы без механического вращения антенной системы. Малые размеры переизлучающего элемента обеспечивают плотное заполнение излучающей поверхности купольной линзы при сохранении ее прочности.
Полезная модель относится к антенным переизлучающим элементам, применяемым в купольных линзах, работающих в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ).
Известен волноводно-стержневой антенный элемент проходной фазированной антенной решетки (ФАР) [I]. В этом элементе отсутствует фазовращатель, работающий на круговой поляризации электромагнитной волны, который изменяет значение фазы прошедшей волны в зависимости от угла поворота фазовращателя вокруг его продольной оси.
Известен дифференциальный сверхвысокочастотный фазовращатель, используемый преимущественно в проходных радиолинзах для создания требуемого фазового распределения электромагнитного поля на излучающей поверхности произвольной кривизны [II].
Дифференциальный СВЧ-фазовращатель выполнен в виде отрезка круглого волновода с возможностью его вращения вокруг своей продольной оси: внутри круглого волновода жестко установлен диэлектрический стержень из материала с высокой диэлектрической проницаемостью.
В стержне образована фазосдвигающая секция в виде прорезанных симметрично относительно его продольной и поперечных осей с диаметрально противоположных сторон вдоль продольной оси по дуге окружностей навстречу друг другу щелей, при слиянии сегментов которых образуется сквозная щель.
Недостатком указанного фазовращателя является малая полоса частот пропускания в.ч. сигнала для одной из составляющих поля электромагнитной волны с круговой поляризацией (фиг.1, 2).
Сущность изобретения заключается в том, что в известном фазовращателе фазосдвигающая секция, выполненная в виде щелей в диэлектрике с высокой диэлектрической проницаемостью, заменена на фазосдвигающую секцию, выполненную в виде двух зазоров (лысок) между диэлектриком и внутренней стенкой круглого волновода, расположенных в центральной части фазовращателя, которые обеспечивают фазовый сдвиг между двумя ортогональными составляющими поля электромагнитной волны, равный 180°.
Для хорошего согласования лыски оканчиваются скосами, переходящими в цилиндрическую поверхность (фиг.5).
Полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены: фиг.1, 2 Экспериментальные характеристики переизлучающих элементов со щелью и лыской;
фиг.3 Продольный разрез элемента;
фиг.4 Элемент в сборе;
фиг.5 Фазовращатель;
фиг.6 Крепление элемента в куполе.
Малогабаритный переизлучающий элемент (фиг.4) состоит из фазовращателя (1), расположенного в круглом волноводе малого сечения, и двух излучателей, выполненных в виде двухступенчатых круглых волноводов (3, 3а) с диэлектрическими вкладышами (4).
В корпусе волновода малого сечения (2) имеются два отверстия (5), предназначенные для заполнения зазора между волноводом и фазовращателем герметиком, фиксирующим положение фазовращателя. Малогабаритный переизлучающий элемент состоит из двух частей: внешнего излучателя (3) и фазовращателя, расположенных в едином корпусе и внутреннего, съемного излучателя (3а), который снимается перед установкой элемента в купольной линзе. Крепление переизлучающего элемента в купольной линзе обеспечивается при помощи пластинчатых пружин, а фиксация при помощи кернения внешнего излучателя.
В качестве материала фазовращателя с высокой диэлектрической проницаемостью, применен, например, материал ЛИ-89, а в качестве материала диэлектрических вкладышей в излучателях применен материал ФЛАН-3,8 ТУ16503 148-80.
Для уменьшения СВЧ потерь поверхность фазовращателя, расположенная в волноводе малого сечения металлизируется.
Для создания требуемого фазового распределения на поверхности купольной линзы, каждый переизлучающий элемент поворачивается на заданный угол вокруг своей продольной оси.
Литература:
1. RUN 30215 H01P, H01Q 21/00 2002 г.
2. RUN 2325016 H01P,H0Q 21/00 2006 г.
Малогабаритный переизлучающий элемент купольной линзы, работающий в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ), отличающийся тем, что основной частью конструкции элемента является круглый волновод, заполненный диэлектриком с высоким значением диэлектрической проницаемости и малыми потерями, в центральной части волновода с двух сторон между ним и диэлектриком имеется зазор, а вход и выход элемента выполнены в виде 2х ступенчатого круглого волновода увеличенного диаметра с диэлектрическими вкладышами, крепление элемента в купольной линзе осуществляется за счет плоских пружин, а фиксация за счет кернения.
