Комбинированная "квазикарусельная" антенна

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах в качестве всенаправленной в горизонтальной плоскости антенны при работе с горизонтальной и вертикальной поляризациями. Технический результат - повышение коэффициента усиления и работа с горизонтальной и вертикальной поляризациями. Устройство содержит четверку размещенных по периметру вибраторов с квадратно-рамочными элементами с центральным питанием, выгнутых относительно центральной точки окружности с образованием равноудаленного от центра квадратно-рамочного полотна. Вовнутрь структуры квадратно-рамочных вибраторов введен цилиндрический отражательно-рассеивающий проводящий элемент с общей для антенны точкой симметрии и радиусом, меньшим радиуса окружности квадратно-рамочного полотна на λ/4 средней рабочей длины и высотой, большей λ/2 максимальной рабочей длины волны. Каждый вибратор выполнен симметричным из двух квадратно-рамочных элементов с разомкнутыми проводниками в боковых углах и замкнутыми проводниками в верхних и нижних углах. Разомкнутые проводники в концах вибраторов соединены двухпроводными линиями радиального направления с отражательно-рассеивающим проводящим элементом с образованием короткозамкнутых шлейфов, а в смежных углах в центре вибраторов, в точках разомкнутых проводников, с подключением крест-накрест подсоединены два фидера питания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах в качестве всенаправленной в горизонтальной плоскости антенны при работе с горизонтальной и вертикальной поляризациями.

Известна поляризационно-изотропная антенна [1], содержащая два плоских излучателя в виде квадратных рамок, которые расположены взаимно перпендикулярно вокруг общей вертикальной оси симметрии. В каждой рамке имеется ряд отрезков проводников, соединенных со сторонами и сходящихся к ее центру. Стороны обеих рамок выбраны не менее 0,25 λmax. Элементы антенны подключены тремя питающими фидерами.

Недостатком известной антенны является низкий коэффициент усиления.

Известна шунтовая антенна [2], содержащая активный излучатель, выполненный в виде ряда параллельных равной длины вертикальных проводов, расположенных друг от друга на расстоянии, много меньшем длины рабочей волны, равной длины горизонтальных проводов, присоединенных одними концами к соответствующим вертикальным проводам, а вторыми концами - к соединительному проводу с включением питания в разрыв одного из вертикальных проводов. Вертикальные провода расположены по ребрам правильной треугольной призмы, а равной длины горизонтальные провода выполнены радиально расходящимися от центра симметрии антенны под углом 2π/3 друг к другу, при этом соединительные горизонтальные провода равной длины и формы образуют в верхней и нижней частях призмы идентичные фигуры, симметричные относительно. центра симметрии антенны: круг, равносторонний треугольник, эпициклоиду, гипоциклоиду. Всенаправленная антенна с преимущественно вертикальной поляризацией имеет и паразитную горизонтальную поляризацию.

Недостатками данной антенны являются недостаточный коэффициент усиления и сложности монтажа при использовании опорных изоляторов и особого подключения фидера питания, а также необходимость настройки путем подбора длин специальных настроечных проводов.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является «карусельная» антенна кругового излучения с квадратно-рамочными элементами [3], содержащая четверку синфазно возбуждаемых размещенных по периметру вибраторов с центральным питанием, причем проводники квадратно-рамочных элементов, вместо образования верхнего и нижнего квадратно-рамочных элементов, образуют смежные правый и левый полувибраторы каждого вибратора, а целостное полотно кратных четырем смежных синфазно возбуждаемых квадратно-рамочных элементов вибраторов выгнуто относительно центральной точки питания по окружности с образованием равноудаленного от центра квадратно-рамочного полотна, в котором углы смежных синфазно возбуждаемых квадратно-рамочных элементов вибраторов являются точками двухпроводных узлов питания, при этом внутрь структуры квадратно рамочных элементов вибраторов дополнительно введен цилиндрический отражательно-рассеивающий проводящий элемент с общей для антенны точкой симметрии и с радиусом, меньшим радиуса окружности квадратно-рамочного полотна на (0,15-0,27)λ, средней рабочей длины волны и высотой, большей λ/2 максимальной рабочей длины волны.

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточно высокий коэффициент усиления и работа антенны только с горизонтальной поляризацией.

Задача изобретения - повышение коэффициента усиления и работа с горизонтальной и вертикальной поляризациями.

Дополнительным техническим результатом является возможность использования работы антенны раздельно с горизонтальной поляризацией или с переключением на вертикальную поляризацию.

Для достижения этого технического результата в известной антенне-прототипе, содержащей четверку размещенных по периметру вибраторов с центральным питанием, правый и левый полувибраторы каждого вибратора образованы из проводников полных квадратов с замкнутыми точками верхнего и нижнего углов квадратно-рамочных элементов и с разомкнутыми проводниками в боковых углах. При этом разомкнутые в концах вибраторов проводники соединены двухпроводными линиями радиального направления с отражательно-рассеивающим проводящим элементом с образованием короткозамкнутых шлейфов и возбуждением квадратно-рамочных элементов вибраторов в смежных углах в центре вибраторов в точках разомкнутых проводников с подключением линий питания крест-накрест.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан схематический вид предлагаемой антенны, на фиг.2 - схема отдельного вибратора, а на фиг.3 - результаты электронного моделирования предлагаемой антенны:

а - в свободном пространстве, при работе совместно с вертикальной и горизонтальной поляризациями, раздельно с вертикальной и раздельно с горизонтальной поляризациями;

б - при реальной земле на высоте 10 м, при работе совместно с вертикальной и горизонтальной поляризациями, раздельно с вертикальной и раздельно с горизонтальной поляризациями.

Антенна (фиг.1) содержит четверку вибраторов 1 с квадратно-рамочными элементами 2 из образующих стороны проводников 3 с введенным вовнутрь структуры квадратно-рамочных вибраторов, выгнутых относительно центральной точки, цилиндрическим отражательно-рассеивающим проводящим элементом 4. Каждый вибратор, состоящий из двух квадратно-рамочных элементов с разомкнутыми проводниками в боковых углах 5, 6 и замкнутыми проводниками в верхних 7 и нижних 8 углах, имеет в концах вибраторов 9 соединение двухпроводными линиями 10 радиального направления с отражательно-рассеивающим проводящим элементом с образованием короткозамкнутых шлейфов и в смежных углах, в центре вибраторов, в точках 11, 12, 13 и 14 разомкнутых проводников с перекрестным подключением источников центрального питания.

Комбинированная «квазикарусельная» антенна работает следующим образом.

Под воздействием электродвижущей силы (ЭДС), приложенной в точки 11 и 12, 13 и 14 возникают токи в проводниках 3 квадратно-рамочных элементов 2 вибраторов 1. В случае синфазного подключения линий питания от источника ЭДС в точки 11 и 12, 13 и 14 действие токов, протекающих по проводникам и создающих в пространстве вертикальную и горизонтальную компоненты электромагнитного поля, при их сложении и вычитании обеспечивает работу антенны с вертикальной поляризацией.

В случае противофазного подключения линий питания от источника ЭДС в точки 11 и 12, 14 и 13 действие токов, протекающих по проводникам и создающих в пространстве вертикальную и горизонтальную компоненты электромагнитного поля, при их сложении и вычитании обеспечивает работу антенны с горизонтальной поляризацией.

При сдвиге фаз ЭДС в точках питания на ±90° вибраторы «квазикарусельной» антенны работают с круговой, вертикальной и горизонтальной поляризациями. Введенный вовнутрь цилиндрический отражательно-рассеивающим проводящий элемент, как рефлектор любой вибраторной антенны, ослабляет обратное излучение вибраторов и увеличивает коэффициент усиления в основном направлении предназначения вибраторов, а изгиб вибраторов по кругу при равном радиальном удалении от рефлектора обеспечивает расширение диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и в комплексе скругляет ее.

Подключение линий питания в точки 11 и 12, 13 и 14 каждого вибратора от источника центрального питания может осуществляться в варианте двухпроводной линии двумя симметричными фидерами питания и в варианте двумя коаксиальными фидерами, проложенными симметрично от узла центрального питания по проводникам шлейфов и образующими стороны квадратно-рамочных элементов с коммутацией экранирующих проводников в точки 11 и 13, а центральных жил в точки 12 и 14. Для сдвига фаз ЭДС в точках питания на ±90° в центральный узел питания (не показано) дополнительно введен фазовращатель на 90°, включение которого при соответствующей коммутации линий питания обеспечивает режим работы антенны с круговой поляризацией.

Наиболее успешно заявленная комбинированная «квазикарусельная» антенна может быть промышленно применима в качестве всенаправленной антенны с использованием в частных случаях при работе раздельно с вертикальной или горизонтальной поляризациями при оперативной коммутации с минимумом паразитных поляризаций.

Источники информации

1. RU 2011248 C1, 15.04.1994.

2. RU 2113747 C1, 20.06.1998.

3. RU 2360339 C2, 27.06.2009.

1. Комбинированная «квазикарусельная» антенна, содержащая четверку размещенных по периметру вибраторов с квадратно-рамочными элементами из образующих стороны проводников, длины которых выбраны λ/4 средней рабочей длины волны, с центральным питанием, выгнутых относительно центральной точки окружности с образованием равноудаленного от центра квадратно-рамочного полотна с введенным вовнутрь структуры квадратно-рамочных элементов вибраторов цилиндрическим отражательно-рассеивающим проводящим элементом с общей для антенны точкой симметрии и с радиусом меньшим радиуса окружности квадратно-рамочного полотна на λ/4 средней рабочей длины волны и высотой большей λ/2 максимальной рабочей длины волны, отличающаяся тем, что каждый вибратор выполнен симметричным из двух квадратно-рамочных элементов с разомкнутыми проводниками в боковых углах и замкнутыми проводниками в верхних и нижних углах, при этом разомкнутые в концах вибраторов проводники соединены двухпроводными линиями радиального направления с отражательно-рассеивающим проводящим элементом с образованием короткозамкнутых шлейфов и возбуждением квадратно-рамочных элементов вибраторов в смежных углах в центре вибраторов в точках разомкнутых проводников с подключением линий питания крест-накрест.

2. Комбинированная «квазикарусельная» антенна по п.1, отличающаяся тем, что в точки разомкнутых проводников крест-накрест подключены, с образованием двух двухпроводных узлов питания, две симметричные линии питания от узла центрального питания.

3. Комбинированная «квазикарусельная» антенна по п.1, отличающаяся тем, что в точки разомкнутых проводников крест-накрест подключены, с образованием двух узлов питания, два коаксиальных фидера, проложенные симметрично от узла центрального питания по проводникам шлейфов и проводникам образующих стороны квадратно-рамочных элементов с коммутацией экранирующих проводников в точки узлов питания проводников прокладки, а центральных проводников в точки узлов питания противоположных проводников.

4. Комбинированная «квазикарусельная» антенна по п.1, отличающаяся тем, что в центральный узел питания дополнительно введен фазовращатель на 90°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным системам, обеспечивающим формирование многолучевого пучка диаграмм направленности, с излучателями типа диэлектрический волновод или световод.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным системам, обеспечивающим формирование многолучевого пучка диаграмм направленности, с излучателями типа диэлектрический волновод или световод.

Изобретение относится к радиолокации, комбинированным антенным системам, сочетающих формирование лучей с помощью зеркал и линейных фазированных антенных решеток (ЛФАР).

Изобретение относится к области к области антенной техники КВЧ и СВЧ диапазонов и может быть использовано в радиолокации, в том числе сверхширокополосной локации. .

Изобретение относится к радиотехнике, а конкретно к способам снижения эффективной поверхности рассеяния объектов (далее - ЭПР) при их облучении радиолокатором, и может быть использовано при создании противорадиолокационных покрытий, материалов и устройств, уменьшающих радиозаметность транспортных средств и других объектов без изменения их геометрической формы.

Изобретение относится к антеннам и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств спутниковой связи в ОВЧ и УВЧ диапазонах. .

Изобретение относится к антеннам и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств спутниковой связи в ОВЧ и УВЧ диапазонах. .

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, а именно к антеннам с частотным сканированием, и может быть использовано в различных радиотехнических системах связи, радиолокации, радионавигации и др., базирующихся на неподвижных и подвижных объектах.

Изобретение относится к комбинированным конструкциям СВЧ-антенн, конкретно - к многолучевым приемным антеннам с использованием квазиоптических линз и активных антенных элементов.

Изобретение относится к области радиотехники, а точнее к радиолокационным станциям (РЛС) кругового обзора с фазированными антенными решетками (ФАР). Техническим результатом является снижение энергетических затрат системой вращения антенн РЛС кругового обзора при воздействии ветра и, как следствие, снижение материальных затрат при эксплуатации РЛС. Способ защиты от ветровых нагрузок на фазированные антенные решетки радиолокационных станций кругового обзора заключается в том, что излучающую поверхность ФАР делят на две геометрически равные части относительно оси вращения ФАР, при этом на строки или столбцы излучателей ФАР одной из них, набегающей при вращении, устанавливают выпуклые рефлекторы, а на другой, убегающей, - вогнутые рефлекторы. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике, а именно к устройствам для фокусировки радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов. Техническим результатом является создание цилиндрической линзы Микаэляна из однородного диэлектрического материала с минимальным продольным размером. Цилиндрическая линза представляет собой коаксиальный набор, состоящий из М диэлектрических плоских N-лепестковых элементов одинакового максимального радиуса r0, изготовленных из одинакового диэлектрического материала, повернутых относительно друг друга на угол Каждый лепесток i-го диэлектрического плоского N-лепесткового элемента, имеющий миндалевидную форму, радиально ориентирован относительно центральной оси данного элемента. 5 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - повышение КПД и разрешающей способности зеркально-рупорной антенны. Зеркально-рупорная антенна содержит планарное зеркало, выполненное в виде верхней, нижней и средней металлических пластин, установленных параллельно друг другу, и параболического цилиндра, который выполнен из металла и установлен между нижней и верхней пластинами и имеет с ними гальванический контакт, а его ось перпендикулярна плоскостям указанных пластин, средняя пластина имеет кромку, расположенную между параболическим цилиндром и его фокусом, причем зазор между кромкой и параболическим цилиндром имеет постоянную ширину; облучатель, установленный между нижней и средней пластинами и выполненный в виде, по крайней мере, одного возбудителя и стенки, выполненной из металла и установленной между нижней и средней пластинами перпендикулярно им, стенка установлена также перпендикулярно плоскости симметрии направляющей параболического цилиндра, верхняя и средняя пластины выполнены с прямолинейными кромками, перпендикулярными плоскости симметрии направляющей параболического цилиндра и расположенными на расстоянии от вершины направляющей параболического цилиндра, превышающем его фокусное расстояние; излучатель, выполненный в виде двух прямоугольных металлических пластин, кромки которых соединены с прямолинейными кромками верхней и средней пластин, причем плоскости прямоугольных пластин имеют линию пересечения, расположенную между верхней и средней пластинами. 9 з.п. ф-лы, 20 ил.

Антенна // 2517726
Изобретение относится к антенной технике и предназначено для приема и передачи линейно-поляризованных радиосигналов. Технический результат - улучшение направленности и повышение коэффициента усиления при приеме линейно-поляризованных сигналов в определенной полосе частот. Антенна содержит излучатель, который может излучать линейно-поляризованный радиосигнал в рабочей полосе антенны, опорный элемент и по меньшей мере один первый директор, установленный на опорном элементе. Директор содержит корпус, который является электропроводным в рабочей полосе антенны. Форма корпуса такова, что ее проекция на плоскость, ортогональную направлению максимального усиления антенны, охватывает ограниченный участок плоскости. 28 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно - к технологиям беспроводной передачи энергии, в частности к беспроводным системам одновременной беспроводной передачи энергии и данных. Технический результат - обеспечение одновременной передачи энергии и данных в малогабаритную низкопрофильную структуру за счет интеграции резонатора для беспроводной передачи энергии и антенны для передачи данных. Система содержит устройство с функцией беспроводного приема энергии и обмена данными, состоящее из: малогабаритной низкопрофильной структуры, объединяющей резонатор и антенну, именуемой далее интегрированная структура; схемы согласования импеданса резонатора, выпрямителя, регулятора заряда; схемы согласования импеданса антенны, приемопередатчика данных; устройство с функцией беспроводной передачи энергии, состоящее из передающего резонатора, схемы согласования импеданса, генератора сигнала; источника энергии; удаленное устройство обмена данными, состоящее из: антенны и приемопередатчика данных. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил., 4 табл.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - возможность формирования большого количества узких лучей. Антенна с совместным использованием источников для одновременного формирования множества лучей содержит множество элементарных источников, разнесенных с постоянным шагом (Р), и параболический отражатель, при этом элементарные источники объединены в несколько идентичных подрешеток, каждая подрешетка содержит несколько периферийных элементарных источников и центральный элементарный источник, причем каждая подрешетка предназначена для синтезирования луча и содержит единственный источник возбуждения, причем элементарные источники каждой подрешетки соединены между собой по фазе посредством электромагнитного излучения центрального элементарного источника на периферийные элементарные источники, а две последовательные подрешетки содержат, по меньшей мере, один общий элементарный источник и смещены на расстояние, соответствующее заранее определенному количеству шагов (Р), которое больше или равно единице. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи, в частности к способам повышения скрытности радиоизлучающих средств, работающих сигналом с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Технический результат - повышение скрытности радиоизлучающих средств, работающих сигналами с ППРЧ. Для этого на передающем конце осуществляют деление входного сигнала на блоки информации, представленной в двоичном виде, при излучении сигнала в пространство на частотной позиции fj такта ППРЧ в момент вхождения летно-подъемного средства радиоразведки в лепестки диаграммы направленного действия антенны радиоизлучающего средства возникает отраженный сигнал, распространяющийся, в том числе, и в сторону антенны радиоизлучающего средства. После окончания излучения радиоизлучающим средством радиосигнала на данном такте ППРЧ частота излучаемого радиосигнала fj меняется на fk. Частота предыдущего такта ППРЧ fj на передачу освобождается, одновременно с этим включается приемник, настроенный на fj, и анализируется наличие отраженного сигнала. При наличии отраженного сигнала радиоизлучающее средство отключает свой передатчик на время пролета летно-подъемным средством радиоразведки лепестка диаграммы направленного действия его антенны. 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к компактным антенным устройствам, применяемым в мобильных средствах связи и в другой аппаратуре, работающей в миллиметровом диапазоне. Технический результат - разработка компактной линзовой антенной системы, позволяющей плавное изменение направленности без увеличения размеров ИС. Управляемая линзовая антенная система, содержащая антенну на интегральной схеме (ИС) и диэлектрическую линзовую антенну, выполненные с возможностью формирования плоской волны, при этом диэлектрическая линзовая антенна выполнена составной и включает в себя тело с относительной диэлектрической проницаемостью ε1 и вставку с относительной диэлектрической проницаемостью ε2, причем ε1<ε2, в форме гиперболоида для обеспечения преобразования сферической волны от источника, находящегося в фокусе гиперболоида, в плоскую волну, и отклоняющую пластину в форме керамической пластины с контактами, выполненную с возможностью отклонения сформированной плоской волны на произвольный угол за счет изменения относительной диэлектрической постоянной частей керамической пластины под влиянием различного приложенного к ней напряжения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах в качестве всенаправленной в горизонтальной плоскости антенны при работе с горизонтальной и вертикальной поляризациями

Наверх