Волноводно-щелевая антенна для летательного аппарата

 

Использование: увеличение широкополосности самолетных антенн. Сущность изобретения: антенна содержит симметричный вибратор, расположенный в плоскости экрана над центром полости глубиной в четверть длины рабочей волны. Поперечное сечение полости имеет форму ромба со стороной (0.7 ё 0.05) длины рабочей волны Вибратор расположен вдоль малой диагонали ромба 1 ид

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 48\9791/09 (22) 26.02.90 (46) 30.10.93 Бюл. Иа 39-40 (71) Ленинградский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) Артамонова СА; Бородовский Ю.С.; Кумзерова

АП.; floeeB-Калмыков В.И. (73) Российский институт радионавигации и време(54) ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ AHTEHHA ДЛЯ (В) RU (11) N02343 С1 (51) 5 Н61 13 10

ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Использование: увеличение широкопопосности самолетных антенн. Сущность изобретения: антенна содержит симметричный вибратор, расположенный в плоскости зкрана над центром полости глубиной в четверть длины рабочей волны Поперечное сечение полости имеет форму ромба со стороной (07 е 005) длины рабочей волны Вибратор расположен вдоль малой диагонали ромба 3 ил.

2002343

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно к антеннам, устанавливаемым на внешней металлической обшивке летательного аппарата и предназначенным для приема или излучения электромагнитных волн линейной поляризации.

Известна щелевая антенна линейной поляризации, пригодная для установки на внешней металлической обшивке летательного аппарата. Эта антенна выполнена в виде четвертьволнового закороченного с одного конца отрезка прямоугольного волнавода и запитывается Т-образным возбудителем.

Недостатком известной антенны является относительная узкополастность, а именно полоса рабочих частот по согласованию (по уровню КСВн = 2) не превышает

20%, Указанный недостаток устранен в волнаводно-щелевай антенне, имеющей более широкую (порядка 50 Д) полосу рабочих частот па согласованию, Эта волновадно-щелевая антенна выбрана в качестве прототипа, Она содержит металлический экран. в качестве которого может быть использована обшивка летательного аппарата, щель, расположенную в экране, четвертьволновой отрезок валновада, один конец которога коротко замкнут, а другой соединен с краями щели. В состав антенны также входят Т-образный возбудитель щели и симметричный полуволновой вибратор. расположенный над щелыа, Внутренняя полость Т-образного возбудителя служит для выполнения системы питания вибратора, кроме того, Т-образный возбудитель используется в качестве рефлектора вибратора. Экран щелевого излучателя согнут так, чта палуплоскасти экрана образуют между собой угол 120 .

Антенна работает следующим образом, Сигналы с выходов двух передатчиков поступают соответс венно на вход Т-образного возбудителя щели и на вход симметричнога полуволнаваго вибратора.

Пад воздействием токов, текущих в плечах

Т-обраэнога возбудителя и вибратара, в окружающем антенну пространстве возбуждается электромагнитное поле, являющееся суперпазицией поля щели, паля токов экрана и поля вибратора. Благодаря взаимному расположению щели и вибратора возбуждаемые поля имеют ортагональные поляризации. Широкополосность антенны обеспечивается тем, что в единой конструкции абьединены полосы двух антенн — щелевой и вибратарной, т.е. на низких частотах работает щелевая антенна, на.вы5

55 соких частотах — вибраторная, а средние частоты диапазона перекрываются обеими антеннами.

Недостатком известной антенны при использовании ее на летательном аппарате является высокое аэродинамическое сопротивление антенны, обусловленное тем, что вибратор выступает под поверхностью экрана, Попытка снижения аэрадинамического сопротивления антенны путем заглубления вибратора в обшивку летательного аппарата ухудшает широкополосность антенны (сужает рабочий диапазон частот).

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот и уменьшение аэродинамического сопротивления.

Указанная цель достигается тем, что волноводно-щелевой антенне для летательного аппарата, содержащей металлический экран в виде обшивки летательного аппарата, щель, выполненную в металлическом экране, отрезок волноводэ длиной Л/4, форма и размеры поперечного сечения которого совпадают с формой и размерами щели, один конец которого короткозамкнут, а другой — соединен с кромками щели, и симметричный палувалнавой вибратор, поперечное сечение щели и отрезка волновода имеет форму ромба со стороной (0,7+. 0,05)À и углом при вершине 45О, а симметричный полувслновой вибратор расположен в плоскости щели вдоль малой диагонали ромба, На чертеже приведена конструкция волноводно-щелевой антенны.

Волноводно-щелевая антенна для летательного аппарата содержит четвертьволновой отрезок волновода 1, металлический экран 2 со щелью 3 и симметричный полуволновой вибратор 4. В качестве экрана 2 используется обшивка летательного аппарата. Щель 3 выполнена в форме ромба с углом 45 при вершине, длина стороны щели составляет (0,7 0,05) iL Форма и размеры поперечного сечения отрезка валновода 1 совпадают с формой и размерами щели 3.

Один конец отрезка волнавода 1 короткозамкнут, другой конец соединен с краями щели 3 в экране 2.

Симметричный полуволновой вибратор

4 расположен в плоскости экрана 2, при этом центр вибратора 4 совпадает с центром щели 3, а плечи вибратора 4 расположены вдоль малой диагонали ромбовидной щели 3.

Волноводно-щелевая антенна работает следующим образом.

2002343

Симметричный полуволновой вибратор

4 запитывается от передатчика (на чертеже не показан), Под воздействием токов, текущих в плечах вибратора 4, возбуждается щель 3 в экране 2. Поле излучения антенны 5 является суперпозицией поля токов в экране 2, поля щели 3 и поля вибратора 4. Благодаря предложенным взаимному расположению вибратора 4 и щели 3 и форме щели электромагнитное поле, возбужда- 10 емое в окружающем антенну пространстве, имеет линейную поляризацию в широкой полосе частот.

Работоспособность антенны была подтверждена экспериментально, путем сня- 15 тия электрических характеристик, Экспериментальная проверка антенны со стороной щели 0,7 4р, размерами экрана

Формула изобретения

ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА

ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащая металлический экран в виде обшивки летательного аппарата, щель, выполненную в металлическом экране, отрезок волновода длиной ЛУ4, форма и размеры поперечного сечения которо о совпадают с формой и размерами щели, один конец коротко замкнут, а другой соединен

2,85 х 2,85 4р и длиной отрезка аолновода

0.25 Я,р. где 4р — средняя длина волны рабочего диапазона частот антенны, показала, что полоса частот по уровню КСВн = 2, составляет 607,, т.е. шире полосы частот антенны ы-прототипа.

При этом предложенные форма и размеры щели 3, а также взаимное расположение щели 3 и вибратора 4 позволили разместить вибратор 4 в плоскости экрана 2, т,е. в плоскости обшивки летательного аппарата, и тем самым снизить по сравнению с прототипом аэродинамическое сопротивление антенны с улучшением ее широкополосности. (56) Шатраков Ю.Г. и др. Самолетные антенные системы. М,; Машиностроение, 1979, с.

153-156, рис, 9.1, 9.4. с кромками щели, и симметричный полуволновый вибратор, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и уменьшения аэродинамического сопротивления, поперечное сечение щели и отрезка волновода имеет форму ромба со стороной (0,7 —: 0,05;1 и углом при вершине 45, а симметричный полуволновый вибратор расположен в плоскости щели вдоль малой диагонали ромба.

2002343

Составитель Ю. Бородовский

Техред ММоргентал Корректор О, Густи

Редактор А. Бер

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3176

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101