Антенна бегущей волны

 

Область использования: приемопередающая антенна в СВ, KB и УКВ диапазонах. Сущность изобретения: в антенне бегущей волны, состоящей из излучателей, присоединенных через реактивные сопротивления к собирательной линии, параллельно излучателям включены реактивные проводимости . Величины реактивных проводимостей выбраны из предложенных соотношений. Реализовано амплитудное распределение, спадающее к концам антенны, при сохранении линейного фазового распределения. Достигнуто повышение КПД. 1 ил. 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Н 01 Q 11/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ, ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (< .",„.:; (в в<< ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< °

<О

О (Л

Ф (лЭ и.= 2-N

I ((<(— lN

BN = 1m()

N (21) 4813044/09 (22) 13;04,90 (46) 07.04.93. Бюл, ¹ 13 (71) Московский институт связи (72) Г.А.Ерохин и Т,А.Гайнутдинов (56) Айзенберг Г,З; КоротковоЛновые антенны. Радио и связь, 1962, с, 536. (54) АНТЕННА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ (57) Область использования; приемопереда, ющая антенна в СВ, КВ и УКВ диапазонах.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве передающей или приемной антенны в CB. КВ, УКВ диапазонах, Целью изобретения является увеличение коэффициента усиления и улучшения согласования при заданном распределении токов на излучателях.

Поставленная цель достигается тем, что в антенне бегущей волны, содержащей излучатели, расположенные на равных расстояниях друг от друга, присоединенные через реактивные сопротивления Хсвп к собирательной линии, в собирательную линию параллельно излучателям включены реактивные проводимости Вп, причем

senpdI

IGn-

„„ U „„1807543 А1

Сущность изобретения: в антенне бегущей волны, состоящей из излучателей, присоединенных через реактивные сопротивления к собирательной линии, параллельно излучателям включены реактивные проводимости. Величины реактивных проводимостей выбраны из предложенных соотношений, Реализовано амплитудное распределение, спадающее к концам антенны. при сохранении линейного фазового распределения.

Достигнуто повышение КПД, 1 ил, 1 табл.. ("» с тт, рГ, сЬ<

W 8 In 5 n- < - < n-< 13+ I

2 Re I Z n U „, I

$ = 3

+ I3 N l (ReZ»N) в< о U1, 27Г

Un = Un + 2lln Хсвп, l1n = —,,ч,, P = — у—

In" = Г -< сов P d-<в-< со< 9 d IÎ -

А — 1и

BN = lm() n-< ф„(1 WбюPd

1(u,1, 1+

XсЬ1В данной антенне можно реализовать амплитудное распределение, спадающее к краям антенны при сохранении фазового распределения изменяющегося по линейному закону. Такое распределение позволяет существенно повысить КНД антенны.

КНД антенны при использовании такой

АФР имеет величину 17 L/ А, что более чем в 2 раза больше, чем у прототипа.

Авторами была синтеэирована подобная антенна, состоящая из 10 симметричных вибраторов, с шагом решетки

d = 0,25 А и волновым сопротивлением собирательной линии W = 237 Ом, длиной плеча вибраторов 1 =. 0,166 il толщина вибратора 2а = 0,02 А, Полученные значения сопротивлений связи Хсвп и проводимостей Вп приводятся в таблице.

Коэффициент усиления такой антенны оказался равным = 30, На чертеже приведена электрическая схема антенны. Антенна состоит из питающей линии с волновым сопротивлением W, симметричных вибраторов, подключенных через реактивные сопротивления Хсвп к линии и реактивных проводимостей Вп, включаемых в собирательную линию, параллельно вибраторам.

Расчет настроечных элементов Xcsn u

В,-q (n = 2-N) для реализации заданного

ЯФР основывается на воэможности после. довательного пересчета тока в конце отрезка линии, связывающего два соседних вибратора г ток на конце следующего отрезка ч

1и" = I "и-1 cos p d Ih-1 соэ P d IUn- x х (B>-icos/ d+ ), sin d

Используя вышеприведенное соотношение, а также условие реактивности настроечных элементов Xñsï и Вп-1 (и = 2 — N) можно получить рекуррентные формулы для вычисления величин Хс п и Вп-1

% 1 л ф и вь|ъ3 Re, (0» (1 -<-1„Я+1 (0пЦ„,1 сЬп Ме (О„",1 >

%slnfbd I(U» (1 -I -«11+ " ("поп-iI c<ßМЬ

vr п=2 — N

Выбор величины Хс по укаэанному ниже соотношению обеспечивает согласование на входе антенны и баланс входной и излучаемой мощности антенны

111 I W = 1 111 Йе(2вх1) + I 1 I R8(Zsxz) +„,+

+ I lnl Re(Zsxn) +„,+ (1й I Re(ZsxN) Г.г

11= 01/W

В данной схеме распределение фазы 0 токов по линейному закону обеспечивается при реактивной проводимости BN на конце линии, определяемой по следующему соотношению и не при поглощающем резисторе, как у

20 прототипа.

Шаг решетки d выбирается из следующих соображений: нижний предел d определяется воэможностью конструктивной реализации, а верхний определяется из условия подавления вторичного максимума диаграммы направленности

С1 (30

КПД предлагаемой антенны близок к 1, ввиду реактивности всех элементов антенны и отсутствия поглощающей нагрузки. Реализация сопротивлений связи Хс п и проводимостей Вп возможна на основе отрезков длинных линий, Такая схема может быть использована для создания антенны с излучателями любого другого рода.

Техническое преимущество заявляемой антенны по сравнению с известными антеннами бегущей волны, работающими только в приемном режиме, состоит в том, что она обладает высоким коэффициентом усиления, что позволяет использовать ее в каче45 стае как передающей, так и приемной антенны.

Формула изобретения

Антенна бегущей волны, содержащая излучатели, расположенные на равных расстояниях друг от друга, присоединенные через реактивные сопротивления Хс» к собирательной линии, отличающаяся

5 тем, что, с целью увеличения КПД и улучшения согласования при заданном распределении токов на излучателях, в собирательную линию параллельно излуча-, . телям включены реактивные проводимости

Вп, причем

1807543

II< — IN .

BN = Im . Un = Zexln, N 1 \/ U> 2л, Un = Un + 2!1п scen l1 =, / = E . "" "(" - (п- -zn- 1)+ ке(о„б„,1 cggpg

Iun-sI w Gin fbd

- z(u, z, I+ х

cbl 2 (Z 2 у " Р «Lu„" Iz.-,"- » 11+z (U u„ (2Re1zü и Ä, I

$ = Щ Re(2exz) + Щ Re (Zex2) +" +, + IJ N I .Re(2вх.N); (4" = I" -1 cos P d — Ip-1 cos 3d-IUn-1х

x (Bn-1 cos P d + sin P d ), 1 где N,n — общее число и порядковый номер излучателя от начала собирательной линии;

d — расстояние между излучателями;

10 W — волновое сопротивление собирательной линии;

А — длина волны в собирательной линии; (In) — заданное распределение токов на

15 излучателях;

Zex n входное сопротивление излучателя при заданном распределении токов.