Поляризаційна голографічна антена

1 Поляризаційна голографічна антена, що містить транспарант, який перетворює поле плоскої електромагнітної хвилі в поле випромінювача і навпаки, що являє собою поляризаційну голограму, яка виконана у вигляді анізотропної системи й випромінювача, яка відрізняється тим, що лінії анізотропної системи мають геометричну форму, яка відповідає розподілу вектора поляризації сумарного інтерференційного поля взаємодії електромагнітного поля плоскої хвилі й електромагнітного поля випромінювача 2 Антена за п 1, яка відрізняється тим, що анізотропна система транспаранта виконана у вигляді ЛІНІЙ металізації на діелектричному матеріалі транспаранта 3 Антена за п 2, яка відрізняється тим, що лінії металізації розбиті на напівхвильові вібратори таким чином, що антена являє собою антенну решітку 4 Антена за п 1, яка відрізняється тим, що анізотропна система виконана у вигляді ЛІНІЙ нагрівання на напівпровідниковому матеріалі скануванням лазерним променем Винахід відноситься до галузі радіотехніки, зокрема до антен НВЧ, і може знайти застосування в якості антени, що формує задану діаграму спрямованості Відома антена оптичного типу, основним елементом якої є транспарант, що перетворює поле плоскої електромагнітної хвилі в електромагнітне поле випромінювача Транспарант може являти собою в просторі різну геометричну форму, і може бути виконаний із матеріалів із різними фізичними властивостями Це може бути дзеркальна або лінзова антена При цьому транспарант можна розглядати як амплітудну або фазову голограму [1] Недоліком цієї антени є значні енергетичні втрати в транспаранті-голограмі Відома голографічна антена НВЧ - діапазону, яка містить складні об'ємний голографічний транспарант з провідників, що трансформують поле випромінювача в плоску електромагнітну хвилю [2] Недоліком цієї антени є те, що вона не дозволяє формувати необхідну діаграму спрямованості Найбільш близькою по технічній сутності до запропонованого винаходу, обраною як прототип, є об'ємна голографічна антена [3], що містить перетворювач поля плоскої електромагнітної хвилі (транспарант) в електромагнітне поле випромінювача, у якому транспарант представляє собою систему провідників, геометрична форма яких відповідає геометричній формі ЛІНІЙ векторного поля усередненого за часом інтерференційного вектора Пойтінга електромагнітного поля плоскої електромагнітної хвилі й електромагнітного поля випромінювача Даний транспарант являє собою амплітудну голограму, у якій записана об'ємна картина розподілу інтенсивності сумарного поля взаємодії поля плоскої електромагнітної хвилі й електромагнітної хвилі поля випромінювача Недоліком цієї антени є неможливість сформувати діаграму спрямованості необхідної форми В основу винаходу поставлене завдання створення антени, що дозволяє формувати комплексну діаграму спрямованості заданої форми в широкому секторі кутів, управляти напрямком її головного максимуму і легко вписуватися в контури об'єкта-носія Цього можна со (О 46322 досягти за допомогою поляризаційної голограми [4] Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що поляризаційна голографічна антена (ПГА), яка містить випромінювач і транспарант, що являє собою анізотропну систему, лінії анізотропії котрої ВІДПОВІДНО до винаходу, мають геометричну форму ЛІНІЙ поляризації вектора напруженості електричного поля інтерференційної картини взаємодії поля сферичної хвилі випромінювача і хвилі з необхідним амплітудним та фазовим розподілом в об'ємі транспаранта Транспарант являє собою поляризаційну голограму і дозволяє формувати необхідну діаграму спрямованості заданої форми й у заданому напрямку Винахід характеризується тим, що анізотропна система може бути виконані у виді ЛІНІЙ металізації на шарі діелектрика Іншою ВІДМІННІСТЮ запропонованої антени є створення анізотропної системи у виді ЛІНІЙ нагрівання на напівпровідниковому матеріалі скануванням лазерним променем Це дозволяє управляти діаграмою спрямованості антени шляхом послідовного процесу створення геометрії ЛІНІЙ на напівпровідниковому матеріалі транспаранта їх руйнування й утворення нової лінії нагрівання повторним впливом лазерного променя Крім того, поляризаційна голографічна антена може бути легко уписана в контури об'єкта-носія антени На фіг 1 подана схема поляризаційної голографічної антени та геометрична форма ЛІНІЙ вектора поляризації на транспаранті в площині XOY для антени кругової поляризації На фіг 2 подані обмірювані експериментальне діаграми спрямованості антени на правій і ЛІВІЙ круговій поляризації На фіг 3 подано амплітудно-частотну характеристику антени Поляризаційна голографічна антена працює наступним чином Випромінювач на фіг 1 випромінює сферичну хвилю, що із погляду голографії є хвиля, яка відновлює, у напрямку транспаранта Транспарант являє собою поляризаційну голограму, у якій за допомогою ЛІНІЙ металізації (або провідників) у діелектрику записаний розподіл вектора поляризації інтерференційної картини взаємодії сферичної і плоскої хвилі Хвиля, що відновлює, у кожній точці поляризаційної голограми розбивається на дві складові, що у транспаранті одержують фазові зрушення, які залежать від орієнтації ЛІНІЙ металізації в кожній точці У результаті на виході транспаранта відновлюється записана плоска електромагнітна хвиля, що формує задану діаграму спрямованості Виміри діаграми спрямованості проводилися на макеті відбивної поляризаційної голографічної антени, транспарант якої мав розміри 500 х 500мм, і на який лінії металізації були нанесені на шар діелектрика - пінопласту, за допомогою установки, до складу якої входили НВЧ генератор, з'єднаний через фідерну ЛІНІЮ З рупором кругової поляризації і поворотний пристрій Сигнал, прийнятий випромінювачем поляризаційної голографічної антени, поступав на приймач Діаграми спрямованості антени вимірювалися при роботі антени на прийом сигналів лівої (основної) і правої (кросової) кругової поляризації шляхом повороту антени відносно напрямку на генератор Вони подані на фіг 2 Суцільна ЛІНІЯ відповідає діаграмі спрямованості на основній поляризації, а штрих - пунктирна ЛІНІЯ - на кросовій поляризації З графіків видно, що ширина діаграми спрямованості складає 20о 5Р - 3,5° Рівень перших двох бокових пелюстків 9П (верхні числа відповідають основній, F = ± а нижні - кросовій поляризації) Коефіцієнт направленої дії дорівнює 34дб, а коефіцієнт використання поверхні - v = 0,73, що досить близько до ВІДПОВІДНИХ значень параметрів дзеркальної антени таких же розмірів, діаграма спрямованості якої приведена на фіг З пунктирною ЛІНІЄЮ Значення коефіцієнта підсилення вимірювалися в діапазоні частот f = 8,075 9,750ГГц Частотна характеристика ПГА подана на фіг 3 Як видно, резонансна частота ПГА fp = 9,390ГГц, відносна ширина смуги пропускання ПГА дорівнює Af / f p = 0,53% Додатковий позитивний ефект від упровадження запропонованої поляризаційної голографічної антени полягає в можливості виготовлення її методами технології друкарських схем, простотою конструкції, малими габаритами і можливістю сполучення форми транспаранта з профілем носія При цьому алгоритм розрахунку антени досить простий Запропонована антена дозволяє автоматично управляти діаграмою спрямованості Можна реалізувати плоскі, сферичні і циліндричні поляризаційні голографічні антени, зокрема, що формують гостроспрямовані або секторні діаграми спрямованості Джерела інформації 1 Современное состояние и перспективы развития голографии /Под ред Л Д Бахраха и Г X Фридмана, -Л "Наука", 1974 -196с 2 К Lizuka, V Vizusawa, Sh Urasaki and H Ushigomc, Volume - Type Holograpmk Antenna, IEEE Transactions on Antennas and Propagations, Nov 1975, pp 807-809 3 Авторське свідоцтво РФ №2089027, кл H01Q15/00, 1996 4 Замятин В И , Гусак Ю А Поляризационноголографические антенны методы расчета и возможные конструкции //Радиоэлектроника 1996 -№10 -С 19-26 46322 X ФІГ. 1 НдБ с -10 V \\\ У -20 9,3 9,4 Фіг. З 9,5 f ГГц , 46322 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71