ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА


RU (11) 2165118 (13) C2

(51) 7 H01Q21/00, H01P1/19 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99113089/09 
(22) Дата подачи заявки: 1999.06.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.06.15 
(45) Опубликовано: 2001.04.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Anntennas and Propag. Simposium, San Jose, Calif, June 1989, p.412 - 415. SU 2046465 C1, 20.10.1995. SU 1106391 A, 30.05.1985. SU 1688335 A1, 30.10.1991. EP 0156294 A3, 02.10.1985. EP 0325340 A2, 26.07.1989. МЕЛЬНИКОВ Ю.А. Постоянные магниты электровакуумных СВЧ-приборов, Москва, Сов.Радио, 1967, с. 55. 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский институт приборостроения 
(72) Автор(ы): Мамонов А.И.; Воронежцев А.В. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт приборостроения 
Адрес для переписки: 140160, Московская обл., г. Жуковский, ул. Гагарина 3, НИИприборостроения, Директору Ю.И.Белому 

(54) ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА 

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для использования в радиолокационных станциях различного назначения, в том числе и бортовых. Технический результат предлагаемого решения заключается в уменьшении уровня боковых лепестков и увеличении коэффициента усиления фазированной антенной решетки одновременно с повышением технологичности ее изготовления. Фазированная антенная решетка содержит распределительную систему СВЧ сигнала, систему излучателей и расположенные между ними ферритовые фазовращатели, каждый из которых содержит волновод, в котором находится вкладыш из СВЧ феррита, внешний магнитопровод, обмотки, соединенные с выходами устройства управления, а между магнитопроводами и стенками волноводов фазовращателей установлены пластины из магнитопроводящего материала. Указанные пластины могут изготавливаться, например, из пермаллоя, электротехнического железа, феррита. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для использования в РЛС различного назначения, в том числе и бортовых.

Известна фазированная антенная решетка (см. R.CIockler, Phased array for millimeter wave frequencies, Jnt.J.Infrared and millimeter waves, 1990, -11, N 2, p. 101-110, GB). Фазированная антенная решетка (ФАР) состоит из распределителя мощности на направленных ответвителях, ферритовых фазовращателей Реджиа-Спенсера и диэлектрических излучателей. Ферритовый фазовращатель содержит стержень из СВЧ феррита и соленоидальную обмотку; фаза СВЧ сигнала изменяется с помощью изменения тока в обмотке.

Такая ФАР имеет существенный недостаток, который заключается в следующем.

Для достижения наилучших характеристик ФАР излучатели, а значит и соединенные соосно с ними ферритовые фазовращатели должны располагаться как можно ближе друг к другу. Однако вследствие незамкнутости магнитопровода фазовращателя управляющее поле каждого ферритового стержня создает большое поле рассеяния, которое располагается в пространстве вокруг него, в результате чего ферритовые стержни соседних фазовращателей будут искажать пространственное распределение и величину поля рассеяния, а значит и величину управляющего поля рассматриваемого фазовращателя в составе ФАР по сравнению с управляющим полем этого же одиночного фазовращателя. Поэтому величина управляемой фазы сигнала, проходящего через данный фазовращатель в ФАР, также будет отличаться от фазы сигнала, проходящего через одиночный фазовращатель при одинаковых токах управления. Таким образом, на раскрыве ФАР за счет взаимовлияния фазовращателей образуются ошибки в фазовом распределении по отношению к расчетному, которое должно обеспечиваться путем настройки фазовращателей в отдельности. Это ухудшает основные характеристики излучения ФАР, такие, как уровень боковых лепестков и коэффициент усиления.

Наиболее близким техническим решением является ФАР (см. "Mechanisms that contribute, to the far-field polarisation properties of phased-array antennas", Williams S.P., Corey L.E., Antennas and Propag., Simp, San Jose, Calif., June 1989, p. 412- 415, GB), которая содержит распределительную систему СВЧ сигнала, ферритовые двухмодовые фазовращатели с устройствами управления и излучатели. Двухмодовый ферритовый фазовращатель (см., например, Гиромагнитная электроника и электродинамика, Всесоюз. Семинар 26-31 мая 1990 г. , Куйбышев, Крехтунов В.М., Соколов В.Б., "Двухмодовый ферритовый фазовращатель", стр.115-116, RU, или же "Antenna Engineering Handbook", Ed. R.C. Johnson, 1993, New York,.p.20-3 7, GB) состоит из ферритового стержня с соленоидальной обмоткой управления и магнитопроводящих скоб, образующих внешний магнитопровод, который уменьшает поле рассеяния каждого фазовращателя по сравнению с предыдущим аналогом. Однако по различным причинам в общем магнитопроводе фазовращателя имеются стыки в местах соединения его деталей, в частности, ферритовых скоб и стержня, которые образуют немагнитопроводящие технологические зазоры, создающие поля рассеяния, интенсивность которых зависит от качества сборки фазовращателя, электромагнитных свойств материалов его деталей и других причин. Поэтому взаимовлияние фазовращателей в ФАР остается и при наличии магнитопроводящих скоб, что также приводит к ухудшению основных характеристик излучения ФАР. Это зачастую недопустимо и требует проведения дополнительных операций, таких, как разборка ФАР, замена отдельных фазовращателей, отбор фазовращателей, повторная сборка ФАР без гарантии достижения требуемых характеристик, что резко усложняет технологию изготовления ФАР и удорожает ее производство.

Технический результат предлагаемого решения заключается в уменьшении уровня боковых лепестков и увеличении коэффициента усиления ФАР одновременно с повышением технологичности ее изготовления.

Указанный результат достигается тем, что фазированная антенная решетка, содержащая распределительную систему СВЧ сигнала, систему излучателей и расположенные между ними ферритовые фазовращатели, каждый из которых содержит волновод, в котором находится вкладыш из СВЧ феррита, внешний магнитопровод, обмотки, соединенные с выходами устройства управления, а между магнитопроводами и стенками волноводов фазовращателей установлены пластины из магнитопроводящего материала.

Указанные пластины могут изготавливаться, например, из пермаллоя, электротехнического железа, феррита.

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого технического решения.

ФАР состоит из системы распределения СВЧ сигнала 1, ферритовых фазовращателей 2, магнитопроводящих пластин 3, системы излучателей 4 и устройства управления фазовращателями 5.

ФАР работает следующим образом.

СВЧ сигнал поступает на вход ФАР и через систему распределения СВЧ сигнала 1, фазовращатели 2 и систему излучателей 4 излучается в пространство. Устройство управления фазовращателями 5 подает на обмотки фазовращателей 2 управляющие сигналы, с помощью которых фазовращатели 2 на выходе системы излучателей 4 должны обеспечить заданное фазовое распределение. Однако из-за наличия взаимных влияний между фазовращателями фазовое распределение на раскрыве ФАР будет отличаться от заданного. При установке магнитопроводящих пластин 3 в один из фазовращателей его поле рассеяния в зоне расположения соседних фазовращателей значительно уменьшается за счет шунтирования этого поля магнитопроводящей пластиной. Эта пластина втягивает в себя магнитное поле рассеяния одного зазора и замыкает его на поле рассеяния другого зазора. Размеры пластины и ее расположение выбираются таким образом, чтобы этот фазовращатель, находясь в составе ФАР, обеспечивал такие же значения управляемой фазы, как и при настройке его в одиночном состоянии.

Таким образом, на раскрыве ФАР создается требуемое фазовое распределение и обеспечиваются заданные характеристики излучения.

В зависимости от степени отклонения фазовых характеристик фазовращателей от заданных возможна установка магнитопроводящей пластины не только под одной, но и под другими скобами магнитопровода фазовращателя.

Использование предлагаемых магнитопроводящих пластин в ФАР приводит к уменьшению среднеквадратической ошибки фазового распределения на раскрыве в 3-4 раза, что уменьшает уровень бокового излучения на 10-12 дБ. Коэффициент усиления при этом возрастает на 0,4-0,6 дБ.

Предлагаемое техническое решение повышает технологичность ФАР, так как позволяет подстраивать ФАР (или ее субблоки) после сборки с помощью установки магнитопроводящих пластин. Это полностью устраняет необходимость разборки ФАР в случае несоответствия ее параметров требуемым, отбор и замену фазовращателей, повторную сборку ФАР, а также позволяет ослабить требования к самим фазовращателям, что в конечном итоге значительно улучшает технологичность изготовления и уменьшает стоимость ФАР. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Фазированная антенная решетка, содержащая распределительную систему СВЧ сигнала, систему излучателей и расположенные между ними ферритовые фазовращатели, каждый из которых содержит волновод, в котором находится вкладыш из СВЧ феррита, и внешний магнитопровод с обмотками, соединенными с выходами устройства управления, отличающаяся тем, что между магнитопроводами и стенками волноводов фазовращателей установлены пластины из магнитопроводящего материала.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru