Антенна с электромеханическим сканированием

Антенна с электромеханическим сканированием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиовзрывателях для ракет.

Известна антенна с электромеханическим сканированием диаграммы направленности, содержащая волновод, пластину, механизм перемещения пластины с приводом (см. Воскресенский Д.И., «Антенны и устройства СВЧ», М., «Сов. радио», 1972) В этом устройстве сканирование диаграммы направленности осуществляется перемещением плоской пластины, ориентированной вдоль широкой стенки волновода, в плоскости волновода.

Недостатком является ограниченный диапазон условий встречи с целью из-за невозможности фиксировать пластину в определенном требуемом положении.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип заявляемого изобретения, является антенна с электромеханическим сканированием, содержащая прямоугольный волновод, ряд излучателей, выполненных на одной из стенок прямоугольного волновода, пластину, механизм перемещения пластины с приводом (см. патент США №3829862, H01Q 3/26, 1986).

Устройство имеет следующие недостатки.

1. Низкая точность установки угла наклона диаграммы направленности антенны, поскольку эксцентриковый механизм перемещения пластины внутри волновода не обеспечивает линейную зависимость движения пластины относительно угла поворота электродвигателя.

2. Большие габариты антенны, так как для обеспечения параллельности хода пластины эксцентриковые механизмы необходимо расположить на большом расстоянии друг от друга.

Задача изобретения - обеспечение линейной зависимости движения пластины относительно угла поворота вала привода и исключение эксцентриковых механизмов.

Технический результат - повышение точности установки угла наклона диаграммы направленности антенны и уменьшение ее габаритов.

Сущность изобретения состоит в следующем. Антенна с электромеханическим сканированием содержит прямоугольный волновод, ряд излучателей, выполненных на одной из стенок прямоугольного волновода, пластину, механизм перемещения пластины с приводом. Отличительные признаки состоят в том, что стенка прямоугольного волновода, расположенная напротив излучателей, выполнена в виде корпуса, в котором выполнена прорезь, а пластина установлена в указанной прорези напротив и параллельно излучателям, с возможностью продольного и поперечного перемещения ее относительно оси прямоугольного волновода.

Кроме того, пластина снабжена гребенчатой структурой, выполненной на поверхности, обращенной к излучателям.

Кроме того, механизм перемещения пластины содержит подшипники, установленные в пазу, выполненном в боковой стенке пластины, обращенной к корпусу, направляющие, закрепленные на корпусе под углом к излучателям, и взаимодействующие с подшипниками, и поводок, один конец которого выполнен в виде вилки и соединен через подшипник с пластиной с возможностью ее поперечного перемещения относительно оси прямоугольного волновода, а другой конец поводка снабжен подшипником и размещен в корпусе в направляющем пазу, параллельном оси прямоугольного волновода, и кинематически связан с приводом, с возможностью продольного перемещения поводка параллельно стенке волновода с излучателями.

Изобретательский уровень решения состоит в том, что в нем одновременно с повышением точности установки угла наклона диаграммы направленности антенны уменьшены ее габариты, что является разрешением технического противоречия.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена конструкция антенны;

На фиг.2 изображен вид А-А, показанный на фиг.1.

Антенна содержит прямоугольный волновод, выполненный из двух частей 1 и 2. Часть 1 волновода имеет две узкие и одну широкую стенки. В широкой стенке выполнен ряд излучателей 3 в виде щелей. Часть 2 волновода - вторая широкая стенка волновода, расположенная напротив излучателей, выполнена в виде корпуса антенны. В корпусе 2 антенны выполнена прорезь 4, в которой установлена пластина 5. Причем пластина 5 установлена в прорези 4 напротив и параллельно излучателям 3, с возможностью продольного и поперечного перемещения ее относительно оси прямоугольного волновода, то есть параллельно излучателям 3.

С целью увеличения угла качания главного максимума диаграммы направленности антенны в меридиональной плоскости, пластина 5 может быть снабжена гребенчатой структурой 6, выполненной на стенке пластины 5, обращенной к излучателям 3.

Механизм перемещения пластины 5 выполнен в виде подшипников 7, установленных в пазу 8, выполненном в боковой стенке пластины 5, обращенной к корпусу 2, направляющих 9, закрепленных на корпусе 2 под углом к стенке волновода с излучателями 3 и взаимодействующих с подшипниками 7, и поводка 10, один конец которого выполнен в виде вилки и соединен через подшипник 11 с пластиной 5 с возможностью ее поперечного перемещения относительно оси прямоугольного волновода (то есть перпендикулярно стенке волновода с излучателями 3), а другой конец поводка 10 снабжен подшипником 12 и размещен в корпусе 2 в направляющем пазу 13, параллельном оси прямоугольного волновода (или стенке волновода с излучателями 3), и кинематически связан с приводом 14 с возможностью продольного перемещения поводка 10 параллельно стенке волновода с излучателями 3.

Ширина, длина и глубина паза 8 выбраны из расчета свободного размещения в нем направляющих 9 пластины 5 и с учетом длины продольного хода пластины 5. Оси 16 и 17 соответствующих подшипников 7 и 11 жестко установлены в стенках паза 8.

Привод 14 с планетарным редуктором нагружен на барабан 18, на цилиндрической поверхности которого выполнена винтовая канавка 19 прямоугольного сечения, а также на поводок 10 и направляющую 21 поводка 10. Верхняя часть поводка 10, выполненная в форме вилки, находится в зацеплении с пластиной 5 через подшипник 11. Противоположный конец поводка 10 находится в зацеплении с винтовой канавкой 19 через подшипник 12 поводка 10. Направляющая 21 проходит через отверстие в поводке 10 и выполнена в виде стержня, закрепленного в поводке 10. Ось направляющей 21 параллельна продольной оси волновода. Конструкция также содержит потенциометр 20 обратной связи.

Работает антенна следующим образом.

Угол наклона диаграммы направленности антенны изменяется путем перемещения пластины 5 в волноводе в зависимости от модуля относительной скорости ракеты и цели. Эта информация поступает в виде напряжения в следящую систему антенны. Исполнительным механизмом следящей системы является привод 14.

Перемещение пластины, характеризующее угол наклона диаграммы направленности антенны, фиксируется потенциометром 20 обратной связи.

Напряжение, подаваемое на следящую систему, и напряжение на потенциометре 20 сравниваются. Если они не равны, возникает сигнал ошибки, величина и знак которого указывают величину и знак рассогласования между требуемым положением угла наклона диаграммы направленности антенны и фактическим в данный момент. Этот сигнал ошибки подается в исполнительный механизм и включает прямой или обратный ход привода 14, вследствие чего пластина 5 перемещается до тех пор, пока не установится требуемый угол наклона диаграммы направленности антенны. Следовательно, более точно установить требуемый угол наклона диаграммы направленности антенны возможно при обеспечении линейной зависимости между перемещением пластины 5 и углом поворота барабана 18. В предлагаемой антенне при повороте барабана 18 через винтовую канавку 19 и подшипник 12 сообщается поступательное движение поводку 10, соединенному через подшипник 11 с пластиной 5. При этом поводок 10 перемещается по направляющей 21 параллельно продольной оси прямоугольного волновода. Такая связь пластины 5 с поводком 10 обеспечивает передачу усилия на пластину 5 только в продольном направлении и не изгибает ее в поперечном направлении. Таким образом, обеспечивается прямолинейное параллельное движение пластины 5 в требуемом диапазоне.

Кроме этого, пластина 5 движется по наклонным направляющим 9 как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях, чем обеспечивается линейная зависимость перемещения пластины 5 от угла поворота барабана 18.

Предлагаемая конструкция одновременно позволит уменьшить габариты антенны.

1. Антенна с электромеханическим сканированием, содержащая прямоугольный волновод, ряд излучателей, выполненных на одной из стенок прямоугольного волновода, пластину, механизм перемещения пластины с приводом, отличающаяся тем, что стенка прямоугольного волновода, расположенная напротив излучателей, выполнена в виде корпуса, в котором выполнена прорезь, а пластина установлена в указанной прорези напротив и параллельно излучателям с возможностью продольного и поперечного перемещения ее относительно оси прямоугольного волновода.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что пластина снабжена гребенчатой структурой, выполненной на поверхности, обращенной к излучателям.

3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что механизм перемещения пластины содержит подшипники, установленные в пазу, выполненном в боковой стенке пластины, обращенной к корпусу, направляющие, закрепленные на корпусе под углом к излучателям и взаимодействующие с подшипниками, и поводок, один конец которого выполнен в виде вилки и соединен через подшипник с пластиной с возможностью ее поперечного перемещения относительно оси прямоугольного волновода, а другой конец поводка снабжен подшипником и размещен в корпусе в направляющем пазу, параллельном оси прямоугольного волновода, и кинематически связан с приводом с возможностью продольного перемещения параллельно стенке волновода с излучателями.