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 антенные излучатели, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления [1].
Недостатком данной фазированной антенной решетки является ее низкая эффективность, обусловленная высокой стоимостью и ограниченными функциональными возможностями.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является активная фазированная антенная решетка, содержащая печатные антенные излучатели, активные элементы, полосковые линии передачи, линии питания и управления, фазовращатели, элементы схемы суммирования, элементы схемы управления. [2].
Недостатком данной фазированной антенной решетки является ее низкая эффективность, обусловленная 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 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, активные элементы, полосковые линии передачи, линии питания и управления, фазовращатели, элементы схемы суммирования, элементы схемы управления, выполнена в виде активной печатной платы из активных печатных излучателей и пассивной печатной платы из пассивных печатных излучателей, причем пассивная печатная плата расположена над активной печатной платой на заданном расстоянии, а каждый пассивный излучатель расположен над активным излучателем, при этом активная печатная плата выполнена в виде ряда параллельных линейных антенных решеток из активных печатных излучателей, расположенных между собой на заданном расстоянии и соединенных между собой последовательно посредством полосковых линий, а линейные антенные решетки соединены с активными элементами, фазовращателями, элементами схемы суммирования и элементами схемы управления.
На фиг.1 изображена АФАР, на фиг.2 - схема управления линейной решеткой АФАР. Активная антенная решетка содержит печатные антенные излучатели 1, активные элементы 2, полосковые линии передачи 3, линии питания и управления (на рисунке не показаны), фазовращатели 4, элементы схемы суммирования 5, элементы схемы управления 6, активную печатную плату 7, пассивную печатную плату 8, пассивные печатные излучатели 9, линейные антенные решетки 10 из активных печатных излучателей 1.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Активная фазированная антенная решетка (АФАР) содержит печатные антенные излучатели 1 (например, микрополосковые антенные элементы), активные элементы 2 (например, передающие усилители мощности и, или приемные малошумящие усилители), полосковые линии передачи 3, линии питания и управления (на рисунке не показаны), фазовращатели 4, элементы схемы суммирования 5, элементы схемы управления 6. АФАР выполнена в виде активной печатной платы 7 из активных печатных излучателей 1 и пассивной печатной платы 8 из пассивных печатных излучателей 9. Пассивная печатная плата 8 расположена над активной печатной платой 7 на заданном расстоянии, а каждый пассивный излучатель 9 расположен над активным излучателем 1. Подобная конструкция АФАР позволяет расширить полосу рабочих частот микрополосковых антенных элементов. Активная печатная плата 7 выполнена в виде ряда параллельных линейных антенных решеток 10 из активных печатных излучателей 1, расположенных между собой на заданном расстоянии и соединенных между собой последовательно посредством полосковых линий 3. Выбор межэлементного расстояния между антенными элементами 1 в линейной антенной решетке 10 позволяет сформировать специальную диаграмму направленности в плоскости линейной решетки (например, косеконсную диаграмму направленности в угломестной плоскости). АФАР выполнена в виде ряда параллельных линейных антенных решеток 10. Это позволяет при наличии фазовращателей 4, элементов схемы суммирования 5, элементов схемы упрвления 6 обеспечить сканирование (изменение направления диаграммы направленности) в другой плоскости (например, в азимутальной). Формирование заданной диаграммы направленности и сканирование в АФАР обеспечивается минимальным числом активных элементов 2, фазовращателей 4, элементов схемы суммирования 5 и элементов схемы управления, что существенно снижает ее себестоимость. Активные 1 и пассивные 9 излучатели выполнены в виде печатных излучателей прямоугольной формы.
Активные элементы 2 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. Если АФАР является приемопередающей, то активные элементы 2 выполнены как в виде передающих модулей, так и в виде МШУ.
Подобная конструкция АФАР позволяет снизить ее себестоимость и расширить ее функциональные возможности, что и повышает ее эффективность.
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 №6471, кл. H01Q 21/00 по заявке №97107112/20 от 30.04.1997 г.
2. Патент РФ №87295 кл. H01Q 21/00 по заявке №2009124967 от 29.06.2009 г. - прототип.