Мінаєв М. І., Бабенко А. І., Федотов А. Н. ВАТ «Експериментальний завод» Х.К. «Ленінець» Пр. Ю. Гагаріна д. 34, Санкт-Петербург – 196143, Росія Тел.: +7 (812) 378-09-02; e-mail: office@jscez.spb.ru

Анотація – Описано антени міліметрового діапазону, призначені для високоточних суднових, берегових і аеродромних РЛС кругового огляду.

I. Вступ

В суднових РЛС, призначених для швартування та утворення в «узкостях» в умовах недостатньої видимості, в РЛС берегових систем управління рухом суден і в РЛС огляду льотного поля намітилася тенденція до переходу з традиційного сантиметрового діапазону хвиль в міліметровий, що дозволяє істотно підвищити роздільну здатність РЛС як по азимуту, так і по дальності.

Fig. 2. Typical far-field patterns of antennas in azimuth plane

Так при переході з 3-х см діапазону в 8-мм діапазон довжина хвилі А зменшується в 4 рази і при вдвічі менших розмірах антени (L) реалізується вдвічі краще кутове дозвіл як в дальній зоні (-A / L), так і в ближній (~ L). У теж час в антенах з послідовним живленням, найбільш часто використовуваних в оглядових РЛС, при зменшенні довжини антени в меншій мірі подовжується випромінюваний імпульс, що підвищує дозвіл по дальності.

У ВАТ «Експериментальний завод» виробляються РЛС міліметрового діапазону, розроблена і випускається серія антен для РЛС різного призначення.

II. Основна частина

Puc. 2. Типові ДН антен в азимутальної площині.

Склад серії та основні характеристики антен приведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Наи-

ме-

нова

-Ня

Ширина ДН

Аз / Розум,

(Градусів)

УБЛ

(ДБ)

Усле-

ня

(ДБ)

Габарити

(Мм3)

Beamwidth (az/el), deg.

Side-

lobe,

dB

Gain,

dB

Dimensions,

mm

А1

0.4/20

-25

33

1400*80*150

А2

0.23/7

-27

38.5

2500*150*300

АЗ

0.23/(1.8 cosec2)

-25

44

2600*600*600

А4

0.4/7

-25

37

1400*150*300

Поляризація випроміненого сигналу у всіх антен кругова, є виконання антен з перемикається (кругова-лінійна) поляризацією.

Антени А1, А2, А4 побудовані за традиційною схемою рупорні антени, порушуємо прямокутним хвилеводом з похилими щілинами у вузькій стінці. В апертурі рупора розташовані друкарський крос-поляризаційний фільтр, трансформатор поляризації з лінійною в кругову та обтічник. Зовнішній вигляд антени А2 зображений на рис. 1, типові ДН антен А1, А2, А4 в азимутальної площині наведено на рис. 2.

Антена АЗ, для збільшення посилення та підвищення завадостійкості в складних погодних умовах, має зауженную в угломестной площині ДН з

«косекансним» схилом, що забезпечує рівномірний опромінення за дальністю всієї зони огляду.

Рис. 1. Антена А2 на приймально-передавальному модулі. Fig. 1. Transceiver unit with A2 antenna

Типова ДН антени АЗ в угломестной площині показана на рис. 3.

Антена без обтічника показана на рис. 4. Опромінювач циліндричного дзеркала, є расфазірованний рупор, що порушується прямокутним хвилеводом з похилими щілинами у вузькій стінці. Над опромінювачем розташований трансформатор поляризації циліндричної форми.

Синтез дзеркала виконується методом геометричної оптики в комбінації з методом Кірхгофа виходячи із заданої форми ДН в угломестной площині. При розрахунку враховується амплітудно-фазова ДН опромінювача.

Настройка антен виробляється в ближньому полі на автоматизованому ампліфазометріческом стенді [1].

Рис. 3. Типова ДН антени АЗ в угломестной площині.

Puc. 4. Антена АЗ на стенді настройки.

Fig. 4. Antenna A3 on the test bench

Fig. 3. Typical far-field pattern of A3 antenna in elevation plane

III. Висновок

У доповіді представлена ​​серія антен міліметрового діапазону, розроблених для високоінформативних суднових і берегових РЛС кругового огляду і для РЛС огляду льотного поля. Наведено їх основні характеристики. Високі значення посилення і низькі рівні бічних пелюсток реалізуються завдяки використанню ампліфазометріче-ського стенда для налаштування антен.

IV. Список літератури

[1] Бабенко А. І., Вишневецький А. С., Звєрєв А. К., Федотов А. Н. Автоматизований комплекс для настройки гостронаправлених антен 8 мм діапазону з вимірювань поля в розкриві. 10-а Міжнародна Кримська конференція “НВЧ техніка і телекомунікаційні технології”. Матеріали конференції [Севастополь, 11-15 вересня 2000 р.]. Севастополь: Вебер, 2000, стор 517-518.

ANTENNAS LINE FOR HIGH-PRECISION OMNIDIRECTIONALLY SCANNING RADARS

Minaev М. I., Babenko A. I., Fedotov A. N.

“Experimentalny zavod” JSC,

Y.Gagarina pr.,34, St. Petersburg-196143, Russia tel:+7-812-3280902; e-mail: office@jscez.spb.ru

Abstract -The millimeter-wave antennas assigned for high- precision all-around looking radars in ship, coast and airfield applications are described.

I.  Introduction

Ship radars assigned for mooring and motion in “narrownesses” and insufficient visibility and also all-looking radars of airfield exhibit a tendency to transfer from conventional microwave frequency band to the millimeter waves that fundamentally increase the spatial resolution in both azimuth direction and range.

Thus during the change of 3cm-band by 8mm-band, wavelength decreases in 4 times resulting in twice angular resolution in both the far-field (~A / L) and near-field (~ L) possessing half antenna size. At the same time in antennas with series feed most commonly used in all-looking radars, the decrease of antenna length results in a lesser extent widening of radiation pulse.

JSC ‘Experimentalny zavod’ manufactures millimeter-wave radars and an antennas line for radars of different functions and applications are developed and designed.

II.  Main part

The basic performances of antennas are listed in Table 1. All antennas deal with circular polarization, some of them have switched (circular – linear) polarization.

The A1, A2, and A4 antennas are designed under the conventional scheme as a horn antenna excited by a rectangular waveguide with inclined slots in a narrow wall. The printed polarization filter, polarization transformer and radome are arranged in the horn aperture. The external view of the antenna A2 is shown in a Fig. 1, typical azimuth far-field patterns of antennas A1, A2, and A4 are shown in Fig.2.

Antenna A3 has narrowed beam with cosec2 slope in elevation plane. Typical elevation far-field pattern of antenna A3 is shown in Fig. 3. The antenna without a radome is shown in Fig. 4. The cylindrical reflector is fed by cylindrically phased sector horn excited by a rectangular narrow wall slotted waveguide. Above the horn the cylindrically shaped polarization transformer is located. The synthesis of the reflector is performed by combination of ray optics methods and Kirchhoff’s integral formula, assuming the desired far-field pattern in an elevation plane as a criterion function. The complex far-field pattern of the feeding horn is taken into account.

Antenna tuning and testing are performed by special near field measurement equipment [1].

III.  Conclusion

A line of millimeter-wave antennas, designed for high- informative all-around looking radars for ship, coast and airfield application is presented. Their basic parameters are performed. High gain and low side lobes levels are realized due to special near field amplitude-and-phase-meter test bench used for tuning the antennas.

відповідності з турнікетних принципом. Наприклад, антена з 3 секцій має такі схеми (рис.1).

Анотація – Представлені результати дослідження секціонованих мікрополоскових антен, які в порівнянні з класичними мікрополоскових антенами мають менші габарити, але складні для проектування. Запропоновано методику розрахунково-експериментальної розробки таких антен.

I. Вступ

Широко відомі мікрополоскових антени представляють собою провідну поверхню, як правило, у вигляді накладки на діелектрику, розташовану на деякій відстані від екрану і має прямокутну, ромбоподібну або еліптичну форму. Антени прості за конструкцією, але узгоджуються з фідером тільки при певних розмірах у вузькій смузі частот.

У нашій доповіді [1] обговорювалася можливість створення секціонірованшх мікрополосков1х антен, узгодження яких з фідером можна досягти при значно менших розмірах. Однак детально особливості проектування таких антен не розглядалися. Питання оцінки досяжних зовнішніх характеристик, вибору розмірів основних елементів конструкції, стратегії настройки антен є завданнями даної доповіді.

II. Основна частина

Секціонірованние мікрополоскових антени, наприклад, з лінійною поляризацією поля випромінювання, містять дві накладки, які порушуються розривом між центральним і зовнішнім провідниками коаксіального кабелю через погоджує ємність. Кабель прокладається по осі однієї накладки і виводиться на екран через її край. Для симетрії протилежна накладка з’єднується з екраном аналогічно.

Принцип дії заснований на тому, що кожна секція має характер залежно від частоти вхідного опору такий же, як у паралельного коливального контуру високої добротності. Поблизу від резонансної частоти контуру є точка, активна складова опору якої дорівнює хвильовому опору фідера, а реактивна складова носить індуктивний характер. В результаті неважко отримати погодження шляхом підбору послідовно включеної ємності.

Складність при проектуванні представляє ту обставину, що якщо ємність контуру можна розрахувати як ємність плоского конденсатора, то індуктивність точному розрахунку не піддається. Необхідні дані можна отримати при мінімумі витрат експериментально, виконавши один-два макети.

Антени з обертовою поляризацією поля випромінювання можна отримати за допомогою осесиметричних структур з 3 або 4 секцій, порушуваних в со

Рис. 1. Схема конструкції (а) і еквівалентна схема (Ь) трьохсекційною антени.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»