ЛИНЕЙНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА

Полезная модель относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использована в линейных антенных решетках для формирования суммарной и разностной диаграмм направленности.
Известна схема последовательного подключения излучающих элементов линейной антенной решетки при питании ее из центра структуры, обеспечивающая простоту конструкции и компоновки антенны, а также возможность формирования как суммарной, так и разностной диаграмм направленности. Такая схема в общем виде описана, например, в «Справочнике по радиолокации», пер. с англ. под ред. К.Н.Трофимова, изд. «Советское радио», М.,1977 г., стр. 185.
Однако конструктивного воплощения такой схемы применительно к линейной решетке вибраторных излучателей, подключенных к распределительной системе бегущей волны, выполненной на жесткой коаксиальной линии, автору предполагаемой полезной модели не известно.
За прототип полезной модели, в части конструкции, может быть принята линейная вибраторная решетка последовательного подключения на жесткой коаксиальной линии, приведенная, среди других особенностей, в патенте США №2.721.321 от 18.10.1955 г., класс 343-100 (фиг.3). Линейная решетка представляет собой ряд вибраторных излучателей, питание которых СВЧ энергией осуществляется через тройниковые коаксиальные разветвители на четвертьволновых трансформаторах от распределительной системы бегущей волны, выполненной на жесткой коаксиальной линии, и расположенных с шагом, равным λ/2
Существенным недостатком известной вибраторной решетки является то, что она не обеспечивает формирование разностной диаграммы направленности.
Задачей, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, является расширение арсенала технических средств указанного назначения. Техническим результатом при реализации предполагаемой полезной модели является обеспечение формирования суммарной и разностной диаграммы направленности.
Сущность предполагаемой полезной модели состоит в том, что для обеспечения формирования разностной диаграммы направленности к точкам ответвления распределительной системы на ближайшие к ее середине вибраторные излучатели подключены отрезки жесткой коаксиальной линии, образующие совместно с четвертьволновыми трансформаторами, соединяющими расположенный в среднем сечении разъем суммарного входа распределительной системы с указанными вибраторными излучателями, кольцевой мост, к которому в сечении, отстоящем на одну четверть длины волны от одного из указанных вибраторных излучателей и на три четверти длины волны - от другого, подключен разъем, при проведении питания к которому обеспечивается противофазное возбуждение половин линейной антенной решетки и, соответственно, формирование разностной диаграммы направленности.
На Фиг.1 приведена схема построения линейной антенной решетки. Линейная антенная решетка выполнена в виде ряда вибраторных излучателей 1, расположенных с шагом, равным λ/2, (где λ - длина волны в воздухе и в воздушной коаксиальной линии), на корпусе распределительной системы 2. Вибраторные излучатели подключены к распределительной системе 2, выполненной на жесткой коаксиальной линии, внутренний стержень 3 которой представляет собой каскадное соединение коаксиальных тройниковых разветвителей, состоящих из четвертьволновых отрезков жесткой коаксиальной линии, волновое сопротивление которых (в совокупности с внешней трубкой, являющейся внешним корпусом распределительной системы), определено из условий обеспечения требуемого распределения энергии СВЧ между вибраторными излучателями
1 и согласования с волновым сопротивлением суммарного входа (∑), подключенного к середине распределительной системы 2.
Для обеспечения формирования разностной диаграммы направленности линейной антенной решеткой к ней в точках ответвления распределительной системы 2 на ближайшие к ее середине вибраторные излучатели подключены отрезки жесткой коаксиальной линии, образующие совместно с четвертьволновыми трансформаторами, соединяющими расположенный в среднем сечении разъем суммарного входа ∑ распределительной системы с указанными вибраторными излучателями, кольцевой мост 4. На расстоянии λ/4 от одного вибраторного излучателя и 3λ/4 от другого к этому кольцевому мосту подключен разъем разностного входа Δ. Разница путей от этого разностного входа до точек подключения кольцевого моста 4 к стержню распределительной системы 3, составляющая λ/2, обеспечивает противофазное возбуждение половин линейной антенной решетки и, соответственно, формирование разностной диаграммы направленности, а также развязку между суммарным и разностным входами.
На Фиг.1 для упрощения изображены вибраторные излучатели, поляризация вектора электрического поля Е которых параллельна оси распределительной системы. Однако, очевидно, что такая схема пригодна и для случая, когда поляризация вектора Е вибраторных излучателей ортогональна оси распределительной системы.
Экспериментальный образец линейной антенной решетки, соответствующий предполагаемой полезной модели, состоял из 8 вибраторных излучателей, установленных на корпусе распределительной системы, представляющем собой трубку с внутренним диаметром 29 мм; внутренние стержни имели диаметры, соответствующие волновым сопротивлениям, которые необходимы для формирования заданного амплитудного распределения между вибраторными излучателями и согласования с суммарным и разностным входами, имеющими волновое сопротивление 75 Ом. Данный образец обеспечил в шестипроцентной полосе
частот дециметрового диапазона волн формирование суммарной и разностной диаграмм направленности при развязке между входами ∑ и Δ не хуже 30 дБ. Коэффициент стоячей волны по напряжению суммарного канала составил не более 1,4, а разностного - не более 1,8.