Облучающее устройство апертурной антенны для конического моноимпульсного метода пеленгации

(503 Н 01 О 25 ОБРЕТЕН ОП АНИЕ И КОМУ СВИДЕТ К АВТ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Покрас А,М. и др. Антенны земных стан- .ций спутниковой связи. - М.: Рисвязь, 1985,с. 55-52,54) ОБЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО АПЕР, ТУРНОЙ АНТЕННЫ ДЛЯ КОНИЧЕСКОГОМОНОИМПУЛЬСНОГО МЕТОДА ПЕЛЕНГАЦИИ Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиолокационных станциях, в системахкосмической связи, в радиоастрономии,Известно облучающее устройство с коническим рупором, имеющим ровную внут-реннюю повеохность, и возбудителями двухортогональных волн Н 21.Недостатком этого облучающего устройства является то, что оно не обеспечивает создания в рэскрыве апертурнойантенны, оптимальных амплитудных характеристик и, как следствие, антенна имеетпониженные. коэффициенты усиления посуммарной и рээностной диаграммам Направленности (ДН), пониженную крутизнупеленгационной характеристики, повыаенный уровень боковых лепестков, невозможность хорошей компенсации боковоголепестка суммарной ДН независимо от егоуглового положения,Цель изобретения - увеличение усиления суммарной и разностной ДН, увеличе(57) Изобретение относится к антеннам СфЧ. Цель изобретения -увеличение усиления суммарной и разностной диаграмм направленности. увеличение крутизны пеленгационной характеристики, снижение уровня боковых лепестков, компенсация независимо от углового положения выбранного бокового лепестка суммарной диаграммы направленности антенны - достигается введением радиальных клинообразных ребер в коническом рупоре и диаграммо-образующей схемы из пяти волнОводйых тройников, 3 ил,ние крутизны пеленгэционной хара:.теристики, снижение уровня боковых лепестков, компенсация независимоот углового пбложения выбранного бокового лепестка суммарной ДН антенны, в которой используется облучэющее устройство.Указанная цель достигается тем, что в облучающее устройство, содержащее конический рупор, два возбудителя раэностнь.х типов волн, возбудитель суммарного типа волны, введены радиальные клинообразные ребра, расположенные на внутренней поверхности коническоюрупора, высота которых в плоскости раскрыва рупора составляет 0,15-0,25 диаметра раскрыва, первый возбудитель разностного типа волн выполненный в виде круглого волновода диаметром 1,22 Хб 12,341 с четырьмя продольными прямоугольйыми отверстиями нэ его боковой поверхности, центры которых расположены в одном сечении через 90, с четырьмя прямоугольными волноводами, отходящими от этих отверстий, с попарносоединенными первым и вторым тройниками соседними волноводами, Е-плечи которых соединены третьим тройником, Е-плечо которого соединено с первым боковым плечом четвертого тройника, второй возбудитель разностного типа волны, выполненный в аиде круглого волновода диаметра 0,77 Ьй 1,22 А с двумя поперечными прямоугольными отверстиями на его боковой поверхности, центры которых расположены в одном сечении через 1800, с двумя прямоугольными волноводами, отходящими от этих отверстий, которые соединены пятым тройником, Н-плечо которого соединено с вторым боковым плечом четвертого тройника, возбудитель суммарного канала, выполненный в виде круглого волновода диаметром 0,591 бз Х с фазовращающей секцией или без нее и одного или двух ортогональных прямоугольных волноводов, соединенных с круглым волноводом, причем конический рупор, первый возбудитель раэностного типа волны, второй возбудитель раэностного типа волны, возбудитель суммарного канала соединены последовательно и соосно,На фиг. 1 представлено предлагаемое облуцающее устройство, общий вид; на фиг.2 - возбудитель двух ортогональных суммарных волн Н 11; на Фиг,3 - графики, поясняющие работу устройства.Облучэющее устройство содержит конический рупор 1, два возбудителя разностных типов волн - первого возбудителя волны Н 01 2, второго возбудителя волны Ео 3, фазосдвигающую секцию 4, возбудитель суммарной волны Н 11 5 и тройник, объединяющий разностные каналы б,Принцип работы облучающего устройства заключается в следующем. на раскрыв конического рупора облучающего устройства падает приходящая от апертуры антенны злектромагйитная волна и возбуждает в нем широкий спектр различных типов волн, иэ которого возбудителями разностных типов волн извлекаются осесимметричные волны Но 1 и Ео 1, которые затем после необходимой фаэировки, обеспечивающей сдвиг фазы между ними 900, объединяются в один раэностный канал; возбудителем суммарного типа йзвлекается одна или две ортогонэльные волны Н 11. Фазосдвигающая секция является необходимой частью конструкции облучающего устройства, если суммарный сигнал имеет круговую поляризацию; если облучающее устройство должно принимать сигнал линейной поляризации, она отсутствует. Конструкция предложенного облучающего устройства позволяет сформироватьР) (3) (4) Отдельно рассмотрим вопрос компенсации выбранного бокового лепестка суммарной ДН. Существуют схемы такой компенсации, которые реализуются за счет. передачи части сигнала, принимаемого разностной ДН в суммарный канал, Фаза и амплитуда сигнала регулируются до наиболее полной компенсации суммарного сигнала,. принимаемого боковым лепестком суммарной ДН. Из соотношений (2), (3) видно, что ДН облучателя с волной Н 21 не имеет осевой симметрии, не будет иметь ее и разностная ДН антенны, в которой он используется. Это означает, что будут существовать угловые секторы, в которых сигнал, принимаемый рэзностной ДН будет 55 существенно ниже, и хорошую компенсацию бокового лепестка суммарной ДН осуществить не удается. Укаэанные недостатки подтверждены расчетами, Соотношения для расчета ДН апертурной антенны с облуосесимметричные суммарную и разностныеДН, обеспечить оптимальное освещениеапертуры антенны и тем самым получитьдля нее оптимальные характеристики,5Приведем сравнительный анализ облучэющего устройства с волнами Но и предлагаемого изобретения.Соотношения для расчета ДН волны Н 21имеют следующий вид:10 Д-В(О, у) Т+Г(О, р) И, (1)где Е - вектор электрического поля;1(О, р)=1(о)мп 2 р;Е 2( О, р)=Г 2(0)соз 2 р;г ,й,Е 2(ы) -- - - , (5)где У 2(О) - Функция Бесселя первого рода,второго порядка,и =з 1 пОкоИ =-у 2 лА - длина волны;д - диаметр раскрыва рупора;О, у - угловые координаты точки наблюдения,На фиг.З представлены рассчитанныес помощью соотношений (1), (2) дН я 0),%0).Иэ фиг.3 видно, что ДН, формируемыеволной Н 21 не могут обеспечить одновременное освещение апертуры антенны пообоим компонентам электрического поля,Это приводит к недостаткам, указанным выше.: (30) А(ц) чающим устройством рассмотренного типа громоздки и поэтому не приводятся.Соотношения для расчета ДН волн Ео 1, Но имеют следующий виддля Ео 1; Е=Рз(О) 19 5Гз = (и) - Я"-)-, (6).л,:.=(.) ,.Р 4 = (и) -Д-) Р)1-ДН Рз, Р 4 для одного и того же раскрыва рупора имеют различную ширину.Применение рупора с расположенными 35 на его внутренней поверхности радиальными клинообразными ребрами (фиг.3) позволило уменьшить эффективный размер раскрыва для волны Ео 1, практически не изменить для Но 1 и, как следствие, добиться 20 совпадения этих ДН, Проведенные расчеты показали, что высота ребер должна находиться в пределах 0,15-0,25 диаметра рас крыва рупора, Одновременно применение таких ребер позволяет получить одинако вые ДН для двух компонент электричеСкого поля волны Н 11, что позволяет увеличить усиление суммарной ДН апертурной антенны и снизить ее боковые лепестки.Соотношения для расчета ДН обоих 0 компонент электрического поля волны Н 11 имеют следующий вид:Е=р 5(0)зЬ у )О) рб(О)соз р 1 р, (8) Использование указанных осесймметричных типов волн в облучателе и радиальных ребер в раскрыве рупора позволяет йолучить оптимальное освещение апертуры 45 антенны, осесимметричную разнбстную ДН, повысить коэффициент усиления, йонизить уровень боковых лепестков и обеспечить возможность компенсации выбранного лепестка суммарной ДН, 50Соотношение для расчета разностной ДН антенны имеет следующий видр(0) =(1-а) (О)+ (ОЯ; (3 Ц где а - коэффициент, определяющий уро вень мощности на краю апертуры антенны,Крутизна пеленгационной характеристики антенны раССчитывается по следующей формулеР 1 0рвах агде рвах - максимальная величина р(О);Ь - коэффициент использования апертуры антенны для разностной Д.Н.;) - коэффициент использования апертуры антенны для суммарной Д,Н.,Проведенные расчеты показали, чтоизобретение позволяет увеличить:Усиление суммарной ДН на 5.Усиление разностной ДН на 22;Крутизну пеленгационной характеристики на-"7,Снизить уровень боковых лепестков на"-2 дб,Формула изобретения Облучающее устройство апертурной антенны для конического моноимпульсного метода пеленгации, содержащее конический рупор, два возбудителя разностных типов волн, возбудитель суммарного типа волны, отлича ющееся тем,что,с целью увеличения усиленйя суммарной и разностной диаграмм направленности, увеличения крутизны пеленгационной характеристики, снижения уровня боковых лепестков, компенсации независимо от углового положения выбранного бокового лепестка суммарной диаграммы направленности антенны, введены радиальные клинообразные ребра, расположенные на внутренней поверхности конического рупора, высота которых в плоскостираскрыва рупора составляет 0,15-0,25 диаметра раскрыва, первый возбудитель разностного типа вол-, ны выполненный в виде круглого волновода диаметром 1,2 Я б 12,341 с четырьмя продольн ыми прямоугольными отверстиями на его боковой поверхности, центры которых расположены в одном сечении через 90, с четырьмя прямоугольными волноводами, отходящими от этих отверстий, с попарно соединенными первым и вторым тройниками соседними волноводами, Е-плечи которых соединены третьим тройником, Е-плечо которого соединено с первым боковым плечом четвертого тройника, второй возбудитель разностного тиФа волны, выполненный в виде круглого волновода диаметра 0.77 1021,22 А с двумя поперечными прямоугольными отверстиями на его боковой поверхности, центры которых расположены в одном сечении через 180, с двумя прямоугольными волноводами, отходящими от этих отверстий, которые соединены пятымтройнико, Н-плечо которогосоединено с вторым. боковым плечом четвертого тройника, возбудйтель суммарного канала" ,выполненный в виде круглого волновода диаметром О,ЯЙ бз А с фазосдвигающей секцией и одного или двух ортогональных прямоугольных волноводов, соединенных с круглым волноводом, причем конический рупор, первый возбудитель раэностного типа волны, второй возбудитель разностйого 5 типа волны, возбудитель суммарного канала соединены последовательно и соосно,1756997 0 Р й 7 ЯЯ ФОГ 5 Составитель М. СухаТехред М.Моргентал орректор М. Петро Редактор гренко роизводствен но-издател ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул; Гагарина, 10 каз 3094Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноепо изобретениям и открытйям при ГКНТ СС