АКТИВНАЯ ФАЗИРОВАННАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

Техническое решение (полезная модель) относится к радиотехнике, в частности к конструированию активных фазированных антенных решеток (АФАР).
Известна фазированная антенная решетка, содержащая печатные диэлектрические платы, на которых выполнены печатные антенные излучатели, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления [1].
Недостатком данной фазированной антенной решетки является ее низкая эффективность, обусловленная низкой технологичностью, низкой надежностью, высокой стоимостью и ограниченными функциональными возможностями.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является фазированная антенная решетка, содержащая печатные антенные излучатели, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления [2].
Недостатком данной фазированной антенной решетки является ее низкая эффективность, обусловленная низкой технологичностью, низкой надежностью, высокой стоимостью и ограниченными функциональными возможностями.
В основу заявленного технического решения положена задача создания такой активной фазированной антенной решетки, которая обеспечит большую эффективность за счет более высокой технологичности, более высокой надежности, более низкой себестоимости и за счет более широких функциональных возможностей.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что активная фазированная антенная решетка, содержащая печатные антенные излучатели, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления, выполнена в виде многослойной печатной платы, причем на одной стороне многослойной печатной платы размещены печатные антенные излучатели, а на другой ее противоположной стороне размещены активные элементы, фазовращатели, элементы схемы суммирования и элементы схемы управления каждым антенным излучателем, а на внутренних слоях многослойной печатной платы расположены линии питания и управления, при этом печатные антенные элементы расположены над металлической коробкой, образованной металлическим экраном печатных антенных элементов, металлическими боковыми стенками и дополнительным металлическим экраном, установленном под активными элементами, фазовращателями, элементами схемы суммирования и управления.
На фиг.1 изображена активная фазированная антенная решетка (поперечный разрез), на фиг.2 - общий вид АФАР со стороны излучателей.
Активная фазированная антенная решетка содержит печатные антенные излучатели 1, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления. АФАР выполнена в виде многослойной печатной платы 2, причем на одной стороне многослойной печатной платы 2 размещены печатные антенные излучатели 1, а на другой ее противоположной стороне размещены активные элементы, фазовращатели, элементы схемы суммирования и элементы схемы управления каждым антенным излучателем 1, при этом на внутренних слоях многослойной печатной платы 2 расположены линии питания и управления. Печатные антенные излучатели 1 выполнены в виде активных микрополосковых антенных элементов (в виде микрополосковых антенных элементов круглой формы над металлическим экраном 4 с питанием от микрополосковой линии) над которыми размещены пассивные микрополосковые антенные элементы (металлические пластины круглой формы без питания) при этом активные и пассивные антенные элементы разделены диэлектрической платой заданной толщины с воздушными окнами. Подобная конструкция печатных антенных излучателей 1 позволяет получить более широкополосные микрополосковые антенные элементы как по входному сопротивлению, так и по коэффициенту усиления. Питание всех антенных излучателей 1 осуществляется микрополосковыми несимметричными линиями в двух точках, что позволяет обеспечить пространственный сдвиг на 90 градусов и фазовый сдвиг на плюс или минус 90 градусов.
Это позволяет формировать излучение (прием) АФАР пространственной электромагнитной волны круговой поляризации правого или левого направления вращения. Для решения проблемы АФАР в части электромагнитной совместимости и более эффективного теплоотвода (особенно это необходимо при увеличении выходной мощности активных элементов) печатные антенные излучатели 1 расположены над металлической коробкой 3, образованной металлическим экраном 4 печатных антенных излучателей, металлическими боковыми стенками 5 и дополнительным металлическим экраном 6, установленном под активными элементами, фазовращателями, элементами схемы суммирования и управления. Активные элементы АФАР выполнены в виде приемных микрополосковых малошумящих усилителей (МШУ) в случае, если АФАР является приемной и в виде передающих микрополосковых усилителей мощности (передающих модулей), если АФАР является передающей. АФАР, выполненная в виде многослойной печатной платы 2, позволяет использовать достижения интегральной технологии. Предложенная конструкция позволяет обеспечить большую эффективность АФАР за счет более высокой технологичности, более высокой надежности, более низкой себестоимости и за счет снижения массогабаритных характеристик. Кроме того, подобная конструкция АФАР обеспечивает более широкие функциональные возможности при проектировании крупногабаритных антенных систем, в которых она может использоваться как элемент системы.
Таким образом предложенное техническое решение позволяет проектировать более эффективные активные фазированные антенные решетки.
Источники информации.
1. Свидетельство №2057, кл. H01Q 21/29 по заявке №95105081/09 от 07.04.1995 г.
2. Свидетельство №6471, кл. H01Q 21/00 по заявке №97107112/20 от 30.04.1997 г. - прототип.