Рамочная антенна

 

Изобретение относится к антенной технике. Рамочная антенна состоит из двух соосно расположенных круглых рамок из ленточных проводников; между проводниками в одну из рамок периодически включены задающие режимы вытекающей волны сосредоточенные емкостные нагрузки. Техническим результатом является увеличение эффективности и уменьшение расстояния между рамками. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны УКВ диапазона.

Известна антенна [1] в виде двух соосно расположенных круглых рамок из ленточных проводников, ширина которых Δ (фиг. 1). Одна из рамок - активная - имеет разрыв для подключения линии питания. Другая замкнутая рамка является рефлектором. Периметры рамок (длина окружности среднего радиуса кругового кольца) L ≈λ, где λ - длина волны в свободном пространстве. Расстояние между активной рамкой и рамкой-рефлектором d составляет 0,2λ, что является достаточно большой величиной при использовании антенны в диапазоне УКВ.

Коэффициент усиления антенны составляет 5 дБ и дальнейшее увеличение эффективности возможно только за счет объединения антенн в антенную решетку, что неизбежно приводит к усложнению конструкции и трудностям синфазного возбуждения при приемлемом согласовании с линией питания.

Целью изобретения является уменьшение расстояния между активной рамкой и рефлектором и увеличение эффективности антенны.

Указанная цель достигается тем, что периметр ленточных рамок увеличивается в k раз, а в проводник активной рамки на расстоянии T друг от друга включаются емкостные реактивные нагрузки, емкость которых C_н выбрана так, что в линии, образованной проводниками активной рамки и рамки-рефлектора, распространяется ускоренная волна с длиной λ_у= к·λ (фиг. 2).

Если период включения емкостных нагрузок T достаточно мал (T ≪ λ), а ширина проводника рефлектора Δ_p≥3d, то проводник с емкостными нагрузками, расположенный над металлическим экраном (рефлектором), можно рассматривать как двухпроводную линию с распределенными параметрами. Тогда где c - скорость света; к = λ_y/λ; W - волновое сопротивление двухпроводной линии, состоящей из расположенных на расстоянии 2d ленточных проводников, шириной Δ. Питание предложенной антенны осуществляется коаксиальным кабелем, центральная жила которого соединяется с периодически нагруженной рамкой, которая в предложенном варианте является замкнутой, а оплетка - с рефлектором.

Для проведения эксперимента был рассчитан и изготовлен макет рамочной антенны, у которой C_н = 4пФ Рамка с периодически включенными емкостными нагрузками реализовывалась печатным способом из материала ФАФ толщиной 1 мм. Рамки закреплялись одна на другой на расстоянии d с помощью пенопластового кольца.

Измеренный коэффициент усиления предложенной антенны составит 9 дБ, что на 4 дБ больше, чем у прототипа. Толщина конструкции уменьшена в 4 раза.

Литература: 1. Родионов В.М. Линии передачи и антенны УКВ. - М.: Энергия, 1977.

Формула изобретения

Рамочная антенна, состоящая из соосно расположенных на расстоянии d друг от друга активной круглой рамки и круглой рамки рефлектора из ленточных проводников, с шириной ленточного проводника активной круглой рамки Δ, отличающаяся тем, что периметр активной круглой рамки и круглой рамки рефлектора равен Kλ, где 1 < K < 4, λ - длина волны в свободном пространстве, а в активную круглую рамку с периодом T ≪ λ включены емкостные нагрузки, емкость C_н которых при ширине ленточного проводника круглой рамки рефлектора Δ_p≥ 3d определена по формуле
где c - скорость света;
ω - круговая частота;
K = λ_у/λ;
λ_у - длина ускоренной волны;
W - волновое сопротивление двухпроводной линии, состоящей из расположенных на расстоянии 2d ленточных проводников, ширина которых Δ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2