СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ И ИМПУЛЬСНАЯ ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ И ИМПУЛЬСНАЯ ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА


RU (11) 2180152 (13) C1

(51) 7 H01Q21/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 2001106505/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.03.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.03.02 
(45) Опубликовано: 2002.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2052878 С1, 20.01.1996. RU 94034122 А1, 20.07.1996. RU 2093936 С1, 20.10.1997. FR 2677493 А1, 11.12.1992. FR 2667198 А1, 27.03.1992. US 5187489 А, 16.02.1993. 
(71) Заявитель(и): Закрытое акционерное общество "СОФТМЕДИА" 
(72) Автор(ы): Щербак В.И.; Москович И.А.; Покровский Е.С. 
(73) Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "СОФТМЕДИА" 
Адрес для переписки: 193315, Санкт-Петербург, пр-т Большевиков, 38, корп.2, кв.18, В.И.Щербаку 

(54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ШИРОКОПОЛОСНОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ И ИМПУЛЬСНАЯ ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА 

Изобретения относятся к области радиотехники, в частности к антенной технике, и могут использоваться при проектировании антенных решеток для систем связи, локации и радиоэлектронной борьбы, использующих импульсы длительностью менее 2 нс. Они обеспечивают улучшение согласования (снижение КСВН - коэффициента стоячей волны по напряжению), повышают коэффициент полезного действия широкополосной антенной решетки (АР) при импульсном возбуждении. Для этого в способе импульсного возбуждения широкополосной АР синхронно преобразуют на каждом входе рупорного излучателя постоянное напряжение в импульсное электромагнитное поле, модулируют поле по пространственной амплитуде и фазе с учетом номера каждого элемента АР и его пространственного положения так, чтобы обеспечить заданное суммарное амплитудно-фазовое распределение и минимальное рассогласование по волновому сопротивлению. Широкополосная АР содержит n рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, каждый рупорный излучатель образован плавным переходом полосковой линии в рупорный излучатель решетки в Е и Н плоскости, все рупорные излучатели электрически замкнуты между собой, образуя единую пространственную апертуру антенной решетки, а каждый рупорный излучатель содержит формирователь импульсного сигнала, который преобразует постоянное напряжение в импульсный сигнал, выход формирователя импульсного сигнала нагружен на полосковую линию рупорного излучателя, а его вход является синхровходом рупорного излучателя. Техническим результатом является уменьшение потерь электромагнитного поля. 2 с.п. ф-лы, 11 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретения относятся к области радиотехники, в частности к антенной технике, и могут использоваться при проектировании антенных решеток для систем связи, локации и радиоэлектронной борьбы, реализуемых на принципах излучения коротких импульсов без несущей частоты.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу импульсного возбуждения широкополосной антенной решетки (прототипом) является способ возбуждения широкополосной антенной решетки (АР), описанный в Российском патенте (см. заявку 99118983/09(020263, МПК Н 01 Q 21/ 06, 1999, по которой принято решение о выдаче патента). В известном техническом решении:

- преобразуют информативный сигнал в электромагнитное поле с линейной поляризацией, например, на полосковой линии;

- разделяют полученное поле по амплитуде на n частей по числу рупорных излучателей в решетке;

- модулируют каждую составляющую электромагнитного поля, полученную в результате трансформации по пространственной фазе так, чтобы получить минимальное рассогласование по волновому сопротивлению и заданное суммарное амплитудно-фазовое распределение, а параметры пространственной модуляции определяют из соотношений

2min/16 b2E1+b2H1; (1)

bE1DE1>/2; (2)

bH1DH1>/2; (3)

N2D2H1+M2D2E1 2max/4; (4)

где min- минимальная длина волны требуемого рабочего диапазона частот антенной решетки;

bE1 - расстояние от оси решетки до вершины первого рупорного излучателя в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

bH1 - расстояние от оси решетки до вершины первого рупорного излучателя в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

DE1 - линейный размер апертуры первого рупорного излучателя антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

DH1 - линейный размер апертуры первого рупорного излучателя антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

N - число рупорных излучателей антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

М - число рупорных излучателей антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

max- максимальная длина волны требуемого рабочего диапазона частот антенной решетки.

Известный способ имеет большие потери электромагнитного поля из-за необходимости многократного деления импульсного сигнала. Кроме того, использование одного генератора импульсов с последующим делением импульсного сигнала по амплитуде приводит к появлению помехового эхо-сигнала.

В качестве прототипа для заявляемой импульсной широкополосной антенной решетки выбрана широкополосная АР, описанная в Российском патенте (см. заявку 99118983/09(020263, МПК Н 01 Q 21/06, 1999, по которой принято решение о выдаче патента), содержащая полосковую диэлектрическую основу с металлизированными слоями, в которых выполнены система возбуждения на n выходов и связанный с ней излучающий раскрыв, выполненный из n рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, каждый выход системы возбуждения плавно переходит в рупорный излучатель решетки в Е и Н плоскости, причем каждый рупорный излучатель образуется так, что волновое сопротивление в любом его сечении вдоль оптической оси решетки остается постоянным, все рупорные излучатели электрически замкнуты между собой, образуя единую пространственную апертуру антенной решетки, а ее геометрические параметры определяются из соотношений (1) - (4).

Известная широкополосная АР возбуждается в широкой полосе частот, однако она не позволяет получить низкий уровень внутреннего отражения электромагнитного поля при импульсном возбуждении из-за необходимости многократного деления входного сигнала. Кроме того, использование одного генератора импульсов с последующим делением импульсного сигнала по амплитуде приводит к появлению помехового эхо-сигнала.

Сущность изобретений заключается в следующем.

В предлагаемом способе так же, как и в прототипе:

- модулируют поле в n электрически связанных рупорных излучателях по пространственной амплитуде и фазе с учетом номера каждого элемента антенной решетки и его пространственного положения так, чтобы обеспечить заданное суммарное амплитудно-фазовое распределение и минимальное рассогласование по волновому сопротивлению.

В отличие от прототипа в предлагаемом способе перед модуляцией синхронно преобразуют на каждом входе рупорного излучателя постоянное напряжение в импульсное электромагнитное поле амплитудой u и длительностью , а параметры пространственной модуляции определяют из формул

b2E1+b2H1 (c)2/16; (5)

DA 1,549(Lраб)0,5; (6)

n=NMPиRвх/u2, (7)

bE1DE1/2; (8)

bH1DH1/2; (9)

D2A N2D2H1+M2D2E1 0,09(1-)-2, (10)

где Ри - требуемая импульсная мощность излучения антенной решетки;

Rвx - входное сопротивление рупорного элемента решетки;

- требуемая энергетическая эффективность антенной решетки;

- длительность импульса, измеряемая по уровню половинной мощности генерируемого сигнала;

с - скорость света в вакууме;

Lpaб - минимальная дальность действия антенной решетки;

Da - максимально возможный размер антенной решетки.

Предлагаемая импульсная широкополосная АР так же, как и прототип, содержит n рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, каждый рупорный излучатель образован плавным переходом полосковой линии в рупорный излучатель решетки в Е и Н плоскости, все рупорные излучатели электрически замкнуты между собой, образуя единую пространственную апертуру антенной решетки.

В отличие от прототипа в предлагаемой импульсной широкополосной АР в каждый рупорный излучатель дополнительно введен формирователь импульсного сигнала, который преобразует постоянное напряжение в импульсный сигнал, выход формирователя импульсного сигнала нагружен на полосковую линию рупорного излучателя, а его вход является синхровходом, причем геометрические параметры антенной решетки рассчитывают из соотношений (5) - (10).

Задачей, на решение которой направлены заявляемые способ и устройство, является снижение внутренних отражений электромагнитного поля и потерь в широкополосной антенной решетке при импульсном возбуждении.

Совокупность общих и частных существенных признаков изобретений обеспечивает возможность решения задачи и достижения требуемого технического результата, а именно улучшение согласования (снижения КСВН - коэффициента стоячей волны по напряжению) и повышение коэффициента полезного действия (КПД) широкополосной антенной решетки при импульсном возбуждении.

Действительно, согласование АР оценивается КСВН, который для качественных антенн не должен превышать заданного уровня во всем рабочем диапазоне частот. В свою очередь КСВН полностью определяется внутренними отражениями, возникающими на всех неоднородностях в АР. По этой причине снижение внутреннего отражения АР, достигающееся за счет исключения многократного деления импульсного сигнала, обеспечивает снижение КСВН и, следовательно, улучшение согласования. Это естественным образом приводит к снижению потерь и, следовательно, повышению КПД антенной решетки. Кроме того, размещение формирователя импульсного сигнала непосредственно на входе рупорного излучателя обеспечивает минимальное расстояние от точки формирования импульса до точки его излучения в пространство, что приводит к устранению паразитного эхо-сигнала, амплитуда которого (при большой импульсной мощности) оказывается соизмеримой с самим импульсным сигналом.

Отметим, что в заявляемой АР используется импульсный сигнал. В этом случае соотношения для оптимальной АР (1) - (4) оказываются непригодны, поскольку не учитывают специфику излучения импульсных сигналов длительностью менее 2 нc. Исследование проблемы импульсного излучения таких сигналов позволило сформулировать условия для оптимальной импульсной АР в виде (5) - (10).

В результате поиска не обнаружено информации, позволяющей сделать вывод об известности отличительных признаков заявляемых технических решений, следовательно, заявляемые технические решения соответствуют условию новизны.

Из предшествующего уровня техники не известно влияние отличительных признаков заявляемых технических решений на достигаемый технический результат, следовательно, заявляемые технические решения соответствуют условию изобретательского уровня.

Сущность изобретений раскрывается чертежами, где на фиг.1 - 3 и 9 поясняются основные принципы, заложенные в предлагаемый способ, на фиг.4 и 5 приведены варианты импульсной эквидистантной широкополосной антенной решетки, а на фиг.6 - 8 - возможные варианты исполнения элементов АР.

На фиг.1 изображена зависимость предельного размера антенной решетки DA от минимальной дальности работы Lpaб для четырех значений длительности импульса = 1 нс, = 0,5 нс, = 0,2 нс и = 0,1 нс.

На фиг. 2 приведена схема расчета предельного размера антенной решетки DA.

На фиг. 3 приведены результаты расчета зависимостей характеристик импульсной АР от параметров импульсного сигнала и свойств АР. На фиг.3,а показана аналитическая форма сигнала u длительностью 1 нc, а на фиг.3,б - экспериментально полученный импульсный сигнал. На фиг.3,в показан рассчитанный для сигнала u спектр. На фиг.3,г показаны результаты расчета эффективности АР от ограничения нижней рабочей частоты F. На фиг.3,д показана зависимость эффективности АР при F=0 от ограничения верхней рабочей частоты.

На фиг.4 и 5 (вид сбоку) показана эквидистантная импульсная АР, включающая n=NМ элементов, каждый из которых состоит из формирователя 1 импульсного сигнала (ФИС) и образующих 2 рупорного излучателя.

На фиг. 6 и 7 показаны возможные реализации ФИС 1. ФИС 1, показанный на фиг.6, предназначен для работы в режиме внешнего запуска и содержит генератор 3 импульсов (ГИ), измеритель 4 временных интервалов (ИВИ), управляемую линию задержки 5 (УЛЗ), делитель 6 сигнала (ДС), синхровход 7, питающий вход 8 и выходную полосковую линию, состоящую из токоведущего 9 и корпусного 10 проводников.

На фиг.7 показан ФИС 1, предназначенный для работы в автономном режиме, и содержит генератор 3 импульсов, измеритель 4 временных интервалов, управляемую линию задержки 5, генератор 11 запуска (ГЗ), управляющий вход 7, питающий вход 8 и выходную полосковую линию, состоящую из токоведущего 9 и корпусного 10 проводников.

На фиг.8 показан генератор импульсов 3, который включает индуктивный накопитель 12 и управляемый ключ 13.

На фиг.9 - результаты расчета зависимости требуемой максимальной рабочей длины волны от требуемой энергетической эффективности АР.

Фиг. 10 поясняет причину возникновения паразитного эхо-сигнала, где показаны передатчик 14 и АР 15.

Фиг. 11 поясняет устранение паразитного эхо-сигнала в предлагаемом техническом решении.

Практическое конструирование импульсных антенных решеток на базе рупорных излучателей и их эксплуатация показали, что с уменьшением длительности импульса менее 2 нc ряд параметров антенны перестает описываться известными аналитическими соотношения для расчета антенн, а антенны, рассчитываемые на основании классического подхода, оказываются далеко не оптимальными, а в ряде случаев и неработоспособными. Определим основные причины, приводящие к этому.

Во-первых, из-за малой геометрической протяженности сигнала (для длительности импульса 1 нс геометрическая длина сигнала составляет 30 см) геометрические размеры (максимальные) не могут быть произвольными. Они оказываются зависимыми от длительности импульсного сигнала . Для расчета максимально допустимого размера АР DA можно использовать простую схему (фиг.2,а). Причем необходимо задать минимальную дальность Lpaб, на которой предполагается применять антенную решетку. В этом случае когерентно сложатся в дальней зоне только те составляющие, которые во времени сдвинуты друг относительно друга не более чем на . Решение этой задачи приводит к одному из основных ограничений импульсной электродинамики антенн на максимальный размер импульсной АР (6). На фиг.1 приведены результаты расчета DA в зависимости от дальности Lpaб и длительности импульса . Согласно данным расчета особое значение данное ограничение приобретает для малых дальностей и длительности импульса менее 1 нс. При длительности импульса менее 0,1 это ограничение может составлять единицы метров. Правило применения для АР данного ограничения показано на фиг.2,б.

Во-вторых, вопрос обеспечения высокой энергетической эффективности АР (высокого КПД) определяется хорошим согласованием антенны (низким КСВН) и способностью излучать энергию сигнала с заданной спектрально эффективностью . Для определения зависимости между энергетической эффективностью АР и ее геометрией была разработана модель аналитического описания формы импульсов, которая воспроизводит импульсный сигнал со спектральной ошибкой не более 1%. Результаты моделирования сигнала приведены на фиг.3,а, а экспериментально снятый сигнал импульсного генератора ( = 1 нс) - на фиг.3,б. Результаты расчета спектра G(f) этого сигнала (где f - текущая частота) показаны на фиг. 3,в. На фиг. 3,д показан расчет функции



которая определяет относительную величину мощности излученной АР при ограничении ее рабочего диапазона частот интервалом

0fF. (12)

На фиг.3,г показан расчет функции

S(F)=1-Q(F), (13)

которая определяет величину мощности излученной АР при ограничении ее рабочего диапазона частот интервалом

F f . (14)

Анализ полученных результатов позволяет установить следующее:

1. При частоте верхней отсечки по частоте

FВ= 2/ (15)

энергетическая эффективность АР (функция Q(F)) составляет 0,98. Непосредственно из (15) следует ограничение (5), если учесть, что длина волны определяется соотношением

min= c/FB, max= c/FH. (16)

2. Зависимость функции S(F) в интервале 0S(F)0,6 от частоты нижней отсечки FH определяется соотношением (фиг.3,г)

S(F) = 1-2FH = , (17)

где FH измеряется в ГГц, a - безразмерная величина.

Непосредственно из (17) с учетом (16) следует ограничение (10).

На фиг. 9 приведена зависимость требуемой максимальной длины волны АР max от задаваемой энергетической эффективности . Согласно расчета для выполнения условия = 0,94 необходимо обеспечить max= 10м, а для = 0,94 необходимо обеспечить max= 20 м.

В качестве исходных данных, обязательных при проектировании антенны, являются требуемые импульсная мощность РA, энергетическая эффективность , минимальная дальность действия Lpaб и длительность импульсного сигнала . В этом случае соотношений (5) - (10) достаточно для расчета геометрии АР. При этом согласно (15) и (17) для требуемой полосы рабочих частот АР в интервале 0 0,6 справедливо соотношение

F = FH-FH = 2/+-1, (18)

где измеряется в нc, a F - в ГГц.

Отметим, что неоспоримым достоинством предлагаемого способа является возможность распределенного излучения энергии в пространство, которое определяется условием (7), когда число элементов в АР жестко коррелированно не только с энергетической эффективностью АР, но и с требуемой импульсной мощностью, определяемой предельной дальностью действия системы. Для реальной системы требование импульсной мощности обычно является обязательным и первичным. В этом случае число элементов решетки определяется из ограничения (10), и после этого из (7) определяется минимальная требуемая импульсная амплитуда сигнала и каждого рупорного излучателя.

В третьих, в импульсной АР при малой длительности импульса неизбежно возникает паразитный эхо-сигнал. Причиной этого эффекта (фиг.10,а) является наличие расстояния 1 между выходом передатчика 14 и апертурой антенной решетки 15, которое в реальных системах составляет от нескольких метров до десятков метров. В упрощенной модели можно считать, что амплитуда m-го отражения определяется соотношением

Pm= PA(1-)m. (19)

На фиг. 10,б показан временной процесс появления первых двух паразитных импульсов. Период их следования определяется как

Tэс=2Ic. (20)

В предлагаемом способе удается сделать расстояние между выходом ФИС 1 и апертурой АР минимальной. В этом случае паразитный сигнал находится рядом с полезным сигналом (фиг.11,а) и может быть устранен практически полностью подбором длительности синхроимпульса, запускающего ФИС 1 (фиг.11,б).

Следовательно, условие (5) показывает, что максимальный линейный размер первого элемента решетки должен быть больше половины геометрической длины импульса, но в соответствии с (8) и (9) начальная база bE1 и bH1 не может превышать половины заданных линейных размеров апертуры элемента, поскольку в этом случае соседние элементы решетки должны отстоять друг от друга на некотором расстоянии, что не позволит обеспечить электрический контакт соседних элементов. Условие равенства в (8), (9) соответствует эквидистантной антенной решетке.

Согласование АР на нижней рабочей частоте требует выполнения условия, при котором максимальный линейный размер АР больше половины максимальной длины волны рабочего диапазона частот. Математически настоящее условие при заданной энергетической эффективности может быть записано в виде (10). Отметим, что из всех условий жестко ограничительными являются условие (6) на максимальную эффективную апертуру АР и связанное с ним условие (10).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет устранить основные недостатки прототипа. Он обеспечивает высокоэффективное согласование АР, высокий КПД и устранение паразитного эхо-сигнала.

Для реализации предлагаемого способа необходимо выполнить следующие операции:

- синхронно преобразовать на каждом входе рупорного излучателя постоянное напряжение в импульсное электромагнитное поле амплитудой u и длительностью . В дальнейшем это поле преобразуют в поле излучения. Уникальность данной операции состоит в том, что излучаемое поле генерируется в самой АР, к которой подводится только постоянное питающее напряжение;

- промодулировать электромагнитное поле по пространственной амплитуде и фазе в каждом рупорном излучателе с учетом номера каждого элемента антенной решетки и его пространственного положения так, чтобы обеспечить заданное суммарное амплитудно-фазовое распределение и минимальное рассогласование по волновому сопротивлению. При этом параметры пространственной модуляции определяют из соотношений (5) - (10). Эта операция позволяет обеспечить согласование АР во всем рабочем диапазоне частот.

В отличие от прототипа в заявляемом способе дополнительное преобразование на каждом входе рупорного излучателя постоянного напряжения в импульсное электромагнитное поле направлено на обеспечение согласования АР при импульсном возбуждении, повышение КПД и устранение паразитного эхо-сигнала.

Импульсная широкополосная эквидистантная антенная решетка приведена на фиг.4 и 5 (вид сбоку).

АР работает следующим образом.

АР состоит из n=NM идентичных излучательных модулей (ИМ), каждый из которых включает ФИС 1 и образующие 2 рупорных излучателей. Каждый ИМ имеет два входа 7 и 8 (фиг.6) и работает следующим образом. На вход 8 подается постоянное питающее напряжение 0, которое преобразуется в излучаемое импульсное электромагнитное поле u(t) в момент времени, когда на синхровход 7 приходит запускающий синхроимпульс uc. Для обеспечения временной стабильности работы ИМ служит управляющая цепочка с обратной связью, собранная на делителе сигнала 6, управляемой линии задержки 5 и измерителе 4 временных интервалов. При температурной нестабильности генератора импульсов 3 ИВИ 4 измеряет временное смещение импульса с выхода ГИ 3 относительно импульса с выхода ДС 6. Если импульс ГИ 3 отстает относительно фиксированной величины задержки, сигнал на выходе ИВИ 4 изменится так, что задержка УЛЗ 5 уменьшится на необходимую величину. Если импульс ГИ 3 приходит ранее фиксированной величины задержки, то сигнал на выходе ИВИ 4 изменится так, что задержка УЛЗ 5 увеличится на необходимую величину. Генератор импульсов 3 нагружен непосредственно на полосковую линию, состоящую из проводников 9 и 10, которые и переходят в образующие рупорных излучателей.

На фиг.7 приведен вариант построения ФИС 1 для случая автономной работы излучающего модуля. В этом случае вместо ДС 6 (фиг.6) вводится высокостабильный генератор 11 запуска (ГЗ). При этом вход 7 используется для изменения частоты следования импульсов управляющим электрическим сигналом.

На фиг. 8 приведен возможный вариант исполнения генератора импульсов 3, который состоит из индуктивного накопителя 12 (ИН) и управляемого ключа 13, нагруженного на выходную полосковую линию. В исходном состоянии управляемый ключ 13 разомкнут и выходное сопротивление генератора импульсов равно (холостой ход). Индуктивный накопитель заряжается от источника U0. Управляемый ключ 13 открывается на время действия синхроимпульса uc. При этом выходное сопротивление ключа 13 становится равным волновому сопротивлению полосковой линии и благодаря мощному разряду индуктивного накопителя 12 через ключ 13 генерируется импульсное электромагнитное поле u(t) на выходе ключа 13 (генератора импульсов 3) необходимой импульсной мощности. Если длительность синхросигнала (фиг.11,а) выбрать из условия c= 2 +Tэс, то отраженный от апертуры эхо-сигнал поступит в тот момент, когда ключ 13 еще включен и его волновое сопротивление согласовано с полосковой линией. Это значит, что эхо-сигнала не будет. В качестве управляемого ключа может использоваться дрейфовый диод с резким восстановлением (ДДРВ), серийно выпускаемый в Санкт-Петербурге, для использования в генераторах сверхкоротких импульсов.

Расчет геометрических параметров импульсной АР производится в соответствии с соотношениями (5) - (10).

В качестве элементной базы для изготовления АР могут использоваться типовые конструкционные материалы, имеющие широкое промышленное распространение. Для изготовления металлических пластин применима медная лента. В качестве фольгированного диэлектрика применяют фольгированный текстолит, гетинакс и т. п. В качестве диэлектрических вставок могут использоваться пенопласты, элементы для электронных схем серийного производства. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ импульсного возбуждения широкополосной антенной решетки, в котором модулируют поле в n электрически связанных рупорных излучателях по пространственной амплитуде и фазе с учетом номера каждого элемента антенной решетки и его пространственного положения так, чтобы обеспечить заданное суммарное амплитудно-фазовое распределение и минимальное рассогласование по волновому сопротивлению, отличающийся тем, что перед модуляцией синхронно преобразуют на каждом входе рупорного излучателя постоянное напряжение в импульсное электромагнитное поле амплитудой u и длительностью , а параметры пространственной модуляции определяют из формул

b2E1+b2H1(c)2/16

DA1,549(Lраб)0,5,

n= NMРиRвх/u2,

bE1DE1/2;

bH1DH1/2;

D2AN2D2H1+M2D2E10,09(1-)-2,

где bE1 - расстояние от оси решетки до вершины первого рупорного излучателя в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

bН1 - расстояние от оси решетки до вершины первого рупорного излучателя в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

DE1 - линейный размер апертуры первого рупорного излучателя антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

DH1 - линейный размер апертуры первого рупорного излучателя антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

N - число рупорных излучателей антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

М - число рупорных излучателей антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

Ри - требуемая импульсная мощность излучения антенной решетки;

Rвх - входное сопротивление рупорного элемента решетки;

- требуемая энергетическая эффективность антенной решетки;

- длительность импульса, измеряемая по уровню половинной мощности генерируемого сигнала;

с - скорость света в вакууме;

Lраб - минимальная дальность действия антенной решетки;

DA - максимально возможный размер антенной решетки.

2. Импульсная широкополосная антенная решетка, содержащая n рупорных излучателей, размещенных в нескольких уровнях, каждый рупорный излучатель образован плавным переходом полосковой линии в рупорный излучатель решетки в Е и Н плоскости, все рупорные излучатели электрически замкнуты между собой, образуя единую пространственную апертуру антенной решетки, отличающаяся тем, что в каждый рупорный излучатель дополнительно введен формирователь импульсного сигнала, который преобразует постоянное напряжение в импульсный сигнал, выход формирователя импульсного сигнала нагружен на полосковую линию рупорного излучателя, а его вход является синхровходом, причем геометрические параметры антенной решетки рассчитывают из соотношений

b2E1+b2H1(c)2/16,

DA1,549(Lраб)0,5,

n= NMРиRвх/u2,

bE1DE1/2,

bH1DH1/2,

D2AN2D2H1+M2D2E10,09(1-)-2,

где bE1 - расстояние от оси решетки до вершины первого рупорного излучателя в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

bН1 - расстояние от оси решетки до вершины первого рупорного излучателя в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

DE1 - линейный размер апертуры первого рупорного излучателя антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

DH1 - линейный размер апертуры первого рупорного излучателя антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

N - число рупорных излучателей антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором магнитного поля Н;

М - число рупорных излучателей антенной решетки в плоскости, образованной оптической осью антенны и вектором электрического поля Е;

Ри - требуемая импульсная мощность излучения антенной решетки;

Rвх - входное сопротивление рупорного элемента решетки;

- требуемая энергетическая эффективность антенной решетки;

- длительность импульса, измеряемая по уровню половинной мощности генерируемого сигнала;

с - скорость света в вакууме;

Lраб - минимальная дальность действия антенной решетки;

DA - максимально возможный размер антенной решетки.




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