RU195632U1

RU195632U1 - Двухканальная приемопередающая антенная система с улучшенной характеристикой уровня развязки по поляризациям

Info

Publication number: RU195632U1
Application number: RU2019121812U
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Кривов; Константин Евгеньевич Хайбутов; Павел Александрович Кострыкин; Александр Сергеевич Громов; Артем Игоревич Назаров; Владислав Игоревич Конюхов
Original assignee: Юрий Николаевич Кривов; Константин Евгеньевич Хайбутов; Павел Александрович Кострыкин; Александр Сергеевич Громов; Артем Игоревич Назаров; Владислав Игоревич Конюхов
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2020-02-03

Abstract

Полезная модель относится к антенной технике. Двухканальная приемопередающая антенная система с улучшенной характеристикой уровня развязки по поляризациям характеризуется тем, что состоит из следующих элементов: зеркало (рефлектор); многоэлементный волноводный облучатель, выполненный в виде четырехэлементной решетки из открытых концов прямоугольных волноводов сечением 19×9,5 мм, причем широкие стенки волноводов ортогональны друг другу, в центре облучателя устанавливаются взаимно перпендикулярные пластины, а толщина пластин находится в пределах от 0,05λ до 0,1λ, высота пластин 0,25λ до 0,5λ. Технический результат заключается в уменьшении утечки энергии за края открытого конца волновода и увеличении развязки между приемными и передающими излучателями. 7 ил.

Description

Предлагаемая модель антенной системы относится к области антенной техники и может быть использована в радиолокации при построении экспериментальных радиолокационных станций с полнополяризационным режимом зондирования пространства с характеристиками зондирующих сигналов и техническими требованиями:

- длительность импульса τ_и=1…400 мкс;

- ширина спектра зондирующего сигнала

- несущая частота

- мощность излучения Р_изл=1 Вт;

- обеспечивать независимое излучение и прием сигналов в вертикальной и горизонтальной поляризациях;

- уровень развязки по поляризации между каналами на излучение -40 дБ;

- уровень развязки по поляризации между каналами на прием -40 дБ;

- уровень развязки между передающим и приемным каналами -40 дБ;

- ширина диаграммы направленности антенны 5° (угловых градусов);

- разность направлений главных максимумов между каналами (РПУ-ПРУ; РПрУ-РПрУ; ПРУ-РПрУ) 2° (угловых градуса);

Из существующего уровня техники известна зеркальная антенна с цилиндрической поверхностью для получения косеканской диаграммы направленности с линейным облучателем [Корбанский И.Н. Антенны. - М.: Энергия, 1973, с. 239]. Недостатком является отсутствие у облучателя фазового центра, что не позволяет использовать такую антенну при широкополосной радиолокации.

Известен облучатель антенны моноимпульсной РЛС, содержащий четырехсекционный рупор, соединенный с волноводным трактом, выполненным по схеме с четырьмя суммарно-разностными мостами на двойных волноводных тройниках (Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1984. - 312 с. - С. 28-29). Этот облучатель имеет лучшие электрические характеристики, но и ему присущи недостатки: облучатель работает только при линейной поляризации электромагнитного поля; вход передающего канала и выход суммарного приемного канала облучателя совмещены; при выполнении такой схемы в виде конструкции с применением отдельных волноводных узлов требуется настройка облучателя с целью выравнивания электрических длин каналов и амплитуд сигналов в волноводных каналах.

Наиболее близким аналогом полезной модели является зеркальная офсетная антенна, например, от спутникового телевидения (антенны СТВ), которые в настоящее время выпускаются серийно [СТВ-0.55-1.1 0.55 St АУМ Model: KU-BAND http://www.supral.ru/p0202.html дата обращения: 20.06.2019] (характеристики представлены в таблице 1). Данные технические требования предлагается выполнить на основе такой антенны.

Недостатком прототипа является:

1. Низкий уровень развязки по поляризациям.

2. Не обеспечение режима работы одновременной передачи и приема излучения.

Конструкция предполагаемой полезной модели поясняется чертежами:

- на фиг. 1 приведена конструкция офсетной антенны с креплением;

- на фиг. 2 расположение волноводов и поглотителя в четырехканальном облучателе;

- на фиг. 3 разрез модели облучателя с устройством согласования;

Для выполнения технических требований в модели используется зеркальная антенна с расположенным в ее фокусе в отличие от прототипа многоэлементного волноводного облучателя, выполненного в виде четырехэлементной решетки из открытых концов прямоугольных волноводов сечением 19×9,5 мм, причем широкие стенки волноводов ортогональны друг другу (фиг. 2). На данном чертеже:

- ПРМ В - приемный канал вертикальной поляризации;

- ПРМ Г - приемный канал горизонтальной поляризации;

- ПРД В - передающий канал вертикальной поляризации;

- ПРД Г - передающий канал горизонтальной поляризации.

На противоположном конце от открытого края волновода установлен короткозамыкатель. Разрез модели облучателя показан на фиг. 3.

На расстоянии

от короткозамыкателя установлен SMA разъем, например SMA KFD-21, резьбовая часть которого находится на наружной поверхности волноводов, а выступающий внутренний проводник диаметром 2,3 мм входит внутрь волновода образуя волноводно-коаксиальный переход. Глубина погружения ≈0,15 λ_В. Поскольку коэффициент стоячей волны (КСВ) открытого конца волновода сечением 19×9,5 мм на частоте 10 ГГц имеет значение 1,7-1.8, то для лучшего согласования на расстоянии ≈0,32 λ_В от открытого конца волновода устанавливается реактивная неоднородность в виде латунного стержня высотой ≈0,05 λ_В и диаметром ≈0,05 λ_В, при этом КСВ излучателя становиться равным 1,2-1,25 во всем диапазоне частот. На фиг. 4, 5 показаны расчетные значения коэффициента стоячей волны для не согласованного и согласованного излучателя, выполненные в программе электро-динамического моделирования HFSS.

На фиг. 6, 7 показаны расчетные ослабления в волноводно-коаксиальном переходе (ВКП) не согласованного и согласованного излучателя.

Для уменьшения утечки энергии за края открытых концов волноводов и увеличения развязки между приемными и передающими каналами в центре облучателя устанавливаются взаимно перпендикулярные пластины (фиг. 2), из материала, поглощающего высокочастотную энергию марки 19 по ОСТ 107.460007.006-92 (следующего состава: эпоксидная смола ЭД-16 ГОСТ 10587-84, полиэфир №1 ТУ 6-05-1122, тальк ТУ 21-25-207, карбонильное железо ГОСТ 13610-79, изо-МТГФА ТУ 6-09-33, ускоритель УП-606/2 ТУ 6-094136-75).Толщина пластин находится в пределах от 0,05λ, до 0,1λ, высота пластин от 0,25λ до 0,5λ. Установка пластин позволяет увеличить развязку между каналами приема и передачи до -40 дБ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Широкополосная четырехлучевая зеркальная антенна (Варианты) патент №2099836

2. Облучатель параболической антенны патент №2168817

3. Моноимпульсный облучатель патент №2188484

4. Моноимпульсное антенное устройство патент №2236729

5. ОСТ 107.460007.006-92. Материалы для объемных поглотителей высокочастотной энергии, издание официальное, 1993 г. Изменение №1 от 31.07.2002 г, внедрено Решением №196 от 1.11.2002 г.

Claims

Двухканальная приемопередающая антенная система с улучшенной характеристикой уровня развязки по поляризациям, характеризующееся тем, что состоит из следующих элементов: зеркало (рефлектор); многоэлементный волноводный облучатель, выполненный в виде четырехэлементной решетки из открытых концов прямоугольных волноводов сечением 19×9,5 мм, причем широкие стенки волноводов ортогональны друг другу, в центре облучателя устанавливаются взаимно перпендикулярные пластины, а толщина пластин находится в пределах от 0,05λ до 0,1λ, высота пластин 0,25λ до 0,5λ.