Способ сканирования диаграммы направленности линзовой антенны

(71) Московское ордена Ленина йордена Трудового Красного Знаменивысшее техническое училищеим. Н.Э.Баумана(56) 1. Егпев Бйегп, С.М.ТвапйоцГеггов 1 апь Точагй Соп 11 пиопв -Арег 1 цге Ясапп 1 пд, 1 ЕЕЕ Тгапв.чАР, 9 1, 1975, р.15 (прототип)(54)(57) СПОСОБ СКАНИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ЛИНЗОВОЙ АНТЕНЫ, заключающийся в изменении показателя преломления материала линзы вдоль аперт щийся тем рения сектора по направлению ны половине ли ления изменяют ки в пространс вине линзы его разному закону чем начальные падают, а их п мулеЛ уры, отличаючто, с целью расшисканирования, в первой. распространения вол- нзы показатель прелом- скачком периодичестве, а во второй полоиэменяют по пилообс тем же периодом,прнфазы обоих законов с ериод выбирают по фо овраа/Л - э 10 8 э в а волны в с ободном пнстве;транственный период)нный угол сканировани где В - дли стр Л . - иро О-задНГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 2119 А.Изобретение относится х антеннойтехнике и можеТ быть применено в сканирующих антеннах СВЧ," Известен способ сканирования диаграммы направленности. линзовой антенны, заключающийся в изменении покаэателя преломления линзы вдольапертуры по линейному закону(,1 3.управление лучом осуществляют регулированием наклона прямой, характеризующей закон изменения показателя пре- (0ломления линзы Для отклонения лу.ча на большой угол продольный размер линзы должен быть достаточнобольшим, что.увеличивает потери влинзе. Кроме того, амплитудное распре-.деление на. выходе линзы существенноухудшается,Этот способ является наиболееблизким по технической сущности идостигаемому результату к предлагаемому способу.20Цель изобретения - расширениесектора сканирования.С этой целью при осуществленииспособа сканирования диаграммы на"правленности линзовой антенны, заключающегося .в изменении показателяпреломления материала линзы вдоль ееапертуры, в первой по направлениюраспространения волны половине линзы показатель преломления изменяют 30скачком периодически в пространствеа во второй половине линзы его изменяют по пилообразному закону с темже периодом, причем начальные фазы обоих законовсовпадают, а кх пе-,35риод выбирают по формулейЮ =5 6где й - длина. волны в свободномпрост-,ранстве; 40Л - пространственный перкод 1 6 - заданный угол сканирования.Яа фиг. 1 изображена линза, вариант выполнения; на Фиг. 2 - пространственные эпюры изменения показателя преломления линзы, соответствующие линейному (а), пилообразному (б) и предложенному (в) в изобретении закону; на фиг. 3 и 4 -пространственные эпюры преобразования амплитуды и фазы поля во втором слое 50 линзы; на Фиг. 5 изображен график, который иллюстрирует амплитудно-фаэовое распределение на выходе линзы, изображенной на фиг. 1, покаэателй . преломления которой изменяется по 55 законам, изображенным на фиг.2. Линза выполнена (см.фиг, 1) в ви" де отрезка волновода 1, внутри которого расположена ферродиэлектри ческая пластина 2,показатель преломления и которой может изменяться по заданному закону вдоль осей Х и Е Поперечные размеры этого волновода.5 Л х 0,7 Л, толщина пластины 0,12 З у( Л - длина волны в свободном пространстве),Рассмотрим процессы преобразования электромагнитного поля, происходи щие в линзе, показатель преломления и которой изменяется в соответствии с предложенным способомСлой 3 (Фиг. 2) преобразует синфаэную нормально падающую возбуждающую волну в переменно-фазную, период осцилляций которой равен период 1 А изменения показателя преломления/(. Узлы поля приходятся на.скачки показателя преломления линзы, эпюры амплитуды и Фазы поля на выходе этого слоя изображены на фиг, 3 и 4 соответственно в сечении 2=0.При возбуждении переменно-фазным,. полем второго слоя 4 линзы, показатель преломления Ф которого изменяется по пилообразному закову, пОле преобразуется по законам дифракции Брэгга в плоскую волну,излучаемую под углом 6 =агсэ 1 п(Л 1 Л) . На Фиг,3 и 4 изображены пространственные эпюры преобразования амплитуды и фазы поля во втором слое линзы.Обычно дифракция Брэгга наблюдается при наклонном падении плоской волны на диэлектрический слой с синусоидальным изменением показателя преломленияПри малых периодах изменения показателя преломления и оптимальной толщине слоя падающее поле полностью преобразуется в плоскую дифрагированную; волну. В среднем сечении такого слоя поле изменяет-. ся так, как показано на фкг. 3 к 4 в сечении Е=О, т.е. дифракция. Брэгга возможна и при переменноФазном возбуждениидиэлектрического слояПрк увеличении периода изменениядиэлектрической проницаемости, какпоказывают расчеты на ЭВМ,наиболее полное преобразование переменнофазного поля в плоскую волну осущест. вляет пилообразный захон изменения показателя преломления.Из графиков, изображенных на Фиг. 5, где обозначение законов изменения показателей преломления а,б,в соответствует обозначениям фиг, 2, следует, что для преДложене ного. способа сканирования диаграммы направленности линзовой антенны на 80 апертуры,линзы неравномер ность амплитудного распределения не превышает +25,а отклонение фазового распределения от линейногозакона не превышает 0,4 радиан.При пилообразном законе измененияпоказателя преломления неравномерность амплитудного и нелинейностьФазового распреДеления составляютсоответственно +50 и 3 радиан,адля линейного закона -+50 и 1 радиан,852119 соб скан ф редложенный споСледовательно, п есканирования обеспечивает большую равномерность распамплитаспределениятуды поля по раскрыву и лучВол югаюю Луча ЮУ шую линейно сть Фазового распределения., что аетсектор скд возможность расыиританирования антенны при одноь временном увеличении КП85 г 19 Аватиудюе рюЮюйМл ФыХ оставитель,Горело ехред И,Метелева ородкина Корректор,А.Тяско к 13035, Моск Заказ 8159/4 Тираж 5 ВВИИПИ Государстве по делам изоб ет 90 Подпис нного комитета СССР р ений и открытийва, Ж, Раушская иаб., д. Филиал ППП Патент 1,г.ужгород, ул.Проектная