Антенная решетка с ограниченным сектором сканирования

)ТИЙ РЕТЕНИЯ ОПИСА ДТЕН ГК кл и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР(54) (57) 1 АНТЕННАЯ РЕШЕТКА С ОГРАЯИЧЕННЫМ СЕКТОРОИ СКАНИРОВАНИЯ, вы-.полненная из модулей, расположенных вдоль определенной простран. ственной линии, каждый из которнйсостоит иэ двух групп излучателейи блока их возбуждения, содержащеговход, распределитель мощности на .два канала, выходы которого подключены лийиями передачи к каждойиз групп излучателей соответствующего,модуля и включенных в линиипередачи элементов связи с группами излучателей других модулей,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения рабочей полосы частот пуюем ограничения количества модулей, с которыми Осуществляется связь каждого соответствующего модуля, элементы связи выполнены в виде двух групп направленных ответвителей, включенных последовательно в каждую линию передачи модуля, причем первая группа направленных .ответвителей имеет по крайней мере .первый выход для соединения с помощью линий передачи с вторым входом несоседней группы направленных ответвнтелей, относящихся к излучателям несоседнего модуля, и второй выход для соединения с помощью линии передачи с первым входом соседней группы направленных ответвителей, относящихся к излучателям соседнего модуля, а вторая группа имеет по крайней мере первый вход для соединения с помощью линии передачи с вторым выходом соседней группы направленных ответвителей, относящихся к излучателям соседнего модуля, и второй вход для соединения с помощью линии передачи с первым выходом несоседней группы направленных ответвнтелей, относящихся к излучателям несоседнего модуля.1052174 12, Решетка по и. 1 о т л и ч аю щ а я с я тем что общее число направленных ответвителей каждой из двух групп, включенных в линии передачи модуля, равно числу модулей, возбуждаемых при питании входа соответствующего модуля.3. Решетка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что при выпол- ненни. блока возбуждения одного илигруппы модулей на однослойной печатной плате в местах пересечения 1Изобретение относится к антенной технике, в частности к Фаэированным антенным решеткам (ФАР)с электрическим сканированием луча.Известны эквидистантные ФАР с ограниченным сектором сканированиялуча, в которых реализуется диа- .грамма направленности управляемогоизлучателя решетки, близкая к прямоугольной так, что интерференционные максимумы вне заданного сектора сканирования эффективно подавляются, Диаграмма направленностиуправляемого излучателя близкаяк прямоугольной, достигается введением схем связи излучателя ре 1шетки с соседними излучателями,при этом эффективно возбуждаемаяапертура в решетке при возбуждении одного управляемого излучателя превышает размер, приходящийся в решетке на один излучающий элемент Г 1В указанном устройстве междуизлучателями включены элементы связи. При возбуждении одного управляемого входа в решетке возбуждаются три излучателя, причем амплитудно-Фазовые распределения привозбуждении двух соседних управля.емых входов как бы перекрываются. 30Возможность формирования диаграммыуправляемого излучателя близкой.к прямоугольной в указанном устройстве ограничены из-за малого числавозбуждаемых излучателей при 35питании с одного управляемого входаНаибоЛее близким к предлагаемому является антенная решетка,которая содержит модули, расположенные вдоль определенной про.странственной линии, каждый из. которых состоит из двух групп излучателей и блока их возбуждения.Блок возбуждения, в свою очередь,содержит вход, распределитель мощ- , 45 полосковых линий передачи включенытрехшлейфовые направленные ответвители с полной связью, причем пересекающиеся полосковые линии подключены к диагональным плечам упомянутого ответвителя с полной связью,4. Решетка по пп. 1 и 2, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что входыили выходы направленных ответвителей модулей, расположенных вблизикрая антенной решетки, подсоединены к согласованным нагрузкам,2ности на два канала, выходы которого подключены линиями передачи ккаждой из групп излучателей соответствующего модуля, В указанные,линии передач включены элементысвязи с группами излучателей других модулей.Элементы связи выполнены в видедвух отрезков линий передачи с направленными ответвителями, так, чтопри возбуждении входа одного модуля возбуждаются посЛедовательногруппы излучателей других модулей.При этом размер эффективно воэбуждаейой апертуры при возбуждениикаждого из модулей соизмерим совсей апертурой решетки. Амплитудно-фазовое распределение достаточно хорошо аппроксимирует функцию типа 81 оХ/Х, что позволяет реализовать диаграмму направленностиуправляемого элемента, весьма близкую к прямоугольной 2Однако такое устройство в силупоследовательного характера свя-зей между группами излучателей узкополосно,Цель изобретения - расширениерабочей полосы частот путем ограничения количества модулей, с которыми осуществляется связь каждогосоотватствующего модуля,Указанная цель достигается тем,что в антенной решетке с ограниченным сектором сканирования, выполненной иэ модулей, расположенных вдоль определенной пространственной линии, каждый из которыхсостоит из двух групп излучателейи блока их возбуждения, содеРжашего вход, распределитель мощности на два канала, выходы которогоподключены линиями передачи к каждой из групп излучателей соответствующего модуля и включенных влинию передачи элементов связи сгруппами излучателей других модулей, элементы связи выполнены ввиде двух групп направленных ответвителей, включенных последовательно в каждую линию передачи модуля,причем первая группа направленныхответвителей имеет по крайней мерепервый выход для соединения с помощью линии передачи с вторьм входом несоседней группы направленных ответвителей относящихся к излучателям несоседнего модуля,и .второй. выход для соединения с помощью линии передачи с первым входом соседней группы направленныхответвителей, относящихся к излучателям соседнего модуля, а вторая группа направленных ответвителей имеет по крайней мере первыйвход для соединения с помощью ли"нии передачи с вторым выходом соседней группы направленных ответвителей, относящихся к излучателямсоседнего модуля, а.второй входдля соединения.с помощью линии передачи с первым выходом несоседнейгруппы направленных отвйтвителей,относящихся к излучателям несоседнего модуля.Кроме того, общее число направленных ответвителей каждой из двухгрупп, включенных в линии передачи модуля равно числу модулей,возбуждаемыхпри питании входа соответствующего модуляПри выполнении блока возбуждения одного или группы модулей на.однослойной печатной плате в местахпересечения полосковых линий передачи включены трехшлейфовые направленные ответвители с полной связью,причем пересекающиеся полосковыелинии подключены к диагональнымплечам упомянутого ответвителя с.полной связью.Входы или выходы направленных ответвителей Модулей, расположенныхвблизи края антенной решетки, подсоединены к согласованным нагрузкам.На фиг. 1 показана электрическаясхема предлагаемой антенной решетки;на фиг. 2 - двухшлейфовый направленный ответвитель в микрополосковомисполнении, в плане; на фиг. 3 -то же, разрез; на фиг. 4 - трехшлейфовый направленный ответвительв микрополосковом исполнении нафиг. 5 - устройство связи в микрополосковом исполнении.Схема устройства (фиг. 1) состоит иэ 8 модулей (1, ,1 ). Каждый иэ модулей содержит два иэлуча"теля (2.,2 2 ;28)(или дэе групПы1 1 Эф Эизлучателей в случае двумерной рещетки) и блок возбуждения, включающий в себя вход (338), распРеделитель мощности на два канала(414, линии передачи (5(,558,), соединяющие выходы распре 45 50 55 66 65 как в соседних модулях 1 З и 1, так и в несоседних 1и 1 б. Таким образом, при возбуждении модуля 1 с входа 3 СВЧ мощность возбуждает группы излучающих элементов как в возбуждаемом модуле, так и в модулях 12-16, На фиг. 1 векторами условно показано амплитуднофазовое распределение на апертуре решетки. Подбирая величину связи направленных ответвителей в каждой из групп, можно реализовать диаграмму управляемого элемента (модуля) в Решетке достаточно хорошо аппроксимирующую, требуемую. При возбуждении с входам модуля возбуждаются группы излучающих элементов в двух соседних модулях, Увеличением числа направленных ответнителей в каждой из групп можно соответственно увеличить число соседних возбуждаемых модулей. Предлагаемое устройство путем выбора числа связан ных друг с другом модулей позаоляделителя мощности на два канала(4141 484) и группы излучателей (2,2,2 Э,28),. В каждую излиний передачи (5,5158,5)включены элементы связи в виде двух 5 групп направленных ответвителей(6168) и (778). Эти группы.выделены пунктиром в модуле 1 6.Первая группа направленных ответвителей (668) имеет по крайней 10 мере один вйход 8, который соединен с помощью линии 9 передачис вторым входом 10 несоседнейгруппы направленных ответвителей,относящихся к излучателям (2,2128,28) несоседнего модуля (118),Имеется также второй выход 11, соединенный линией передачи с первымвходом 12 второй группы направленных ответвителей, относящихся к излучателям соседнего модуля. Вторая группа направленных ответвителей (77 8) имеет по крайней мерепервый вход 12, соединенный линиейпередачи .с вторым выходом 11 сосед. ней группы направленных ответвителей, относящихся к излучателям соседнего модуля, и второй вход 10,соединенный линией передачи с первым выходом несоседней группынаправленных ответвителей, относя шихся к излучателям несоседнего модуля (На фиг. 1 указанные связипоказаны .в модулях 11, 12 и 13).Антенная решетка работает следующим образом.35 При возбуждении, например, модуля 1 с входа ЗСВЧ мощность поступает на . распределитель мощности надва канала 4и на две линии передачи 5 и 54. Через первую группу 40 направленных ответвителей б СВЧ.,мощность поступает на входы направленных ответвителей второй группы3 ет получить преимущество по сравнению с устройством-прототипом, а именно расширить Рабочую полосу частот, в которой реализуется требуемая диаграмма направленности управляемого элемента.Важной особенностью предлагаемого устройства по сравнению с прото" типом является возможность независимого выбора величины связи меж- ду модулями, что дает широкие воэможности для синтеза требуемой диаграммы направленности управляемо" го элемента в решетке. Большое число направленных ответвителей и большое число линий передачи, свя эывающих входы и выходы различных направленных ответвителей, делают предпочтительным выполнение устройства с использованием технологии печатных полосковых систем. 20На Фиг. 2 и, 3 показано извест" ное устройство - двухшлейФовый ,направленный ответвитель в микро" пблОсковом исполнении, используе" мцй в изобретении. ДвухшлейФовый 25 направленный ответвитель 13 выполняется на диэлектрической плате. На одной стороне платы 14 имеется проводящий экран 15, а на другой печатная схема 16. Печатная схема содержит микрополосковые линии 17 и 18 передачи, соединенные шлейФами 19 и 20.Величина связи между линиями 17 и 18 определяется толщиной С шлейФов 19 и 20. Если к каналу Р подается СВЧ мощность, то канал Р 4 будет развязанным. Мощность между каналами Р и Рэ поделится в отношении, определяемом соотношениями волновых проводимостей шлейФов 40 19 и 20 и волновых проводимостей линий 17 и 18 передачи,На Фиг. 4 показан трехшлейФо,вый направленный ответвитель 21, 45 реализующий связь ноль децибел. Параметры шлейФов 22, 23 и 24 выбраны так, что при подаче мощности со входа Р линии 25 передачи вся мощность за вычетом омических потерь попадает в плечо Рз линии 26 передачи. В силу симметрии.ртветвителя при подаче мощности в плечо Р .линии 25 вся мощность попадает в плечо Р 4 линии 26.Указанных трехшлейфовый напра- ленный ответвитель 21 со связью ноль децибел или полной связью используется в местах пересечения двухлиний передачи. Причем пересекающиеся линии передачи подключаются к диагональным плечам трехшлейФоЭого ответвителя с полной связью.На Фиг. 4 и 5 размеры А и В близки к четверти длины волны в диэлектрике. На Фиг. 5 показана схема выполнения элементов связи модуля в микрополосковом исполнении с использованием устройств, показанных на Фиг. 2 и 4. Схема содержит вход 34 . Распределитель мощности на два канала 44 . Первые группы направленных ответвителей 6 имеются первый выход 8 и второй вйход 11. Имеется вторая группа направленных ответвителей 7первым 12 и вторым 10 входами. Вторые выходы 11 первых элементов связи 64 соединены линиями 9 передачи, например,. коаксиальными, с первыми входами 12 вторых групп направленных ответвителей соседних модулей 1 З и 1. Соединение несоседних модулей включает в себя линии 27 передачи и трехшлейФовые направленные ответвители 21, включенные в местах пересечения линий передачи 5 и 5 модуля1 и линий передачи 27.Выходы и входы направленных ответвителей периФерийных модулей подсоединены к согласованным нагрузкам 28 (фиг. 2).Предложениое техническое решение по сравнению с устройством прототипом позволяет реализовать большую широкополосность. Кроме того, в предложенном устройстве обеспечивается воэможность независимого выбора величины связи между излучающими элементами (группами элементов) модулей в решетке, что позволяет более гибко решать задачу синтеза требуемой диаграммы управляемого элемента в ФАР/ЛУлпСоставитель В.Иванов ктор Н.Безродная Техред С,Иигунова Корректор И.Эрдейи 1 Тираж 590 ПодписнИИНИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/Ужголиал ППтентул. Проектная, 4