Спиральная антенна

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2387059:

ОАО "Центральное конструкторское бюро автоматики" (RU)

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться при конструировании широкополосных малоразмерных спиральных антенн линейной поляризации небольшого размера, которые в ряде случаев могут быть альтернативой укороченным вибраторным антеннам. Техническим результатом является расширение полосы частот, формирование диаграмм направленности и низкий уровень заднего лепестка. Антенна представляет собой двузаходную спираль, намотанную на диэлектрический корпус в виде четырехгранной пирамиды с усеченной вершиной и большим отношением сторон основания корпуса не менее 7:1. Спираль возбуждается в вершине пирамиды симметрирующим трансформатором. В основании корпуса перед металлическим экраном установлен радиопоглощающий слой. Небольшой размер антенны связан с применением материала определенной диэлектрической проницаемости, ε=2÷10, для изготовления корпуса. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться при конструировании широкополосных малоразмерных спиральных антенн линейной поляризации, которые в ряде случаев могут быть альтернативой укороченным вибраторным антеннам.

Укороченные вибраторные антенны, длина которых меньше резонансной полуволновой длины, востребованы для построения антенных систем ограниченных размеров, в условиях недостатка пространства для монтажа. (К.Ротхаммель, А.Кришке. Антенны. Пер. с нем. Минск. ОМО «Наш город», 2001 г., т.1, стр.190).

Обычные укороченные вибраторные антенны имеют более узкую рабочую полосу частот по сравнению с полуволновым вибратором. Например, вибраторы с индуктивными нагрузками, уменьшенные вдвое по длине, имеют полосу частот приблизительно в 4…5 раз более узкую по сравнению с соответствующими неукороченными антеннами и рабочая полоса частот составляет 1…2%. При дальнейшем уменьшении размеров полоса сужается еще в большей степени (В.В.Овсянников. Вибраторные антенны с реактивными нагрузками. Москва, Радио и связь, 1985 г., стр.41). Такая узкая рабочая полоса частот укороченных антенн не удовлетворяет требованиям к современным антенным системам.

Широкополосную антенну линейной поляризации можно получить, используя две одинаково возбужденные спирали с противоположной намоткой, работающие в режиме осевого излучения (Сверхширокополосные антенны. Под ред. Л.С.Бененсона. Москва, Мир, 1964 г., стр.171). При этом антенна может строиться как спиральный дублет из двух спиралей с противоположной намоткой, возбуждаемых синфазно и помещенных друг возле друга в одной плоскости или расположенных соосно на одной поверхности. Линейную поляризацию имеет и одиночная спираль, помещенная в 90-градусный уголковый отражатель. Поляризацию, близкую к линейной, можно получить в системе из соосных пассивной и активной спиралей.

Основным недостатком антенн, построенных по указанным схемам, является их сложность, вызванная использованием двух спиралей с разным направлением намотки и необходимостью устройства для их синфазного когерентного возбуждения. Вариант антенны с уголковым отражателем представляется громоздким.

Целью изобретения является создание малоразмерной спиральной антенны линейной поляризации, которая работает в широкой полосе частот, формирует слабонаправленные диаграммы направленности и имеет низкий уровень заднего лепестка.

Предлагаемая антенна представляет собой двузаходную спираль, намотанную на диэлектрический корпус в виде четырехгранной пирамиды с усеченной вершиной и большим отношением сторон основания корпуса не менее 7:1. Спираль возбуждается в вершине пирамиды симметрирующим трансформатором. В основании корпуса перед металлическим экраном установлен радиопоглощающий слой.

Отношение сторон основания корпуса определяется поперечным размером симметрирующего трансформатора, возбуждающего спираль в вершине пирамиды, но не менее 7:1. В основании корпуса перед металлическим экраном установлен радиопоглощающий слой.

Линейная поляризация поля, излучаемого антенной, обеспечивается преимущественно одинаковым направлением всех участков спирали за счет большого отношения сторон основания корпуса антенны. Малоразмерность антенны зависит от применения материала определенной диэлектрической проницаемости, ε=2÷10, для изготовления корпуса.

На фиг.1 изображена конструкция антенны, где 1 - спираль, 2 - диэлектрический корпус, 3 - симметрирующий трансформатор, 4 - металлический экран, 5 - радиопоглощающий слой. На фиг.2 изображена конструкция антенны, вид сверху.

Для проверки радиотехнических характеристик был изготовлен и экспериментально проверен макет указанной антенны со следующими размерами относительно λниж. - длины волны, соответствующей нижней частоте рабочей полосы:

- большая сторона основания корпуса - 0,28 λниж,

- меньшая сторона основания корпуса - 0,04 λниж,

- высота - 0,12 λниж,

- вершина корпуса - 0,04×0,04 λниж

В результате проверки было установлено, что данный вариант исполнения обеспечивает работу антенны в широкой полосе частот с оптимальными радиотехническими характеристиками, кроме того, упрощает конструкцию антенны и технологию изготовления и особенно применим в случае расположения нескольких антенн на металлической платформе ограниченных размеров.

Малоразмерная спиральная антенна линейной поляризации, содержащая спираль, диэлектрический корпус, симметрирующий трансформатор, радиопоглощающий слой, металлический экран, отличающаяся тем, что спираль намотана на четырехгранный пирамидальный корпус с усеченной вершиной и отношением сторон основания не менее 7:1, изготовленного из материала, имеющего диэлектрическую проницаемость ε=2÷10.

Похожие патенты:

Спиральная антенна // 2369948

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве излучателей фазированных антенных решеток широкополосных пеленгационных систем.

Антенна с диэлектрическим заполнением // 2339131

Изобретение относится к области электрорадиотехники, в частности к рамочной антенне с диэлектрическим заполнением, предназначенной для работы на частоте более 200 МГц и имеющей множество частот настройки внутри рабочей полосы частот.

Спирально-вибраторная симметричная антенна "равэл-с" // 2325018

Изобретение относится к спиральным антеннам метрового и дециметрового диапазонов. .

Полусферическая спиральная антенна // 2265926

Изобретение относится к области радиотехники, а точнее к области спиральных антенн, навитых на поверхностях вращения, и может быть использовано в качестве приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, например на подвижных объектах.

Компактная двухрежимная интегрированная система антенн для наземных сотовых и спутниковых телекоммуникаций // 2255397

Способ управления диаграммой направленности антенных средств, система антенн и устройство радиосвязи // 2253170

Изобретение относится к способу управления диаграммой направленности антенных средств, системе антенн для передачи и приема радиочастотных сигналов с круговой поляризацией и к устройству радиосвязи, содержащему такую систему антенн.

Антенная система и устройство радиосвязи, включающее антенную систему // 2225058

Изобретение относится к системам радиосвязи. .

Антенное устройство, содержащее излучающие элементы с емкостной связью, и портативное устройство радиосвязи для такой антенной системы // 2225057

Изобретение относится к системам радиосвязи. .

Антенное устройство, содержащее средство возбуждения, и портативное устройство радиосвязи для такого антенного устройства // 2220482

Изобретение относится к антенной технике. .

Широкополосная антенна с петлевыми вибраторами // 2206947

Изобретение относится к средствам связи и может быть использовано в качестве антенны, например, для приема телевизионных сигналов. .

Антенный блок // 2450396

Изобретение относится к антенным устройствам, которое может применяться при разработке установок для измерения радиолокационных характеристик (поляризационной матрицы рассеяния) объектов различного назначения

Спиральная антенна диапазона дкмв // 2500056

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к спиральным антеннам диапазона ДКМВ. Техническим результатом является снижение трудоемкости установки антенны. Спиральная антенна диапазона ДКМВ выполнена в виде четырехзаходной равноугольной спирали, содержит четыре изолированных друг от друга проводника антенны, четыре резистивные нагрузки, опорную мачту с оттяжками и анкерами мачты, металлический корпус, внутри которого размещен узел питания антенны с высокочастотными разъемами для подключения фидеров и антенными вводами, к которым подключены верхние концы проводников антенны, четыре диэлектрические оттяжки с установленными на них фиксаторами для закрепления проводников антенны, опорная мачта выполнена телескопической, между металлическим корпусом и опорной мачтой введен монтажный узел, в металлическом корпусе выполнено отверстие, в которое входит верхняя часть монтажного узла и планка, фиксирующая взаимное положение корпуса и монтажного узла; нижняя часть монтажного узла подвижно состыкована с верхним звеном мачты, средняя часть выполнена в виде верхнего и нижнего дисков, в нижнем диске выполнены четыре отверстия, куда входит крюк карабина с защелкой, закрепленного на верхнем конце каждой из диэлектрических оттяжек, а на другом конце каждой из оттяжек установлено натяжное устройство, механически связанное с анкером оттяжек, вблизи анкеров на поверхности грунта размещены четыре противовеса, каждый из которых образован группой проводов, гальванически связанных друг с другом, а каждая из резистивных нагрузок включена между противовесом и нижним концом проводника антенны. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Мультипольная антенна (варианты) // 2514094

Изобретение относится к антенной и микрополосковой технике. Технический результат - повышение кросс-поляризационных характеристик при достижении вращающейся круговой или эллиптической поляризации и равномерной диаграммы направленности в широкой полосе частот, а также габаритных размерах антенны, значительно меньших максимальной рабочей длины волны. Мультипольная антенна, содержащая диэлектрическую подложку, на которой расположены симметрично по окружности, по меньшей мере, четыре идентичные полуволновые вибратора, каждый из которых выполнен в виде резонансного отрезка периодической микрополосковой линии с шириной в центре, равной четверти средней длины волны и линейно уменьшающейся к периферийной области. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Совмещенное антенное устройство // 2527195

Изобретение относится к области связных антенн, а также антенн космической навигации и может быть использовано на всех воздушных и морских судах и кораблях, а также на обитаемых подводных аппаратах. Технический результат - расширение диапазона рабочих частот. Совмещенное антенное устройство, состоящее из двухзаходного или многозаходного спирального конусного излучателя с углом при вершине конуса α и экрана-отражателя с диаметром В, в устройство введены еще один или несколько конусных излучателей с углом при вершине β<α, у которых диаметр верхнего основания нижнего излучателя равен диаметру нижнего основания верхнего излучателя и совмещен с ним, а также переизлучатель, выполненный в виде металлического кольца с диаметром А<В и расположенный на расстоянии h=λ/4 параллельно экрану-отражателю со стороны конусных излучателей без гальванической связи с основным экраном-отражателем, где λ - длина волны рабочего диапазона. 6 ил.

Плоская спиральная антенна // 2565524

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и может быть использовано в качестве плоской спиральной антенны, используемой в качестве излучателей фазированных антенных решеток широкополосных пеленгационных систем. Технический результат - расширение полосы рабочих частот антенны в сторону низких частот. Для этого в антенне, содержащей резонатор и излучатель, выполненный в виде плоской двухзаходной спирали, которая жестко закреплена в плоскости раскрыва резонатора и подключена к питающему фидеру, наружный виток плоской двухзаходной спирали выполняют в виде линии задержки путем придания наружному витку зигзагообразной формы с равномерным размещением зигзагообразных выступов вдоль средней линии наружного витка и включением между зигзагообразными выступами конденсаторов, причем высота H зигзагообразных выступов относительно их ширины h ограничена соотношением H<7h, а емкость конденсаторов выбирается из условия , где Lcp - длина наружного витка по его средней линии, fmin - минимальная рабочая частота антенны, Lmax - индуктивность зигзагообразного выступа максимальной высоты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.