Антенна

 

Изобретение относится к радиотехнике . Целью изобретения является формирование осесимметричной игольчатой диаграммы направленности (ДН) и повышение коэффициента усиления. Антенна содержит волновод 1 с фланцем 2, диэлектрический диск 3 с концентрическими неоднородностями, наJ пример канавками 4, согласующий металлический цилиндр 5, слой 6 диэлектрика , металлический диск 7 с концентрическими кольцевыми канавками 8. При распространении в открытом радиальном волноводе (СРВ) электромагнитные поля рассеиваются на концентрических неоднородностях, например канавкахг 4, и при равенстве начальных фаз и длин волн в двух взаимно перпендикулярных направлениях Е и Н образуют синфазную излучающую апертуру с равными эффективными размерами в этих плоскостях, формирующую осесимметричную игольчатую ДН. Равенство фазовых скоростей волн в СРВ в перпендикулярном направлении обеспечивает возможность увеличения апертуры антенны для повышения ее коэффициента усиления при сохранении постоянства ширины ДН в ее различных продольных сечениях. 1 ил. se (Л 01 О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 H 01 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3786191/24-09 (22) 30.08.84 (46) 07.09.86. Вюл, К 33 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (72) В.А.Калошин (53) 621.396.67(088.8) (56) IEEE Trans. 1977, МТТ-25, Я 12, с. 1!35-1138 °

Патент ФРГ 1Р 3210895А1, кл. Н 01 Q 13/28, 1983. (54) АНТЕННА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является формирование осесимметричной игольчатой диаграммы направленности (ДН) и повьппение коэффициента усиления.

Антенна содержит волновод 1 с фланцем 2, диэлектрический диск 3 с концентрическими неоднородностями, например канавками 4, согласующий металлический цилиндр 5, слой 6 диэлектрика, металлический диск 7 с концентрическими кольцевыми канавками 8. При распространении в оп крытом радиальном волноводе (ОРВ) электромагнитные поля рассеиваются на концентрических неоднородностях, например канавках 4, и при равенстве начальных фаз и длин волн в двух взаимно перпендикулярных направлениях

E и Н образуют синфазную излучающую апертуру с равными эффективными размерами в этих плоскостях, формирующую осесимметричную игольчатую ДН.

Равенство фазовых скоростей волн в ОРВ в перпендикулярном направлении обеспечивает возможность увеличения апертуры антенны для повьппения ее коэффициента усиления при сохранении постоянства ширины ДН в ее различных продольных сечениях. 1 ил.

12561

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антеннам средней направленности, и может быть использовано„ например, в диапазоне миллиметровых волн. 5

Цель. изобретения — формирование осесимметричной игольчатой диаграммы направленности (ДН) и повышение коэффициента усиления.

На чертеже представлена структур- 10 ная схема атенны, продольный разрез.

Антенна.. содержит волновод 1 с фланпем 2, диэлектрический диск 3 с концентрическими неоднородностями, например канавками 4, согласующий металлический цилиндр 5, слой 6 диэлектрика, металлический диск 7 с концентрическими кольцевыми канавками 8, Антенна работае; следующим образом.

В волноводе 1 распространяется электромагнитная волна основного типа, (например, Н„ при круглом поперечном сечении волновода 1). Эта электромагнитная волна при падении на металлический диск 7 и согласующий металлический цилиндр 5 возбуждает электромагнитные волны типа Е и Н в закрытом радиальном волноводе, образованном фланцем 2 и металлическим диском 7. Сформированное в закрытом радиальном волноводе электромагнитное поле возбуждает те же типы волн в открытом радиальном волноводе, 35 образованном фланцем 2, диэлектрическим диском 3 и слоем 6 диэлектрика с диэлектрической проницаемостью

E Е, где Š— диэлектрическая проницаемость материала диэлектрическо- 40 го диска 3 (в частности, это может быть слой воздуха).

Электромагнитные волны типа К распространяются в плоскости E типа

Н вЂ” в плоскости Н вЂ” поля в волно- 45 воде 1.

В промежуточных направлениях в открытом радиальном волноводе распространяется сумма Е и Н типов волн.

При выполнении условия (5) в от- So крытом радиальном волноводе распространяются только поля Е и Н типов.

Их начальные фазы на входе открытого радиального волновода равны, что достигается выбором соотношений для у диаметра металлического диска 7, глубины концентрических кольцевых канавок 8 и периода их расположения в со14 2 ответствии с соотношениями (1), (3), (4). Введение слоя 6 диэлектрика с диэлектрической проницаемостью меньшей, чем у диэлектрического диска 3 при выполнении соотношения (6) обеспечивает равенство длин волн типов

Eà и Но., При распространении в открытом радиальном волноводе электромагнитные поля рассеиваются на концентрических неоднородностях, например концентрических канавках 4, и при равенстве начальных фаз и длины волн в двух взаимно перпендикулярных направлениях Е и Н образуют синфазнуИ излучающую апертуру с равными эффективными размерами в этих полскостях, формирующую осесимметричную игольчатую ДН. Размер апертуры, глубина концентрических канавок 4 на диэлектрическом диске 3 и закон ее изменения определяют форму и ширину ДН и выбираются в соответствии с известными закономерностями, согласующий металлический цилиндр 5 служит для получения режима бегущей волны в волноводе 1.

Равенство фазовых скоростей волн в открытом радиальном волноводе в перпендикулярном направлении при указанных соотношениях конструктивных параметров обеспечивает возможность увеличения круглой апертуры антенны для увеличения ее коэффициента усиления при сохранении постоянства ширины ДН в ее различных продольных сечениях и дает возможность сформировать осесимметричную игольчатую ДН.

Ф о р и у л а изобретения

Антенна, содержащая расположенные соосно волновод с фланцем и диэлектрический диск, на наружной поверхности которого выполнены концентрические неоднородности, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью формирования осесимметричной игольчатой диаграммы направленности и повьппения коэффициента усиления, в нее введены слой диэлектрика, размещенный между фланцем и диэлектрическим диском, и металлический диск, установленный на диэлектрическом диске соосно ему, при этом на внутренней поверхности металлического диска выполнены конI 256114 центрические кольцевые канавки, заполненные диэлектриком, причем

1 аиЕ, толщина слоя диэлектрика и его диэлектрическая проницаемость толщина диэлектрического диска и его диэлектрическая проницаемость; максимальный поперечный размер волновода; диаметр металлического диска; глубина, период рас положения и диэлектрическая проницаемость заполнения кон(1) (2) (3) (4) (5) М (П М+ с Я

9 э юч- C

44Е, 2 Е, Рс й/2;

g,b + arctgfgtg(q<а)) b HE

Ъ > — arctp(- ), 1 n,g

8о

rae ч = КД-Е, g - к ГГ=т;

l — Ф (1 ж К-(1 °

К» о

Е в - °

q,Е

К = 2г/я; (6) й; P центрических кольцевых канавок.

Составитель В.Орлов

Техред И.Попович Корректор М. Демчик

Редактор С.Пекарь

Тираж 597 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4832/53

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул. Проектная, 4