Ферритовые переключатели поляризации для антенного элемента фазированной антенной решетки

• Автор: Внуков, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Глава 1 Аналитический обзор существующих ферритовых элементов фазированной антенной решетки с управляемой поляризацией

1.1 Краткое описание поляризационных характеристик электромагнитного поля

1.2 Описание существующих антенных элементов ФАР с управляемой поляризацией

1.3 Обзор методов контроля параметров элементов, определение путей

их дальнейшего развития

1.4 Обоснование программы проведенных в диссертации исследований

Выводы к главе

Глава 2. Разработка переключателя поляризации на квадрупольном магнитном поле

2.1 Краткое описание работы переключателя поляризации

2.2 Определение конструкции переключателя поляризации

2.3 Расчет характеристик переключателя поляризации

2.4 Результаты экспериментальной отработки конструкции переключателя поляризации
2.4.1 Переключатель поляризации, управляющие обмотки которого расположены на магнитопроводах
2.4.2 Переключатель поляризации, управляющие обмотки которого расположены в пазах между магнитопроводами
и ферритовым стержнем
Выводы к главе
Глава 3. Разработка управляемого поляризатора с продольным магнитным полем управления
3.1 Краткое описание явления вращения плоскости поляризации электромагнитной волны в продольном магнитном поле

3.2 Определение конструкции переключателя поляризации
3.3 Расчет параметров переключателя поляризации
3.4 Экспериментальная проверка результатов расчета
3.5 Согласование переключателя поляризации с фазовращателем
типа Реджиа-Спенсера
Выводы к главе
Глава 4. Разработка аппаратуры для контроля параметров элементов
ФАР в условиях серийного производства
4.1 Разработка автоматизированного стенда контроля поляризационных характеристик
4.1.1 Стенд контроля поляризационных характеристик, работа которого основана на методе поляризационной диаграммы
4.1.2 Стенд контроля поляризационных характеристик на принципе разделения поляризации
4.1.3 Определение точности измерения коэффициента эллиптичности
4.2 Разработка автоматизированного стенда контроля потерь
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список
Приложение А. Алгоритм программы стенда контроля поляризационных
характеристик на методе поляризационной диаграммы
Приложение Б. Алгоритм программы стенда контроля поляризационных
характеристик на разделении поляризации волны
Приложение В. Алгоритм программы стенда контроля потерь
Приложение Г. Акт внедрения результатов работы в ОАО «НПО «Алмаз»
им. академика A.A. Расплетина
Приложение Д. Акт внедрения результатов работы в ФГУП ГРПЗ

Развитие радиолокации требует увеличения объема информации об объектах наблюдения. Использование поляризационных эффектов в работе радиолокационных станций является одним из путей повышения их эффективности. Учет поляризационных свойств цели при выборе поляризации облучающей волны и прием отраженного сигнала с учетом его поляризации позволяют значительно увеличить объем информации об объекте.
Антенна является основным средством управления поляризацией сигналов, инструментом его поляризационного анализа и поляризационной селекции. Максимальное использование поляризационных эффектов требует динамической перестройки поляризационных свойств антенны в процессе работы, что достигается введением в ее состав управляемых поляризаторов. Для этой цели часто используют ферритовые переключатели поляризации, широкому внедрению которых препятствует ряд существенных недостатков. Ферритовые переключатели обладают низкой температурной стабильностью, их характеристики имеют ярко выраженную зависимость от разброса параметров ферритового материала. Кроме того, обеспечение современного уровня развития требует снижения энергопотребления и повышения быстродействия переключателей, серийное производство ставит задачу упрощения методов настройки и расширения технологических ограничений.
Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема разработки термостабильного быстродействующего переключателя поляризации для антенного элемента фазированной антенной решетки и обеспечения его серийного выпуска.
Целью исследования является разработка ферритового переключателя поляризации, предназначенного для совместной работы с фазовращателем в составе антенного элемента фазированной антенной решетки; отработка методов контроля параметров антенного элемента в условиях серийного производства.

обходимо каждую секцию перемагнитить по 10 раз, для чего подать на нее 20 импульсов. Для секции длиной 13 эти значения равны соответственно 6 и 12.
Введение перед началом работы обнуляющего импульса большей длительности позволяет уменьшить количество установочных импульсов и сократить число перемагничивающих циклов. В этом случае на каждую секцию подается последовательность импульсов длительностью т( = 30 мкс, т2 = 20 мкс, т3 = 19 мкс. Причем первый и третий импульсы подаются на обмотки 1.1 и 2.1 (рис. 2.5 б), а второй импульс - на обмотки 1.2 и 2.2. После прохождения импульсов секции намагничены в противоположном направлении, на выходе переключателя поляризации электромагнитная волна имеет круговую поляризацию. Указанный режим позволяет быстро привести управляемый поляризатор в рабочее состояние, используя невысокие затраты энергии.
Двухсекционная конструкция переключателя поляризации требует увеличения числа управляющих микросхем в два раза по сравнению с односекционным поляризатором. В связи с ограниченными размерами управляющих ячеек дополнительные микросхемы невозможно разместить в существующей антенной решетке. Для уменьшения количества элементов управления предлагается параллельное подключение управляемых поляризаторов. При этом поляризационные секции от двух рядом стоящих антенных элементов подключаются в соответствии со схемой управления показанной на рис. 2.16. Введение в схему управления дополнительных диодов исключает протекание обратных токов, возникающих при несовпадении сопротивлений управляющих обмоток.
Проверка рабочих режимов показала, что при параллельном подключении длительность управляющего импульса не изменяется. Амплитуда тока, при прохождении импульса напряжения длительностью Т = 34 мкс, ограничивается управляющей микросхемой. Использование параллельного подключения разделяет ток на две секции, на каждой из них амплитуда токового импульса равна 0,6 - 0,8 А, при этом его длительность около 27 мкс. Такого