ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

Полезная модель относиться к технике СВЧ-антенн и может быть использована в радиоэлектронных системах в качестве активной фазированной антенной решетки, в частности, в бортовых и корабельных локаторах и системах радиопротиводействия.
Среди последних разработок в области создания ФАР, ведущихся в странах ЕС, - многофункциональная РЛС с ФАР, предназначенная для установки на корабле. РЛС на передатчике с ЛБВ работает в С-диапазоне волн. Дальность обнаружения целей достигает 180 км. Антенная решетка вращается по азимуту со скоростью 60 об/мин. В угломестной плоскости производиться фазовое управление лучом.
1
2
Известна пространственная приемопередающая фазированная антенная решетка. Патент 32287876 Россия, МПК НО1 3/36, 2006 г. Решетка выполнена в виде матрицы и содержит задающий смеситель, на который подаются сигналы задающих частот f и Δf, выходные сигналы служебных частот f=Δf и f=f-Δf которого через соответствующие фазовращатели подаются соответственно на строки и столбцы матрицы, в точках пересечения строк и столбцов матрицы расположены смесители, выход каждого из которых соединены с соответствующими циркулятором, подключенными через соответствующий приемный усилитель.
Известна и пассивно-активная фазированная антенная решетка СВЧ-диапазона. Патент РФ №2299502, 2006 г. (прототип). Решетка состоит из n излучающих элементов, n приемопередающих модулей (ППМ) и распределительной системы, при этом в состав ППМ входят m активных ППМ, каждый из которых содержит усилитель мощности передающего канала, малошумящие усилители приемного канала, фазовращатели и схему управления и контроля.
Недостатками, как аналога, так и прототипа является низкая надежность системы управления лучом, большие габариты, а также низкая точность и скорость установки луча.
Целью полезной модели является повышения надежности управления лучом за счет использования сегнетоэлектрических фазовращателей.
Поставленная цель достигается тем, что антенна содержащая излучающие и приемопередающие элементы, усилители передающего и приемного канала, а также схему управления фазовращателем, выполнена в виде двух линз, при этом первая линза, состоит из столбцов сегнетоэлектрических фазовращателей и производит сканирование луча по азимуту, а вторая линза, повернута относительно первой на 90° и состоит из строк фазовращателей, и сканирует луч по углу места.
На Фиг. представлена базовая конструкция сегнетоэлектрических линз. Она содержит:
1 - продольные пластины;
2 - направление распространения волн;
3 - напряжение смещения.
Для правильной работы сегнетоэлектрических линз необходимо, чтобы электрическое поле было линейно поляризовано и его вектор перпендикулярен проводящим пластинам. Таким образом, для линзы, сканирующей луч в азимутальном направлении, требуется сигнал с линейной горизонтальной поляризации, а для линзы, сканирующий луч в угловом направлении, - линейной вертикальной. Поворот плоскости поляризации на 90° осуществляет среда, размещенная между двумя сегнетоэлектрическими линзами.
Диэлектрические постоянные столбцов и строк фазовращателей зависят от приложенного напряжения, которое составляет порядка 20 кВ, ток 2А. При ступенчатом изменении напряжения формируется фазовый градиент, необходимый для управления лучом по азимуту и углу места.
Согласно расчетам, точность установки луча в заданном направлении составляет 1-0,5°. Время переориентации луча - около 8 мкс.
Размер отражателя составляет 40×40×1 см. Уровень боковых лепестков при этом составляет - 20 дБ.
В числе достоинств заявляемой антенны - возможность быстрой и точной установки луча, что позволяет одновременно выполнять операции поиска и сопровождения группы целей, а также формировать разные диаграммы направленности. Кроме того, такая антенна обладает широкой полосой частот, в результате чего один и тот же сегнетоэлектрический линзовый отражатель можно использовать с разными облучателями. Диапазон предлагаемой антенны от 4 до 60 ГГц. В отличие от обычных отражательных антенн, которые существенно повышают эффективную площадь рассеяния локатора при облучении его средствами радиоразведки вероятного противника, это параметр в сегнетоэлектрической линзовой антенне невелик.
Заявляемая антенна обладает высокой надежностью в эксплуатации, а также недорогой в изготовлении.