Кольцевая многолучевая антенная решетка

Кольцевая многолучевая антенная решетка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Й2 1829066 А 1 (я>э Н 01 0 21/00, 3/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ =-:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\»

I» (21) 4786309/09 (22) 23.01.90 (46) 23.07.93. Бюль 27 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В;М.Максимов и В.Н.Уваров (56) Воскресенский Д.И. и др, Выпуклые сканирующие антенны. М.: Сов. радио, 1978, с.280, рис. 12.8.(54) КОЛЬЦЕВАЯ МНОГОЛУЧЕВАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА (57) Использование: антенная техника, в .различных радиотехнических системах.

Сущность изобретения: антенна содержит

N излучателей 1, нагруженных на вертикальные фидерные линии 2, которые соединены с Й кольцевыми горизонтальными фидерными линиями 3, направленными ответвителями 4, которые в кольцевых горизонтальных фидерных линиях 3 соединены через фазовращатели 5, 4 ил.

1829056

tiIq --С (3) г — (lII -I4 в ) (ч

S= А, S - ЯЛгг..Ял, 3

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенной технике, и может быть использовано в различных радиотехнических системах, Целью изобретения является формирование без потерь произвольного числа лучей кольцевой многолучевой антенной, На фиг,1 представлена схема кольцевой многолучевай антенны; на фиг.2: — схема соединения вертикальных фидерных линий с одной из кольцевых горизонтальных фидерных линий; на фиг.,3 — схема кольцевой многолучевой антенны с числом излучателей

N = 4; на фиг, 4 — схема кольцевой мнаголучевой антенны с числом излучателей N = 5.

Кольцевая многолучевая антенна состоит из N равномерно расположенных по окружности излучателей 1, нагруженных на . вертикальные фидерные линии 2, которые соединены с N кольцевыми горизонтальными фидерными линиями 3 направленными ответвителями 4, которые в кольцевых горизонтальных фидерных линиях 3 соединены через фазовращатели 5.

Для работы данной антенны необходимо подобрать коэффициенты связи направленных ответвителей 4 и фазовые сдвиги фаэовращателей 5 таким образом, чтобы при возбуждении ее входов на излучателях формировалась амплитудно-фазавое распределение (АФР), соответствующее кольцевой многолучевой антенной решетки(АР).

То есть должно выполняться условие где S — блок передачи матрицы рассеяния кольцевой многолучевой антенны;

А — АФР многолучевой кольцевой AP.

Вследствие кольцевой симметрии матрицы S- и А- циркулянты.

Для таких матриц известна матрица собственных векторов и аналитическое выражение для определения собственных чисел (Р.Беллман, Введение в теорию матриц.

M.: Hayxa, 1976, с. 253-254), Поэтому вышеприведенное равенство можно представить в виде: i4 = л где )s и Ла - диагональные матрицы собственных чисел матриц s и а соответственно.

Представим матрицу S в виде: где S — блок передачи матрицы рассеяния

i-ного этажа, представленного на фиг.2.

Матрицы Я)- также циркулянты, паэтоN +

S= — ЧП Лв) Ч, (2), 1=1 где Ч- матрица собственных векторов цир- куля нта;

Ац-диагональная матрица собственных . чисел матрицы Яь

С учетом (2) выражение (1) перепишется в виде:

П 4) =Ад, )=1 где лд — известная диагональная матрица собственных чисел матрицы А.

Для простоты конструкции, направ- . ленные ответвители 4 и фазовращатели 5 одного этажа — одинаковы. Обозначим коэффициент связи направленных ответвителей С, а фазовые сдвиги фазовращателей р.

20 KGMnneKGHBA амплитуда поля на выходе Г при возбуждении входа 1 (чертеж 2) определяется выражением; (i -1)P

Сг -г

1 — С е

А п-ое собственное число матрицы рас30 сеяния, состоящей из столбцов с элементами, определяемыми выражением (3), имеют вид — -1(—," «+в)

35 1 — i e — 1 (4) — I(n+U) в — г Сг

С учетом выражения (4), соотнашение (1)

40 можно эписать так

- I (,„п + ill )

П -е

4 II = — I („+ (гг ) в ° —, С (5) где С) и р — коэффициент связи направлен50 ных ответвителей и фазавые сдвиги фазовращателей I-ro этажа;

rpA" — n-ое собственное число матрицы

АФР многолучевай кольцевой АР, . Выражение (5) представляет собой сис55 тему нелинейных уравнений, решением которой являются значения С и ф для всех 1.

На фиг.3 представлена схема кольцевой многолучевой антенны с числом излучателей Й =4, 1829066

Q 0006

2 = 0%03 — 90

00006

9 5= яо

На фиг,4 представлена схема кольцевой многолучевой антенны с числом излучателей N 5.

Таким образом, заявленная кольцевая многолучевая антенна по сравнению с прототипом обеспечивает формирование произвольного числа лучей, при этом, поскольку в устройстве отсутствуют согласованные нагрузки, т.е. отсутствуют потери, его КПД более высокий.

Формула изобретения

Кольцевая многолучеаая антенная решетка, содержащая N излучателей, расположенных равномерно по окружности, выходы которых соединены с диафрагмообраэующей схемой, состоящей из фидерных линий,.соединенных между собой посредством направленных ответвителей и фазовращателей, отличающаяся тем, что, с целью формирования беэ потерь произвольного числа лучей, фидерные линии вы5 полнены в.виде N вертикальных фидерных линий и N горизонтальных кольцевых фидерных линий, при этом каждый излучатель соединен соответственно с вертикальной фидерной линией, которые соединены с

10 кольцевыми горизонтальными линиями посредством направленных ответвителей, соединенных между собой в соответствующей горизонтальной фидерной линии через фазовращатель, причем коэффициенты связи

15 направленных ответвителей и фазовые сдвиги фаэовращателей в соответствующей горизонтальной кольцевой фидерной линии выбраны равными, 1829066

C1 —. 0,977

Вр=.20

С2= 0666 = goo

Су =, 0,0003 б =1!ФФ

1

С4 = 00807 !.

5 = 276

<5 >

1 б = 288

Фиг.4

Составитель В.Максимов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Петрова

Редактор Т,Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2477 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета nî изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5