Русов Ю с, Крехтунов В М Московський державний технічний університет ім Н Е Баумана вул 2-а Бауманська, буд 5, м Москва, 105005, Росія тел: (495) 2677596, e-mail: audioexpert@pochtaru

Анотація – Наводяться результати розробки і досліджень моноімпульсного опромінювача для приемопередающей апертурной антени, що працює на хвилях з круговою поляризацією електромагнітного поля Описуються схема побудови, особливості та основні переваги розробленої конструкції Наведено результати експериментальних досліджень макета опромінювача для Ка-діапазону хвиль

I                                       Введення

в радіолокації широко застосовуються апертурні антени (дзеркальні і лінзові антени, фазовані антенні решітки) Для точного визначення кутових координат в таких антенах використовують мо-ноімпульсние опромінювачі (МІО), що забезпечують формування наступних діаграм спрямованості: сумарною Ρς (Θ, ψ) в режимі передачі радіохвиль, а також сумарної і двох різницевих Ρλι (Θ, ψ) і Ρλ2 (Θ, ψ), відповідно в угломестной і азимутальной площинах, в режимі прийому (Θ і ψ – кутові координати сферичної системи координат) При розробці МІО вирішуються завдання отримання вьюокіх електричних характеристик, а також мінімізації габаритів і маси, забезпечення технологічності конструкції, простоти збірки і настройки

II                              Основна частина

Для роботи з лінійно поляризованими хвилями використовують різні типи моноімпульсних облучателей [1,2] Найбільш часто застосовують четирехрупорние опромінювачі Вони конструктивно прості, компактні і зручні в налаштуванні У таких МІО вхід передавального і вихід приймального сумарних каналів суміщені Приклад такого МІО для W-діапазону хвиль наведено в [3] Моноімпульсні опромінювачі, що працюють на хвилях з круговою поляризацією, мають більш складну схему побудови і конструктивне виконання У них додані пристрої, що перетворюють в режимі передачі лінійно поляризовану хвилю в хвилю з круговою поляризацією і здійснюють зворотне перетворення в режимі прийому, а також селектори поляризації, що забезпечують поділ ортогональних лінійно поляризованих хвиль Такі МІО мають роздільні вхід передавального і вихід приймального сумарних каналів

На рис 1 наведена схема побудови четирехрупорного МІО, що працює з кругополярізованнимі хвилями Розкривши моноімпульсного опромінювача містить чотири рупора, обєднані в блок рупорів

1 Чотири хвилеводних поляризатора, обєднані в блок поляризаторів 2, забезпечують роботу на хвилях з круговою поляризацією електромагнітного поля Поділ передавального і приймального хвилеводних трактів виконується за допомогою чотирьох селекторів поляризації, що утворюють блок селекторів поляризації 3 Приймальний тракт опромінювача 4 включає в себе чотири подвійних хвилеводних трійника, що забезпечують формування сумарного і двох різницевих сигналів в азимутальной і угломестной площинах Передавальний тракт 5 містить три подвійних хвилеводних трійника і забезпечує синфазное равноамплітудное порушення чотирьох рупорів

Рис 1 Схема моноімпульсного опромінювача

Fig 1 Electric circuit of monopulse antenna irradiator

При використанні МІО в апертурної антени, що працює тільки в приймальному режимі, опромінювач включає в себе блок рупорів 1, блок поляризаторів

2 і прийомний тракт 4

Пропонований МІО розроблений з урахуванням вимог мінімізації маси і габаритів, забезпечення заданих електричних характеристик, простоти збірки і настройки Макет опромінювача схематично показаний на рис 2

Рис 2 Моноімпульсний опромінювач

Fig 2 Monopulse antenna irradiator

З метою підвищення технологічності МІО його конструкція включає в себе вузли з вьюокой ступенем інтеграції елементів Блок випромінювачів і блок поляризаторів виконані у вигляді деталей 1 і 2 Селектори поляризації, передавальний тракт і три подвійних хвилеводних трійника приймального тракту виконані у вигляді деталей 3, 4 і 5 Четвертий подвійний хвилеводний трійник приймального тракту виготовлений у вигляді окремого вузла 6

Виконання приймального і передавального хвилеводних трактів опромінювача у вигляді вузлів з високим ступенем інтеграції елементів має ряд переваг Наприклад, виконання хвилеводних каналів на сучасному обладнанні із застосуванням сучасних технологічних процесів дозволяє отримати високу точність виготовлення, симетрію каналів опромінювача і повторюваність при серійному виробництві За рахунок малої кількості деталей спрощується процес складання опромінювача

З метою оптимізації коефіцієнта посилення апертурной антени від МІО потрібно широка діаграма спрямованості У звязку з цим вирішено завдання мінімізації відстані між фазовими центрами рупорів

Пропонований МІО реалізований у вигляді макета для Ка-діапазону хвиль Після виготовлення та складання МІО додаткова настройка не була потрібна При відстані між фазовими центрами рупорів

0, 9λ (λ – середня довжина хвилі робочого діапазону) ширина сумарних діаграм спрямованості опромінювача за рівнем -10 дБ становить 45 ° Глибина мінімуму різницевих діаграм спрямованості не вище -30 дБ Експериментально виміряні сумарна і різницева діаграми спрямованості МІО представлені на рис 3

Рис 3 Діаграми спрямованості моноімпульсного опромінювача

Fig 3 Directionai patterns of monopuise antenna irradiator

III                                  Висновок

Результати проведених досліджень показали можливість побудови моноімпульсних облучателей, конструкція яких містить мінімальну кількість деталей і забезпечує простоту збірки і повторюваність у виробництві Розроблено та досліджено макет опромінювача, який при обраному відстані між фазовими центрами рупорів може використовуватися для порушення апертурних антен з кутом опромінення краю розкриву порядку 50 .. 60 °

[1] УТеонов А І, Фомічов К І Моноімпульсна радіолокація – М: Радіо і звязок, 1984 – 309 с

[2] Сколнік М Довідник по радіолокації / Пер з англ під ред К Н Трофімова Т4-М: Сов Радіо, 1978-376 с

[3] Крехтунов В М, Тайков А В, Долбня А В моно-пульсная опромінювач двухзеркальной антени КВЧ діапазону – В кн: 11-я Міжнар Кримська конф «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології» (Крим-Ко2001) Матеріали конф [Севастополь, 10-14 сент 2001 р] – Севастополь: Вебер, 2001 – С 354-355

MONOPULSE ANTENNA IRRADIATOR FOR CIRCULAR POLARIZED WAVES

RusovYu S, KrekhtunovV M

Bauman Moscow State Teciinicai University

5,        2-nd Baumansi<aya str, Moscow, 105005, Russia

Abstract – The results of design and research of monopulse antenna irradiator for receiving-transmitting aperture antenna operating on the waves of circular polarization are presented Scheme, features and main advantages of the design are described The results of experimental research of irradiator model for Ka-band are presented

I                                         Introduction

Irradiators are widely used in radar technique Monopulse antenna irradiators provide such patterns: the sum pattern Ρς(Θ,ψ) in transmitting mode and the sum pattern and two difference patterns Ρλι(Θ,ψ) and Ρλ2(Θ,ψ) accordingly in elevation and azimuth planes in receiving mode (Θ and ψ – angular coordinates of spherical coordinates system) While developing irradiators for such antennas, the problems of high electrical parameters achievement, dimensions and mass minimization, providing design manufacturability, assembling and tuning simplicity have been solved

II                                        Main Part

The most simple and compact are monopulse antenna irradiators with four horns Electric circuit is presented in Fig 1 Aperture of monopulse antenna irradiator consists of four horns integrated into the block of horns 1 Operation with the waves of circular polarization is provided by four polarizers integrated into the block of polarizators 2 Selection transmitting and receiving waveguide sections is provided by four polarization selectors, which form the block of polarization selectors 3 Receiving waveguide section 4 includes four double waveguide T- junctions Transmitting section 5 includes three double waveguide T-junctions

The design of monopulse antenna irradiator is shown in Fig 2 In order to provide manufacturability, rising blocks with high integration of waveguide elements are applied

Monopulse antenna irradiator suggested is realized in the Ka-band monopulse antenna irradiator model Wth the horns phase-centers spacing equal 0,9λ (λ – wavelength in the middle of operating band) beam width of the sum pattern at the level – 10 dB is 45° The experimentally measured directional patterns of monopulse antenna irradiator are shown in Fig 3

III                                       Conclusion

Monopulse antenna irradiator model has been designed and researched

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р