МОНОИМПУЛЬСНЫЙ ОБЛУЧАТЕЛЬ

Полезная модель относится к моноимпульсным облучателям, предназначенным для использования в антеннах с фазированной антенной решеткой (ФАР), в которых используются фазовращатели на продольно-намагниченных ферритах.
В этом случае для получения максимального коэффициента направленного действия антенны, облучатель должен формировать в пространстве волну круговой поляризации. При этом прием и передача должны осуществляться на ортогонально поляризованных волнах.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является классический 4-х рупорный моноимпульсный облучатель, содержащий четыре излучающих апертуры и четыре двойных волноводных тройника, обеспечивающих формирование сигналов суммарного и двух разностных каналов [Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника. Пер. с англ. В 4-х томах, т.4, Радиолокационные станции и системы. М., "Сов. радио"., 1978 г., с.22-23].
Недостатком прототипа является невозможность осуществления приема и передачи сигналов на ортогонально поляризованных волнах. Круговые поляризации излученного (принимаемого) сигнала не формируются из-за отсутствия в прототипе элементов преобразования линейно-поляризованной волны в волну круговой поляризации.
Перед авторами стояла задача создания моноимпульсного облучателя для построения моноимпульсной антенны с ФАР на продольно-намагниченных ферритовых фазовращателях с параметрами, максимально-приближенными к предельно - достижимым.
Облучатель должен обеспечивать:
- формирование суммарной диаграммы направленности (ДН) канала передатчика при круговой поляризации сигнала с высоким коэффициентом эллиптичности;
- формирование суммарной и двух разностных (в двух ортогональных плоскостях) ДН каналов приемника при круговой поляризации сигнала, ортогональной поляризации излучаемого сигнала.
Задача решена за счет того, что в моноимпульсный облучатель, содержащий четыре излучающих апертуры и двойные волноводные тройники, дополнительно введены четыре преобразователя поляризации и четыре волноводных поляризационных тройника проходного типа.
Дополнительно введенные преобразователи поляризации выполнены на волноводах эллиптического поперечного сечения.
Двойные волноводные тройники объединены в две подсистемы, одна из которых, стыкуемая к боковым выходам поляризационных тройников и выделяющая сигналы суммарного и двух разностных каналов приема, а вторая,
пристыкованная к осевым выходам поляризационных тройников и формирующая суммарную диаграмму направленности канала передачи.
Излучающие апертуры, преобразователи поляризации, поляризационные тройники и волноводные тройники канала передачи выполнены в виде базовой сборной осевой конструкции.
Два из четырех волноводных тройника каналов приема закреплены непосредственно на базовой сборной осевой конструкции.
Моноимпульсный облучатель обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для изделий подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется с помощью чертежей, где:
- на фиг.1 приведена схема электрическая принципиальная;
- на фиг.2 - конструкция облучателя.
Облучатель содержит бленду 1 (W1), поляризатор 2 (W2), поляризационный тройник 3 (W3), трансформатор 4 (W8) и тройники 5 (W9) и 6 (W11) канала передатчика, собранные в жесткую осевую конструкцию, являющуюся базовой в конструкции облучателя. К ней непосредственно присоединены тройники 7 (W4) и 8 (W5) и, с использованием волноводов 9-14, тройники 15 (W6) и 16 (W10) каналов приемника. К неиспользуемым каналам тройников присоединены согласованные нагрузки 17 (W7) и 18 (W12).
Облучатель работает следующим образом.
Линейно поляризованный сигнал передатчика, подаваемый на вход тройника W11 (фиг.1), делится пополам и подается на секцию сдвоенных волноводных тройников W9. В свою очередь каждый из тройников этой секции делит подаваемый на его вход сигнал пополам. Четыре синфазных равноамплитудных сигнала подаются на секцию четырехканального ступенчатого трансформатора волновых сопротивлений W8. Каждый из каналов трансформатора является осевым входом поляризационных волноводных тройников (в облучателе их четыре), объединенных в элемент W3 (тройник поляризационный).
Пройдя систему поляризационных волноводных тройников, сигналы передатчика поступают в секцию поляризатора W2, содержащую четыре преобразователя поляризации "линейная - круговая", и, пройдя волноводы излучающей бленды W1, зондирующие сигналы круговой поляризации излучаются на полотно ФАР.
AЗ
УМ
Отраженные целью сигналы круговой поляризации, ортогональной излученной, фокусируются полотном ФАР на раскрыв бленды W1, разделяются на четыре канала и поступают на входы поляризатора W2. После поляризационного преобразования волна на выходе преобразователя оказывается ортогональна излученной. В силу этого принятый сигнал через боковые плечи поляризационных тройников блока W3 подается на волноводные тройники W4, W5 и W6, W10, формирующие суммарный (выход Σ) и два разностных (Δ и Δ) сигнала каналов приемника.
Неиспользуемые выходы двойных волноводных тройников W6 и W11 нагружены согласованными нагрузками W7 и W12.
Облучатель содержит четыре идентичных продольных канала, каждый из которых включает отрезок излучающего волновода круглого поперечного сечения, преобразователь поляризации "линейная - круговая" эллиптического поперечного сечения и поляризационный волноводный тройник.
Осевые каналы поляризационных тройников запитываются системой трех суммарно - разностных мостов канала передатчика.
Радиальные каналы поляризационных тройников запитывают систему суммарно - разностных мостов приемного тракта, аналогичную примененной в прототипе, и формирующую на выходе сигналы суммарного и двух разностных (угломестного и азимутального) каналов.
Конструктивно облучатель выполнен в виде сборной осевой конструкции, содержащей шесть блоков волноводных узлов, к которой радиально присоединены суммарно - разностные тройники каналов приемника.
Конструктивные элементы, входящие в состав облучателя, являются функционально законченными устройствами, позволяющими производить их самостоятельную настройку, или не нуждаются в ней.
Разделение линейно-поляризованных сигналов каналов передачи и приема осуществляется в облучателе секцией W3, содержащей четыре волноводных поляризационных тройника.
Преобразование линейной поляризации в круговую происходит в 4-х каналах преобразователя поляризации W2, в которых применены волноводы эллиптического поперечного сечения.
ДН облучателя формируются блендой (W1), содержащей четыре отрезка волновода. Для получения максимально широкой суммарной ДН облучателя, что позволяет снизить продольный габарит антенны в целом, применены волноводные элементы с минимальным реализуемым разнесением центров поперечных сечений продольных каналов облучателя.
Облучатель оптимизирован для использования в 8-миллиметровом диапазоне волн.
Отличие предложенной схемы облучателя от прототипа заключается в использовании 2-х систем волноводных тройников, каждая из которых обеспечивает формирование требуемых ДН каналов передачи и приема, объединяемых волноводными поляризационными тройниками, что обеспечивает работу каналов приема и передачи на ортогональных поляризациях. Работа облучателя на круговых поляризациях обеспечивается применением эллиптических секций преобразования поляризации.
На предприятии разработан комплект конструкторской документации на заявляемый облучатель. Изготовлена опытная партия изделий, успешно прошедшая испытания, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию «промышленная применимость» для полезной модели.