Щелевая антенна



Щелевая антенна
Щелевая антенна
Щелевая антенна

 


Владельцы патента RU 2474933:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится к антенной технике, в частности к щелевым антеннам резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта для приема сигналов навигационных систем и для организации приемопередающего канала с Землей в командно-телеметрических системах. Технический результат - упрощение конструкции устройства распределения фазы и амплитуды для получения эллиптически поляризованной электромагнитной волны. Щелевая антенна содержит цилиндрический корпус, амплитудно-фазовый делитель и возбудитель крестообразной щели, излучающей эллиптически поляризованную электромагнитную волну. Амплитудно-фазовый делитель и возбудитель крестообразной щели выполнены в виде однозаходной цилиндрической спирали, которая установлена на первом торце цилиндрического проводящего корпуса, во втором торце которого прорезана крестообразная щель, при этом спираль закреплена на диэлектрическом кольцевом цилиндре, возбуждение спирали производится через центральный проводник коаксиальной фидерной линии, внешний проводник которой закреплен на первом торце цилиндрического корпуса. 3 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к щелевым антеннам резонаторного тина с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи для приема сигналов навигационных систем и для организации приемопередающего канала в командно-телеметрических системах.

Известны магнитно-щелевые антенны резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности (Г.Б.Белоцерковский "Антенны", Москва, 1956 г., стр.421), в которых прямоугольная щель в проводящем листе с согласующим резонатором запитывается поперек щели электрическим током. Однако эти антенны не обеспечивают эллиптической поляризации.

Наиболее близкой к предложенной антенне является антенна, описанная в (Г.Б.Резников "Антенны летательных аппаратов", Москва, 1967 г., стр.315). Эта антенна представляет собой две взаимно перпендикулярные линейные щели, закрытые с одной стороны резонатором крестообразной формы. Возбуждение каждой щели производится в фазе двумя отдельными вибраторами, при этом эллиптическая поляризация электромагнитного излучения антенны обеспечивается сдвигом фазы между щелями 90°. Однако эта антенна имеет сложное запитывающее устройство, требующее для реализации использования отдельного делителя амплитуды и фазы.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции щелевой антенны за счет упрощения конструкции амплитудно-фазового делителя и возбудителя крестообразной щели и повышение надежности конструкции за счет уменьшения количества конструктивных элементов.

Технический результат достигается тем, что в щелевой антенне, содержащей цилиндрический корпус, амплитудно-фазовый делитель и возбудитель крестообразной щели, излучающей эллиптически поляризованную электромагнитную волну, в отличие от известного, в ней амплитудно-фазовый делитель и возбудитель крестообразной щели выполнены в виде однозаходной цилиндрической спирали, которая установлена на первом торце цилиндрического проводящего корпуса, во втором торце которого прорезана крестообразная щель, при этом спираль закреплена на диэлектрическом кольцевом цилиндре, возбуждение спирали производится через центральный проводник коаксиальной фидерной линии, внешний проводник которой закреплен на первом торце цилиндрического корпуса.

Испытания промышленного образца предлагаемой антенны подтвердили соответствие технических характеристик поставленным целям.

Заявляемая антенна отличается от прототипа тем, что:

- возбуждение крестообразной щели производится однозаходной цилиндрической спиралью, обеспечивающей деление фазы и амплитуды для получения эллиптически поляризованной электромагнитной волны;

- однозаходная цилиндрическая спираль закрепляется на диэлектрическом кольцевом цилиндре, толщина стенки которого обеспечивает распространение электромагнитной волны внутри цилиндрического корпуса, как в коаксиальном волноводе.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемой антенны, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами:

На фиг.1 представлен вид на антенну сверху, на фиг.2 представлено сечение антенны, на фиг.3 показано сечение антенны в изометрической проекции.

Антенна содержит крестообразную щель 1, прорезанную в торце цилиндрического корпуса 2, в котором закреплен кольцевой диэлектрический цилиндр 3 и РЧ-соединитель 4, на кольцевом диэлектрическом цилиндре закреплена цилиндрическая однозаходная спираль 5.

Антенна работает следующим образом. Электромагнитная волна через РЧ-соединитель 4 возбуждает однозаходную цилиндрическую спираль 5, при этом электромагнитная волна распространяется в цилиндрическом корпусе, как в коаксиальном волноводе, причем роль центрального проводника коаксиального волновода выполняет сама спираль. Для достижения описанного эффекта спираль закрепляется на диэлектрическом кольцевом цилиндре, толщина которого подбирается для создания условий распространения описанной электромагнитной волны. Происходит вращение вектора электрического поля по оси антенны, что обуславливает автоматическое разделение электромагнитной волны по амплитуде и фазе между соответствующими щелями креста на верхнем торце цилиндрического корпуса. Возбужденная описанным образом крестовая щель излучает эллиптически поляризованную волну, направление вращения поляризации которой соответствует направлению навивки спирали. Диаметр спирали и толщина стенки кольцевого диэлектрического цилиндра подбираются так, чтобы обеспечить согласование антенны в требуемом частотном диапазоне при помощи численных методов с использованием расчетных программ (HFSS, CST и др.). Параметры диаграммы направленности и входных сопротивлений не зависят от количества полных витков спирали (должно быть не менее одного витка) и высота антенны может варьироваться в широких пределах. Это необходимо, например, когда антенна находится в гермоконтуре космического аппарата, где для преодоления толщины корпуса и теплозащитных покрытий требуется существенная ее строительная высота.

Щелевая антенна, содержащая цилиндрический корпус, амплитудно-фазовый делитель и возбудитель крестообразной щели, излучающей эллиптически поляризованную электромагнитную волну, отличающаяся тем, что амплитудно-фазовый делитель и возбудитель крестообразной щели выполнены в виде однозаходной цилиндрической спирали, которая установлена на первом торце цилиндрического проводящего корпуса, во втором торце которого прорезана крестообразная щель, при этом спираль закреплена на диэлектрическом кольцевом цилиндре, возбуждение спирали производится через центральный проводник коаксиальной фидерной линии, внешний проводник которой закреплен на первом торце цилиндрического корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании малогабаритных антенных устройств для аппаратуры связи и передачи данных в СВ, KB и УКВ диапазонах частот.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для использования в аппаратуре связи преимущественно на подвижных объектах в качестве низкопрофильного излучателя и приемника электромагнитного поля.

Изобретение относится к регулируемой антенне плоского типа. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны приемного устройства спутниковой навигации. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны приемного устройства спутниковой навигации. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны приемного устройства спутниковой навигации. .

Изобретение относится к технике антенн уменьшенного размера, основанных на новой геометрии кривых, заполняющих пространство (КЗП). .

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для работы в составе средств радиосвязи гектометрового диапазона между подвижными объектами на железнодорожном транспорте. Техническим результатом является уменьшение в 4 раза длины и увеличение в 3-5 раз дальности действия при расширении полосы пропускания частот с 20 кГц до 27 кГц, повышение точности и существенное снижение трудоемкости согласования и настройки. Предложена антенна малогабаритная коротковолновая, содержащая излучатель, выполненный в виде провода, намотанного по спирали на диэлектрическую трубу, входной соединитель и устройство согласования и настройки, которое соединено первым входом с центральным проводом входного соединителя, вторым входом через провод заземления с крышей транспортного средства, а выходом с входом излучателя, при этом устройство согласования и настройки помещено в герметичный колпак, который надет на диэлектрическую трубу излучателя, а излучатель снаружи защищен герметичным покрытием и закреплен на крыше транспортного средства при помощи двух держателей, которые выполнены с возможностью перемещения излучателя относительно крыши транспортного средства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к широкополосным микрополосковым антенным системам с пониженной чувствительностью к многолучевому приему. Технический результат - получение широкополосной микрополосковой антенной системы небольшого размера с широкой полосой пропускания и низкой чувствительностью к многолучевому приему. Широкополосная микрополосковая антенная система содержит плоскость заземления, содержащую: первую поверхность, имеющую первый поперечный размер; и полость, заполненную воздухом, причем полость содержит вторую поверхность, имеющую второй поперечный размер; и поверхность боковой стенки, имеющую первую высоту; и излучающий элемент, имеющий третий поперечный размер, причем излучающий элемент расположен поперечно в пределах полости, имеет вторую высоту от первой поверхности, причем вторая высота больше нуля и не больше чем 0,05λ, где λ - длина волны в свободном пространстве для широкополосной микрополосковой антенной системы, и имеет третью высоту от второй поверхности, и отделен от плоскости заземления воздухом; и проводник, соединенный с излучающим элементом и выполненный с возможностью ввода электромагнитных сигналов в излучающий элемент. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - повышение быстродействия фазированной антенной решетки. Волноводная антенная решетка, содержащая решетку излучателей и дополнительную решетку, излучатели расположены в узлах основной плоской двумерной сетки и выполнены в виде многосекционных сочленений отрезков волноводов, которые заполнены диэлектриками, отрезки волноводов имеют оси, параллельные друг другу и перпендикулярные плоскости решетки, дополнительная решетка выполнена из пассивных рассеивателей, которые расположены вне излучателей в узлах дополнительной плоской двумерной сетки, которая параллельна основной плоской двумерной сетке, при этом пассивные рассеиватели выполнены в виде электрических и магнитных диполей, оси которых перпендикулярны плоскости решетки. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при конструировании малогабаритных печатных антенн, в частности, встроенных в приемопередающие модули или составляющих антенные решетки. Технический результат - создание нового варианта антенны, повышающего в четыре раза симметричность ДН антенны, обеспечивающего развязку расположенных рядом излучателей и более чем в два раза уменьшающего провал ДН. Для этого в антенну введена апертура, соединенная по периметру кругового отверстия проводящими штырями с основанием. Это позволило создать внутренний экранированный объем со свойствами резонатора, в котором энергия поверхностных волн за счет отражения от штырей возвращается в излучатель, что приводит к увеличению усиления антенны. 5 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании аппаратуры связи для ДВ и СВ диапазонов частот. Сущность: емкостная антенна для ДВ и СВ диапазонов частот и способ ее перестройки содержит устройство согласования и развернутый в пространстве емкостной элемент, обкладки которого выполнены в виде двух плоских токопроводящих пластин, одна из которых располагается горизонтально, а другая устанавливается выше и перпендикулярно к ней. Последовательно с емкостным элементом включен блок перестройки частоты, содержащий вращающиеся диэлектрический и токопроводящий цилиндры, на которых оголенным проводом намотана катушка индуктивности. В процессе перестройки частоты провод перематывается с диэлектрического цилиндра на токопроводящий, где витки провода электрически закорачиваются. При этом индуктивность катушки, а значит, и резонансная (рабочая) частота антенного контура изменяются. Технический результат: снижение общей высоты емкостной антенны, увеличение ее КПД при излучении над токопроводящей заземленной поверхностью, а также обеспечение возможности перестройки рабочей частоты емкостной антенны в ДВ и СВ диапазонах частот. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ. Технический результат - повышение чувствительности радиочастотной антенны и качества изображения. Для этого радиочастотная (РЧ) передающая и/или приемная антенна выполнена, в частности, в форме катушечной структуры, или катушки, или конструкции контура, имеющая один или более схемных проводников, в частности, для использования в системе магнитно-резонансной визуализации (МРВ) или магнитно-резонансном (МР) сканере, для передачи РЧ сигналов возбуждения (поле Bi) для возбуждения ядерных магнитных резонансов (ЯМР) и/или для получения ЯМР сигналов релаксации. РЧ антенна обеспечена так, что она может легко адаптироваться в соответствии с применением, которое требует большого проема через РЧ антенну или способности параллельной визуализации. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Улучшенный патч-излучатель отличается следующими дополнительными признаками: излучательная поверхность (11) выполнена в виде кольцевой и/или рамочной излучательной поверхности (11), которая проходит вокруг зоны выемки (13), излучательная поверхность (11) удлинена с переходом на боковые поверхности, соответственно, боковые стенки (3с), и на боковых поверхностях, соответственно, боковых стенках (3с), образована гальванически соединенная с излучательной поверхностью (11) излучательная структура (18) боковых поверхностей, которая в окружном направлении боковых поверхностей, соответственно, боковых стенок (3с), содержит участки (19) боковых излучательных поверхностей, между которыми предусмотрены электрически не проводящие зоны (20) выемки. Технический результат: уменьшение объема антенны относительно ее широкополосности. 30 з.п. ф-лы, 42 ил.
Наверх