Claims (67)
1. Планарная фазированная антенная решетка с формированием луча и широкоугольным сканированием луча, содержащая:1. Planar phased array antenna with beamforming and wide-angle beam scanning, containing:
планарный волновод, образованный верхним и нижним проводящими экранами с диэлектрическим слоем между ними;a planar waveguide formed by the upper and lower conductive screens with a dielectric layer between them;
фазированную решетку, содержащую излучатели для формирования фронта электромагнитной волны внутри планарного волновода;phased array containing emitters for forming the front of the electromagnetic wave inside the planar waveguide;
по меньшей мере одну заднюю отражающую структуру, расположенную позади фазированной решетки; иat least one rear reflective structure located behind the phased array; and
по меньшей мере одну отклоняющую структуру, выполненную в диэлектрическом слое таким образом, чтобы отклонять фронт электромагнитной волны внутри волновода, при этом значение диэлектрической проницаемости упомянутой отклоняющей структуры не равно значению диэлектрической проницаемости упомянутого диэлектрического слоя волновода.at least one deflecting structure made in the dielectric layer so as to deflect the front of the electromagnetic wave inside the waveguide, and the dielectric constant of said deflecting structure is not equal to the dielectric constant of said dielectric layer of the waveguide.
2. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой упомянутая отклоняющая структура имеет диэлектрическую проницаемость, которая выше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, и ширина упомянутой отклоняющей структуры минимальна по нормали к линии излучателей и максимальна по бокам.2. The planar phased array antenna according to claim 1, wherein said deflecting structure has a dielectric constant that is higher than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, and the width of said deflecting structure is minimal along the normal to the line of emitters and is maximum on the sides.
3. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой упомянутая отклоняющая структура состоит из первого и второго подблоков отклонения, которые являются смежными друг с другом, и второй подблок отклонения размещен между фазированной решеткой и первым подблоком отклонения; а диэлектрическая проницаемость первого подблока отклонения выше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, ширина первого подблока отклонения минимальна по нормали к линии излучателей и максимальна по бокам; а диэлектрическая проницаемость второго подблока отклонения меньше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, и ширина второго подблока отклонения максимальна по нормали к линии излучателей и минимальна по бокам.3. The planar phased array antenna according to claim 1, wherein said deflection structure consists of a first and second deflection subunits that are adjacent to each other, and a second deflection subunit is placed between the phased array and the first deflection subunit; and the dielectric constant of the first subunit of the deviation is higher than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, the width of the first subunit of the deviation is minimal along the normal to the line of emitters and is maximum on the sides; and the dielectric constant of the second deviation subunit is less than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, and the width of the second deviation subunit is maximum normal to the line of emitters and is minimal on the sides.
4. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой упомянутая фазированная решетка является одномерной фазированной решеткой.4. The planar phased array antenna according to claim 1, wherein said phased array is a one-dimensional phased array.
5. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой упомянутая фазированная решетка является линейной фазированной решеткой.5. The planar phased array antenna according to claim 1, wherein said phased array is a linear phased array.
6. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой излучатели являются вертикальными несимметричными вибраторами.6. The planar phased antenna array according to claim 1, in which the emitters are vertical asymmetric vibrators.
7. Планарная фазированная антенная решетка по п. 6, в которой радиус верхней части несимметричного вибратора больше нижней.7. The planar phased antenna array according to claim 6, in which the radius of the upper part of the asymmetric vibrator is greater than the lower.
8. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой излучатели являются рамочными излучателями.8. The planar phased antenna array according to claim 1, in which the emitters are frame emitters.
9. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой излучатели выполнены в диэлектрическом слое.9. The planar phased antenna array according to claim 1, in which the emitters are made in a dielectric layer.
10. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, причем упомянутая фазированная антенная решетка выполнена в диэлектрической подложке печатной платы.10. The planar phased antenna array according to claim 1, wherein said phased antenna array is made in the dielectric substrate of the printed circuit board.
11. Планарная фазированная антенная решетка по п.2 или 3, в которой область упомянутого первого подблока отклонения является диэлектриком, заполненным металлизированными отверстиями.11. The planar phased array antenna according to claim 2 or 3, in which the region of said first deflection subunit is a dielectric filled with metallized holes.
12. Планарная фазированная антенная решетка по п. 11, в которой упомянутые металлизированные отверстия разнесены приблизительно на 1/4 длины волны друг от друга.12. The planar phased array antenna according to claim 11, wherein said metallized holes are spaced approximately 1/4 of the wavelength apart.
13. Планарная фазированная антенная решетка по п. 11, в которой первый подблок отклонения с множеством упомянутых металлизированных отверстий обладает свойством искусственного диэлектрика.13. The planar phased antenna array according to claim 11, wherein the first deflection subunit with a plurality of said metallized holes has the property of an artificial dielectric.
14. Планарная фазированная антенная решетка по п. 2 или 3, в которой первый подблок отклонения имеет подковообразную форму.14. A planar phased array antenna according to claim 2 or 3, wherein the first deflection subunit has a horseshoe shape.
15. Планарная фазированная антенная решетка по п. 3, в которой область упомянутого второго подблока отклонения является диэлектриком, заполненным полыми отверстиями.15. The planar phased antenna array according to claim 3, wherein the region of said second deflection subunit is a dielectric filled with hollow holes.
16. Планарная фазированная антенная решетка по п. 3, в которой упомянутый второй подблок отклонения является перфорированным диэлектрическим слоем волновода.16. The planar phased array antenna according to claim 3, wherein said second deflection subunit is a perforated dielectric layer of the waveguide.
17. Планарная фазированная антенная решетка по п. 3, в которой упомянутый второй подблок отклонения примыкает к внутренней стороне первого подблока отклонения и имеет профиль полумесяца.17. The planar phased antenna array according to claim 3, wherein said second deflection subunit is adjacent to the inside of the first deflection subunit and has a crescent profile.
18. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой отражающая структура размещена сзади линии излучателей на расстоянии приблизительно в 1/4 длины волны.18. The planar phased antenna array according to claim 1, in which the reflective structure is placed behind the line of emitters at a distance of approximately 1/4 of the wavelength.
19. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой упомянутый волновод имеет форму полукруга по внешней границе.19. The planar phased antenna array according to claim 1, wherein said waveguide has the shape of a semicircle along the outer boundary.
20. Планарная фазированная антенная решетка по п. 1, в которой форма внешней границы волновода является любыми симметричными кривыми, выбранными из эллипса, параболы и других.20. The planar phased antenna array according to claim 1, in which the shape of the outer boundary of the waveguide is any symmetrical curves selected from an ellipse, parabola, and others.
21. Планарная фазированная антенная решетка по п. 19 или 20, в которой упомянутые излучающие элементы расположены вдоль диаметра волновода.21. The planar phased array antenna according to claim 19 or 20, wherein said radiating elements are located along the diameter of the waveguide.
22. Планарная фазированная антенная решетка с формированием луча и широкоугольным сканированием луча, содержащая:22. A planar phased array antenna with beamforming and wide-angle beam scanning, comprising:
планарный волновод, образованный верхним и нижним проводящими экранами с диэлектрическим слоем между ними, причем верхний проводящий экран короче нижнего проводящего экрана;a planar waveguide formed by the upper and lower conductive screens with a dielectric layer between them, the upper conductive screen being shorter than the lower conductive screen;
фазированную решетку, содержащую излучатели для формирования фронта электромагнитной волны внутри планарного волновода;phased array containing emitters for forming the front of the electromagnetic wave inside the planar waveguide;
заднюю отражающую структуру, расположенную позади фазированной решетки; иa rear reflective structure located behind the phased array; and
по меньшей мере одну отклоняющую структуру, выполненную в диэлектрическом слое таким образом, чтобы отклонять фронт электромагнитной волны внутри волновода, при этом значение диэлектрической проницаемости упомянутой отклоняющей структуры отличается от значения диэлектрической проницаемости упомянутого диэлектрического слоя планарного волновода.at least one deflecting structure made in the dielectric layer so as to deflect the front of the electromagnetic wave inside the waveguide, and the dielectric constant of said deflecting structure is different from the dielectric constant of said dielectric layer of the planar waveguide.
23. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой упомянутая отклоняющая структура имеет диэлектрическую проницаемость, которая выше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, и ширина упомянутой отклоняющей структуры минимальна по нормали к линии излучателей и максимальна по бокам.23. The planar phased array antenna according to claim 22, wherein said deflecting structure has a dielectric constant that is higher than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, and the width of said deflecting structure is minimal along the normal to the line of emitters and is maximum on the sides.
24. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой упомянутая отклоняющая структура состоит из первого и второго подблоков отклонения, которые являются смежными друг с другом, и второй подблок отклонения размещен между фазированной решеткой и первым подблоком отклонения; а диэлектрическая проницаемость первого подблока отклонения выше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, ширина первого подблока отклонения минимальна по нормали к линии излучателей и максимальна по бокам; а диэлектрическая проницаемость второго подблока отклонения меньше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, и ширина второго подблока отклонения максимальна по нормали к линии излучателей и минимальна по бокам.24. The planar phased array antenna according to claim 22, wherein said deflecting structure consists of a first and second deflection subunits that are adjacent to each other, and a second deflection subunit is placed between the phased array and the first deflection subunit; and the dielectric constant of the first subunit of the deviation is higher than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, the width of the first subunit of the deviation is minimal along the normal to the line of emitters and is maximum on the sides; and the dielectric constant of the second deviation subunit is less than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, and the width of the second deviation subunit is maximum normal to the line of emitters and is minimal on the sides.
25. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой упомянутая фазированная решетка является одномерной фазированной решеткой.25. The planar phased array antenna according to claim 22, wherein said phased array is a one-dimensional phased array.
26. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой упомянутая фазированная решетка является линейной фазированной решеткой.26. The planar phased array antenna according to claim 22, wherein said phased array is a linear phased array.
27. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой излучатели являются вертикальными несимметричными вибраторами.27. The planar phased array antenna according to claim 22, in which the emitters are vertical asymmetric vibrators.
28. Планарная фазированная антенная решетка по п. 27, в которой радиус верхней части несимметричного вибратора больше нижней.28. The planar phased antenna array according to claim 27, in which the radius of the upper part of the asymmetric vibrator is greater than the lower.
29. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой излучатели являются рамочными излучателями.29. The planar phased array antenna according to claim 22, in which the emitters are frame emitters.
30. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой излучатели выполнены в диэлектрическом слое.30. A planar phased antenna array according to claim 22, in which the emitters are made in a dielectric layer.
31. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, причем упомянутая фазированная антенная решетка выполнена в диэлектрической подложке печатной платы.31. The planar phased antenna array according to claim 22, wherein said phased antenna array is made in the dielectric substrate of the printed circuit board.
32. Планарная фазированная антенная решетка по п. 23 или 24, в которой область упомянутого первого подблока отклонения является диэлектриком, заполненным металлизированными отверстиями.32. The planar phased array antenna according to claim 23 or 24, wherein the region of said first deflection subunit is a dielectric filled with metallized holes.
33. Планарная фазированная антенная решетка по п. 32, в которой упомянутые металлизированные отверстия разнесены приблизительно на 1/4 длины волны друг от друга.33. The planar phased array antenna according to claim 32, wherein said metallized holes are spaced approximately 1/4 of the wavelength apart.
34. Планарная фазированная антенная решетка по п. 32, в которой первый подблок отклонения с множеством упомянутых металлизированных отверстий обладает свойством искусственного диэлектрика.34. The planar phased antenna array according to claim 32, wherein the first deflection subunit with a plurality of said metallized holes has the property of an artificial dielectric.
35. Планарная фазированная антенная решетка по п. 23 или 24, в которой первый подблок отклонения имеет подковообразную форму.35. A planar phased antenna array according to claim 23 or 24, wherein the first deflection subunit is horseshoe-shaped.
36. Планарная фазированная антенная решетка по п. 24, в которой область упомянутого второго подблока отклонения является диэлектриком, заполненным полыми отверстиями.36. The planar phased antenna array of claim 24, wherein the region of said second deflection subunit is a dielectric filled with hollow holes.
37. Планарная фазированная антенная решетка по п. 3, в которой упомянутый второй подблок отклонения является перфорированным диэлектрическим слоем волновода.37. The planar phased antenna array according to claim 3, wherein said second deflection subunit is a perforated dielectric layer of the waveguide.
38. Планарная фазированная антенная решетка по п. 24, в которой упомянутый второй подблок отклонения примыкает к внутренней стороне первого подблока отклонения и имеет профиль полумесяца.38. The planar phased antenna array of claim 24, wherein said second deflection subunit is adjacent to the inside of the first deflection subunit and has a crescent profile.
39. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой отражающая структура размещена сзади линии излучателей на расстоянии приблизительно в 1/4 длины волны.39. The planar phased array antenna according to claim 22, in which the reflective structure is located behind the line of emitters at a distance of approximately 1/4 of the wavelength.
40. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой упомянутый волновод имеет форму полукруга по внешней границе.40. The planar phased array antenna according to claim 22, wherein said waveguide is in the form of a semicircle at the outer boundary.
41. Планарная фазированная антенная решетка по п. 22, в которой форма внешней границы волновода является любыми симметричными кривыми, выбранными из эллипса, параболы и других.41. The planar phased antenna array according to claim 22, wherein the shape of the outer boundary of the waveguide is any symmetrical curves selected from an ellipse, parabola, and others.
42. Планарная фазированная антенная решетка по п. 40 или 41, в которой упомянутые излучающие элементы расположены вдоль диаметра волновода.42. A planar phased array antenna according to claim 40 or 41, wherein said radiating elements are located along the diameter of the waveguide.
43. Планарная фазированная антенная решетка с формированием луча и широкоугольным сканированием луча, содержащая:43. A planar phased array antenna with beamforming and wide-angle beam scanning, comprising:
планарный волновод, образованный верхним и нижним проводящими экранами с диэлектрическим слоем между ними;a planar waveguide formed by the upper and lower conductive screens with a dielectric layer between them;
фазированную решетку, содержащую излучатели для формирования фронта электромагнитной волны внутри планарного волновода;phased array containing emitters for forming the front of the electromagnetic wave inside the planar waveguide;
по меньшей мере одну заднюю отражающую структуру, расположенную позади фазированной решетки; at least one rear reflective structure located behind the phased array;
по меньшей мере одну отклоняющую структуру, выполненную в диэлектрическом слое таким образом, чтобы отклонять фронт электромагнитной волны внутри волновода, при этом значение диэлектрической проницаемости упомянутой отклоняющей структуры отличается от значения диэлектрической проницаемости упомянутого диэлектрического слоя планарного волновода;at least one deflecting structure made in the dielectric layer so as to deflect the front of the electromagnetic wave inside the waveguide, wherein the dielectric constant of said deflecting structure is different from the dielectric constant of said dielectric layer of the planar waveguide;
средство для преобразования вертикально поляризованной волны в упомянутом планарном волноводе в горизонтально поляризованную пространственную волну, формируемую вдоль внешней границы планарного волновода.means for converting a vertically polarized wave in said planar waveguide into a horizontally polarized spatial wave formed along the outer boundary of the planar waveguide.
44. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой упомянутая отклоняющая структура имеет диэлектрическую проницаемость, которая выше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, и ширина упомянутой отклоняющей структуры минимальна по нормали к линии излучателей и максимальна по бокам.44. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein said deflecting structure has a dielectric constant that is higher than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, and the width of said deflecting structure is minimal along the normal to the line of emitters and is maximum on the sides.
45. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой упомянутая отклоняющая структура состоит из первого и второго подблоков отклонения, которые являются смежными друг с другом, и второй подблок отклонения размещен между фазированной решеткой и первым подблоком отклонения; а диэлектрическая проницаемость первого подблока отклонения выше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, ширина первого подблока отклонения минимальна по нормали к линии излучателей и максимальна по бокам; а диэлектрическая проницаемость второго подблока отклонения меньше диэлектрической проницаемости диэлектрического слоя волновода, и ширина второго подблока отклонения максимальна по нормали к линии излучателей и минимальна по бокам.45. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein said deflecting structure consists of a first and second deflection subunits that are adjacent to each other, and a second deflection subunit is placed between the phased array and the first deflection subunit; and the dielectric constant of the first subunit of the deviation is higher than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, the width of the first subunit of the deviation is minimal along the normal to the line of emitters and is maximum on the sides; and the dielectric constant of the second deviation subunit is less than the dielectric constant of the dielectric layer of the waveguide, and the width of the second deviation subunit is maximum normal to the line of emitters and is minimal on the sides.
46. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой упомянутая фазированная решетка является одномерной фазированной решеткой.46. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein said phased array is a one-dimensional phased array.
47. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой упомянутая фазированная решетка является линейной фазированной решеткой.47. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein said phased array is a linear phased array.
48. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой излучатели являются вертикальными несимметричными вибраторами.48. The planar phased array antenna according to claim 43, in which the emitters are vertical asymmetric vibrators.
49. Планарная фазированная антенная решетка по п. 48, в которой радиус верхней части несимметричного вибратора больше нижней.49. The planar phased antenna array according to claim 48, in which the radius of the upper part of the asymmetric vibrator is greater than the lower.
50. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой излучатели являются рамочными излучателями.50. The planar phased array antenna according to claim 43, in which the emitters are frame emitters.
51. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой излучатели выполнены в диэлектрическом слое.51. The planar phased antenna array according to claim 43, in which the emitters are made in a dielectric layer.
52. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, причем упомянутая фазированная антенная решетка выполнена в диэлектрической подложке печатной платы.52. The planar phased antenna array according to claim 43, wherein said phased antenna array is made in the dielectric substrate of the printed circuit board.
53. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой область упомянутого первого подблока отклонения является диэлектриком, заполненным металлизированными отверстиями.53. The planar phased antenna array according to claim 43, wherein the region of said first deflection subunit is a dielectric filled with metallized holes.
54. Планарная фазированная антенная решетка по п. 53, в которой упомянутые металлизированные отверстия разнесены приблизительно на 1/4 длины волны друг от друга.54. The planar phased array antenna according to claim 53, wherein said metallized holes are spaced approximately 1/4 of the wavelength apart.
55. Планарная фазированная антенная решетка по п. 53, в которой первый подблок отклонения с множеством упомянутых металлизированных отверстий обладает свойством искусственного диэлектрика.55. The planar phased antenna array according to claim 53, wherein the first deflection subunit with a plurality of said metallized holes has the property of an artificial dielectric.
56. Планарная фазированная антенная решетка по п. 44 или 45, в которой первый подблок отклонения имеет подковообразную форму.56. The planar phased antenna array according to claim 44 or 45, wherein the first deflection subunit is horseshoe-shaped.
57. Планарная фазированная антенная решетка по п. 45, в которой область упомянутого второго подблока отклонения является диэлектриком, заполненным полыми отверстиями.57. The planar phased antenna array of claim 45, wherein the region of said second deflection subunit is a dielectric filled with hollow holes.
58. Планарная фазированная антенная решетка по п. 45, в которой упомянутый второй подблок отклонения является перфорированным диэлектрическим слоем волновода.58. The planar phased antenna array of claim 45, wherein said second deflection subunit is a perforated dielectric layer of the waveguide.
59. Планарная фазированная антенная решетка по п. 45, в которой упомянутый второй подблок отклонения примыкает к внутренней стороне первого подблока отклонения и имеет профиль полумесяца.59. The planar phased antenna array of claim 45, wherein said second deflection subunit is adjacent to the inside of the first deflection subunit and has a crescent profile.
60. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой отражающая структура размещена сзади линии излучателей на расстоянии приблизительно в 1/4 длины волны.60. The planar phased array antenna according to claim 43, in which the reflective structure is placed behind the line of emitters at a distance of approximately 1/4 of the wavelength.
61. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой упомянутый волновод имеет форму полукруга по внешней границе.61. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein said waveguide is in the form of a semicircle at the outer boundary.
62. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой форма внешней границы волновода является любыми симметричными кривыми, выбранными из эллипса, параболы и других.62. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein the shape of the outer boundary of the waveguide is any symmetrical curves selected from an ellipse, a parabola, and others.
63. Планарная фазированная антенная решетка по п. 61 или 62, в которой упомянутые излучающие элементы расположены вдоль диаметра волновода.63. The planar phased antenna array according to claim 61 or 62, wherein said radiating elements are located along the diameter of the waveguide.
64. Планарная антенна с линейной фазированной решеткой по п. 43, в которой упомянутое средство, обеспечивающее преобразование вертикально поляризованной волны в упомянутом планарном волноводе в горизонтально поляризованную пространственную волну, содержит множество горизонтально ориентированных симметричных вибраторов совместно с экспоненциальными трансформаторами.64. The planar antenna with a linear phased array according to claim 43, wherein said means for converting a vertically polarized wave in said planar waveguide into a horizontally polarized spatial wave contains a plurality of horizontally oriented symmetrical vibrators together with exponential transformers.
65. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой экспоненциальные трансформаторы выполнены с возможностью разделения и распределения волны по краю упомянутого планарного волновода.65. The planar phased array antenna according to claim 43, wherein the exponential transformers are configured to separate and distribute the wave along the edge of said planar waveguide.
66. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой горизонтально ориентированные симметричные вибраторы излучают распределенные волны.66. A planar phased array antenna according to claim 43, in which horizontally oriented symmetrical vibrators emit distributed waves.
67. Планарная фазированная антенная решетка по п. 43, в которой длина горизонтально ориентированных симметричных вибраторов выбирается такой, чтобы быть достаточной для наилучшего согласования всей антенны с пространством.
67. The planar phased array antenna according to claim 43, in which the length of the horizontally oriented symmetrical vibrators is chosen so as to be sufficient for the best matching of the entire antenna with the space.