Спиральная антенна

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве слабонаправленной сверхширокополосной антенны круговой поляризации. Цель изобретения - уменьшение поперечных размеров. Спиральная антенна содержит первую спираль, две ветви 1 и 2 которой навиты на внутреннюю коническую поверхность диэлектрической опоры 3, вторую спираль , две ветви 4 и 5 которой навиты на внешнюю коническую поверхность диэлектрической опоры 3, плоский экран 6 и коаксиальный соединитель 7. Ветвь 4 второй спирали, соединенная с коаксиальным соединителем 7, переходит в ветвь 1 первой спирали. Внутренняя и внешняя конические поверхности диэлектрической опоры 3 расположены соосно. Плоский экран 6 расположен со стороны вершины внутренней конической поверхности диэлектрической опоры 3, а его диаметр равен наибольшему диаметру второй спирали. При работе антенны происходит взаимодействие волн, направляемых первой и второй спиралью, вследствие чего обеспечивается возможность использования плоского экрана уменьшенных размеров. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ($1)5 Н 0! Я 11 08

l Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4432558/24-09 (22 ) 30.05.88 (46) 15.07.90. Бюл, И- 26 (72) Ц.Н. Тамуров, В,А.Ефимов, В,А,Кундьппев, Т.Г.Богатинова, Т. Н.Логвинова, А.В.Нешков и А.Н. Кривогин (53) 621.396.677.45 (088.8) (56) iEEE Trans AP-31, 1983, Ф 2, р . 347-352.

3 (54) СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА (57) Изобретение относится к антенной технике H может быть использовано в качестве слабонаправленной сверхширокополосной антенны круговой поляризации. Цель иэобретения— уменьшение поперечных размеров.Спиральная антенна содержит первую спираль, две ветви 1 и 2 которой навиты на внутреннюю коническую поверхность

„„SU„„1578783 А 1

2 диэлектрической опоры 3, вторую спи— раль, две ветви 4 и 5 которой навиты на внешнюю коническую поверхность диэлектрической опоры 3, плоский экран 6 и коаксиальный соединитель 7

Ветвь 4 второи спирали, соединенная с коаксиальным соединителем 7, переходит в ветвь 1 первой спирали. Внут— ренняя и внешняя конические поверхности диэлектрической опоры 3 расположены соосно. Плоский экран 6 расположен со стороны вершины внутренней конической поверхности диэлектрической опоры 3, а его диаметр равен наибольшему диаметру второй спи— рали. При работе антенны происходит взаимодействие волн, напр авля етых первой и второй спиралью, вследствие чего об еспечивается воз можно сть и спользования плоского экрана уменьшенных размеров. 1 ил.

1578783

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве слабонаправленной сверхширокополосной антенны круговой поляриэ з ации.

Цель изобретения — уменьшение . поп ер еч ных р азм ер ов .

На чертеж представлена, спиральная антенна, общий вид, 10

Спиральная антенна содержит первую спираль, две ветви 1 и 2 которой навиты на внутреннюю коническую поверхность диэлектрической опоры 3, вторую спираль, две ветви 4 и 5 которой навиты на внешнюю коническую поверхность диэлектрической опоры

3, плоский экран 6 и коаксиальный соединитель 7.

Ветви 1 и 4 первой и второй спира- 20 лей выполнены из первого отрезка

75-омного коаксиального кабеля, а ветви 2 и 5 первой и второй спиралей — из второго холостого отрезка

° идентичного коаксиального кабеля, 25 причем ветвь 4 второй спирали,соединенная с коаксиальным соединением

7, переходит в ветвь 1 первой спирали, в вершине которой центральньп проводник первого отрезка коаксйаль- 30 ного кабеля соединен с внешним проводником второго холос того отр ез ка коаксиального кабеля. Внутренняя и внешняя конические поверхности диэлектрической опоры 3 расположены соосно вершинам в разные стороны и имеют одинаковые углы при вершине конуса, равны 20". Направление кручения ветвей 1,2,4 и 5 первой и второй спиралей (при наблюдении с одного направления) одинаково, углы намотки всех ветвей 1, 2, 4 и 5 первой и второй спиралей одинаковы и равны 78О.

Плоский экран 6 расположен. со сто- 4с роны вершины внутренней конической поверхности диэлектрической опоры

3, а его диаметр равен наибольшему диаметру второй спирали.

Спиральная антенна работает следующим образом.

При работе на передачу на нижней частоте рабочего диапазона бегущая волна ТЕМ коаксиальной линии распространяется от коаксиального соединителя 7 внутри первого отрезка 75-омного коаксиального кабеля к вершине первой спирали, где трансформируется в бегущую волну ТЕИ двухпроводной линии, два провода которой образованы внешними поверхностями двух, отрезков коаксиальных кабелей.

Бегущая вапна TEM двухпроводной линии распространяется по первой, а затем по второй спирали, где по мере увеличения диаметра витков второй спирали плавно трансформируется в поверхностную волну Т коничес-1 кой спирапи, которая интенсивно излучает в сторону вершины конуса.Активная область спиральной антенны начинается с витков диаметром равным

0,2 длины волны, и кончается на витках диаметром, равным 0,3 длины волны, где поверхностная волна вследствие потерь на излучение затухает почти до нуля. При увеличении частоты активная область сдвигается в сторону витков меньшего диаметра второй спирали, а затем переходит на витки первой спирали. При работе на передачу на высшей частоте рабочего диапазона активная область располагается у вершины первой спирали и ее излучение направлено в сторону плоского экрана. 6. Направление круговой поляризации для волны Т< первой. спирали противоположно направлению круговой поляризации для волны Т второй спирали, поскольку кручение ветвей 1 и 2 первой спирали противоположно кручению ветвей 4 и 5 второй спирали (при наблюдении со стороны вершины соответствующего конуса для первой и второй спиралей) .

После отражения от плоского экрана

7 излучение первой спирали приобретает направление круговой поляризации, одинаковое с направлением круговой поляризации волны Т, второй спи— рапи. Отраженная от плоского экрана

7 электромагнитная волна частично взаимодействует с ветвями 1 и 2 первой спирали, возбуждая в них поверхностную волну Т,. Результирующая диаграмма направленности зависит от фазовых соотношений поверхностных волн Т, и Т, изменяется при изменении частоты в пределах собственного поддиапазона частот первой спирали. Однако такое изменение вида диаграмм направленности является допустимым для слабонаправленной антенны, При работе на частотах, входящих в собственные поддиапазоны частот первой и второй спиралей имеет место взаимодействие излучения поверхност1578783 ных волн Т второй спирапи и Т

Т, первой спирали, приводящее к изменению вида диаграмм направленности в допустимых пределах.

По сравнению с прототипом, имеющим плоский экран диаметром 0,6 наибольшей длины волны рабочего диапазона, спиральная антенна имеет плоский экран диаметром 0,3 наибольшей длины волны рабочего диапазона,чем достигается уменьшение попер ечного размера в два раза.

1О

Спиральная антенна, содержащая первую спираль, навитую с постоянным углом намотки на коническую поверхность, обращенную вершиной к плосСоставитель А. Рунге

Редактор А.Долинич Техред Л.Олийнык Корректор M. Кучерявая

Заказ 1921 Тираж 446 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Формул а изобретения кому экрану, линию передачи, соединенI ную с первыми концами ветвей первой спирали, находящимися у вершины конуса, и вторую спираль, соединенную первыми концами ветвей с вторыми концами ветвей первой спирали, а вторымн концами ветвей — с плоским экраном, причем направление кручения обеих спирапей (при наблюдении с одного направления) одинаково, о т л и" ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения поперечных размеров, угол при вершине конуса не превышает 30 а вторая спираль выполнена на конической поверхности, обращенной основанием в сторону плоского экрана и имеющей такой же угол при вершине конуса, как у конической поверхности первой спирали, с углом намотки таким же, как у первой спирали.