ПЛОСКАЯ ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

ПЛОСКАЯ ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА


RU (11) 2024129 (13) C1

(51) 5 H01Q13/10 

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

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

(21) Заявка: 4887266/09 
(22) Дата подачи заявки: 1990.11.29 
(45) Опубликовано: 1994.11.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Плоские волноводно-щелевые антенные решетки. Обзоры. М.: Радиоэлектроника за рубежом, 1989, вып. 2 (34), с.24-35 - прототип. 
(71) Заявитель(и): Завод "Красное знамя" 
(72) Автор(ы): Капицын А.П.; Баев В.С.; Худыш А.И. 
(73) Патентообладатель(и): Завод "Красное знамя" 

(54) ПЛОСКАЯ ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА 

Использование: спутниковое телевидение. Сущность изобретения: плоская щелевая антенная решетка содержит размещенные на печатной плате параллельно полосковые волноводы. Металлический экран печатной платы образует общую широкую стенку полосковых волноводов, их вторые широкие стенки образованы полосками с гребенчатыми шлейфами по краям. В полосках выполнены излучающие щели, а в металлическом экране - щели связи, которые соединены с блоком формирования сигналов, состоящим из запитывающих волноводов и волноводных распределителей мощности, размещенных на обратной стороне металлического экрана. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к радиотехнике, технике СВЧ, в частности к антенно-фидерным устройствам.

Известны щелевые антенные решетки в печатном исполнении. В печатном исполнении выполняются не только излучающие элементы, но и линии запитки и схема формирования сигналов. Эти антенны технологичны, имеют малую массу и толщину, а также простую конструкцию.

Недостаток печатных щелевых антенн, ограничивающий их применение в антенных решетках, - относительно большие потери. Если линейный размер апертуры составляет D = 10. ..15 , а запитка осуществляется полосковой линией, не удается в настоящее время разработать антенную решетку с КПД > 0,5-0,6.

Известны волноводно-щелевые антенные решетки на полых металлических волноводах, на которых выполнены как излучающие элементы, так и элементы схемы запитки.

Однако такие конструкции громоздки, тяжелы, не отвечают современным требованиям миниатюризации, не позволяют применить групповые методы изготовления.

Известны также волноводно-щелевые антенные решетки, выполненные на базе полоскового волновода, широкая стенка которого представляет собой периодическую последовательность узких (шириной W1) и широких (шириной W2) отрезков полосковых линий. В полосковых волноводах при симметричной запитке формируется волновой процесс, близкий к волне типа Н10. Потери в полосковых волноводах в 2...3 раза меньше, чем в несимметричных полосковых линиях.

На базе полоскового волновода могут быть выполнены резонансные и нерезонансные волноводно-щелевые линейные излучатели. Однако они имеют ограниченный коэффициент усиления, так как с увеличением длины излучателя начинают сказываться потери в полосковом волноводе ( пот. = =0,03 дБ/см) и появляются значительные фазовые ошибки, падает коэффициент полезного действия.

Наиболее близким по технической сущности является волноводно-щелевая антенная решетка, содержащая антенное полотно, выполненное на основе волноводно-щелевых излучателей. Волноводно-щелевые излучатели образуются в данной конструкции в виде антенного полотна. Антенное полотно с волноводно-щелевыми излучателями образуется в результате сборки платы, изготовленной из листа металла с остальной конструкцией, в которой образованы две узкие и одна широкая стенка волноводов излучателей. В плате выполнены излучающие щели. Достоинством прототипа являются малые потери.

Однако изготовление таких волноводно-щелевых излучателей не технологично, трудоемко, не обеспечивает гарантированной воспроизводимости характеристик антенн, не позволяет контролировать внутренний шов между излучателями. Пайка чаще всего воспроизводится в соляных ваннах, наличие даже незначительного непропаянного участка между металлической платой с щелями и стенками волноводов делает такую антенну неработоспособной. Конструкция ненадежна.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы, повышение надежности и воспроизводимости параметров при обеспечении малых потерь в широкой полосе частот.

Это достигается тем, что излучающие элементы выполнены в печатном исполнении на базе полоскового волновода, а блок формирования сигнала состоит из запитывающих волноводов и волноводных распределителей мощности, выполненных в виде П-образных пазов и размещенных на обратной металлизированной стороне платы. При этом малые потери в антенной решетке обеспечиваются небольшими потерями в полосковых волноводах ( пв= 0,02 - 0,03 дБ/см), что в 2. . .3 раза меньше, чем в несимметричных полосковых линиях, и еще меньшими потерями в полых волноводах блока формирования сигнала ( в = 0,001-0,005 дБ/см).

Отсутствие отдельных элементов в плоской щелевой антенной решетке, в которой все волноводы и волноводные распределители мощности образуют единый тракт, исключает паразитное межфланцевое соединение, уменьшает потери и нестабильность параметров антенны.

Высокая точность, которую обеспечивает печатная технология изготовления платы и прогрессивная технология изготовления блока формирования сигнала (например, литьем под давлением или штамповкой), механизация и автоматизация сборки антенны, состоящей всего из двух деталей, упрощает конструкцию, повышает надежность и позволяет получать хорошую повторяемость параметров.

На чертеже изображена плоская щелевая антенная решетка.

Она содержит ряд волноводно-щелевых излучателей на полосковых волноводах 1, выполненных на диэлектрической плате 2, широкие стенки которых расположены в двух параллельных плоскостях, продольные оси параллельны. Одна широкая стенка полоскового волновода 1 образована металлическим экраном 3 печатной платы 2, а противоположная - полоском с двусторонней гребенкой шлейфов на краях размерами W1 и W2, (W1 - ширина полоска, W2 - ширина полоска с гребенчатыми шлейфами). Размером узкой стенки полоскового волновода 1 является толщина h диэлектрической платы 2. Расстояние между продольными осями выбрано из соотношения

W2 + 0,05 ов < d < ов, где ов - длина волны в свободном пространстве на верхней частоте рабочего диапазона.

В одной широкой стенке каждого волновода 1 выполнены излучающие щели 4, а в противоположной, образованной металлическим экраном 3 платы 2, - щели связи 5, которые перпендикулярны продольным осям полосковых волноводов 1 и имеют длину l

l = (0,8 - 1,0)W1.

Щели связи 5 соединены с блоком формирования сигнала, состоящим из запитывающих волноводов 6, 7, оси которых параллельны щелям связи 5, и плечей Н-тройника 8 с выходным каналом 9 волноводного распределителя мощности, выполненных в виде П-образных пазов, размещенных на обратной стороне металлического экрана 3, который образует широкую стенку блока формирования сигнала.

Плоская щелевая антенная решетка работает следующим образом.

Сигналы с каждого щелевого излучателя, выполненного на полосковом волноводе 1, представляющего резонансную либо нерезонансную волноводно-щелевую антенну, поступают через щели связи 5 в запитывающие волноводы 6,7, являющиеся волноводами симметричных плеч Н-тройника 8. В Н-тройнике 8 происходит синфазное сложение сигналов и в плечо 9 Н-тройника 8 поступает суммарный сигнал. Количество Н-тройников 8 определяется размерами антенного полотна (коэффициентом усиления антенны) и необходимой полосой пропускания.

В волноводно-щелевых излучателях на полосковых волноводах 1 при симметричной запитке формируется волновой процесс, близкий к волне типа Н10.

Волноводно-щелевой излучатель на полосковом волноводе 1 имеет топологию щелей и электрические характеристики, близкие к топологии и характеристикам волноводно-щелевого излучателя на полом металлическом волноводе с размерами широкой стенки а W1, узкой стенки b = h и заполненного диэлектриком, из которого выполнена плата 2. Расстояние между продольными осями соседних полосковых волноводов 1 выбирается в пределах

W2 + 0,05 ов< d < ов.

Для исключения появления вторичных максимумов (дифракционных лепестков) расстояние d выбирается d< ов, а для уменьшения взаимосвязи между смежными излучателями на полосковых волноводах 1 расстояние между продольными осями соседних излучателей 1 должно быть d>W2 +0,05 ов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ПЛОСКАЯ ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА, содержащая ряд волноводов, широкие стенки которых расположены в одной плоскости, а продольные оси параллельны, при этом в одной широкой стенке каждого волновода выполнены излучающие щели, а в противоположной - щели связи, соединенные с блоком формирования сигнала, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса, повышения надежности и воспроизводимости параметров, волноводы выполнены в виде полосковых волноводов, состоящих из диэлектрической платы, металлический экран которой является общей широкой стенкой полосковых волноводов, а другие их широкие стенки образованы полоском с гребенчатыми шлейфами на краях, при этом расстояние d между продольными осями полосковых волноводов выбрано из соотношения

w2+ 0,05 ов < d < ов ,

где ов - длина волны в свободном пространстве на верхней частоте рабочего диапазона;

w1 - размер широкой стенки полоскового волновода (полоска шириной w2 с гребенчатыми шлейфами),

а блок формирования сигнала состоит из запитывающих волноводов и волноводных распределителей мощности, размещенных на обратной стороне металлического экрана, который образует их широкую стенку, причем щели связи размещены в металлическом экране параллельно осям запитывающих волноводов, которые перпендикулярны к осям полосковых волноводов, и имеют длину l = (0,8 - 1,0)w1.




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