Вибраторная решетка



Вибраторная решетка

 


Владельцы патента RU 2488202:

Лобова Галина Николаевна (RU)
Кисмерешкин Владимир Павлович (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВА" (ООО "ИННОВА") (RU)

Заявленное изобретение относится к области техники СВЧ. Технический результат состоит в обеспечении равномерного СВЧ-излучения по длине и ширине (площади) облучаемого объекта. Для этого предложена вибраторная решетка, выполненная в виде коллинеарной антенной решетки, расположенная внутри зеркального параболического проводящего цилиндра, который имеет фокальную ось О-О, вдоль которой расположена однопроводная линия передачи с подведенными к ней узлами возбуждения поверхностных волн. Узлы возбуждения присоединены к генераторам СВЧ-колебаний, которые расположены вне зоны зеркального проводящего цилиндра. Каждый генератор соединен с конкретным узлом возбуждения поверхностной волны, расположенным симметрично между вибраторами. По обе стороны коллинеарной антенной решетки, расположенной на однопроводной линии передачи, размещены одинаковые рефлекторы. Рефлекторы представляют собой пластину из проводящего материала и служат для отражения падающей поверхностной волны Е-типа. Изобретение относится к области техники СВЧ, в том числе - к антенной технике, для концентрации СВЧ-энергии на определенной поверхности (площади) и может найти свое применение в сельском хозяйстве и лесной отрасли для сушки облучаемых объектов с помощью СВЧ-излучения для обеспечения равномерного СВЧ-излучения по всей длине и ширине (площади) облучаемого объекта. 1 ил.

 

Изобретение относится к области техники СВЧ, в том числе - к антенной технике, для концентрации СВЧ-энергии на определенной поверхности (площади) и может найти свое применение в сельском хозяйстве и лесной отрасли для сушки облучаемых объектов с помощью СВЧ-излучения для обеспечения равномерного СВЧ-излучения по всей длине и ширине (площади) облучаемого объекта.

Известна малогабаритная СВЧ-сушилка для леса мод. «МС-2» [Малогабаритная СВЧ-сушилка для леса мод. «МС-2» // http://www.kodosagregat.ru/z12st4.htm], позволяющая при значительной скорости сушки добиться высококачественного высушенного материала с помощью СВЧ-излучения.

В малогабаритной СВЧ-сушилке рабочая камера, в которой осуществляется сушка, представляет блок магнетронов и системы распределения энергии электромагнитного поля в диапазоне СВЧ по длине камеры.

Недостатками СВЧ-сушилки являются трудности концентрации мощности СВЧ-генераторов, распределения плотности энергии вдоль камеры в узкой области, в которой происходит облучение.

Известна вибраторная решетка [Патент №2190907], содержащая однопроводную линию передачи поверхностной волны и вибраторную решетку, образованную размещением вибраторов коллинеарно проводу однопроводной линии передачи поверхностной волны.

При возбуждении однопроводной линии передачи устанавливается соответствующая поверхностной волне структура электромагнитного поля Е00-типа, содержащая радиальную и продольную составляющие электрического поля и соответствующую составляющую магнитного поля. Вибраторы решетки выполнены в виде цилиндров, надетых на провод, и установлены на проводе вдоль продольной составляющей напряженности электрического поля, радиальная составляющая поля не наводит электрический ток, т.к. перпендикулярна оси вибратора.

Совокупность недостатков аналога и особенности прототипа позволяют поставить задачу изобретения.

Задачей изобретения является создание конструкции, позволяющей обеспечить равномерное СВЧ-излучение по длине и ширине (площади) облучаемого объекта.

Предложена вибраторная решетка, выполненная в виде коллинеарной антенной решетки, расположенная внутри зеркального параболического проводящего цилиндра, который имеет фокальную ось О-О, вдоль которой расположена однопроводная линия передачи с подведенными к ней узлами возбуждения поверхностных волн. Такие узлы возбуждения присоединены к генераторам СВЧ-колебаний, которые расположены вне зоны зеркального проводящего цилиндра. Каждый генератор соединен с конкретным узлом возбуждения поверхностной волны, расположенным симметрично между вибраторами. По обе стороны коллинеарной антенной решетки, расположенной на однопроводной линии передачи, размещены одинаковые рефлекторы. Такой рефлектор представляет пластину из проводящего материала и служит для отражения падающей поверхностной волны Е-типа.

На фиг.1 изображена схема вибраторной решетки.

Вибраторная решетка, выполнена в виде коллинеарной антенной решетки 1, состоящей из вибраторов (n, n1, n2……nn, nn+1) 2 и расположенной внутри зеркального параболического проводящего цилиндра 3, который имеет фокальную ось О-О. Вдоль фокальной оси О-О расположена однопроводная линия передачи (далее ОЛП) 4, выполненная в виде провода, с подведенными к ней узлами возбуждения поверхностной волны 5, выполненных в виде трансформатора, и преобразующих волну Т-типа в волну Е-типа (Е00) и присоединенных к генераторам СВЧ-колебаний 6 (N1, N2……Nn, Nn+1), расположенных вне зеркального параболического проводящего цилиндра 3, каждый из которых соединен с конкретным узлом возбуждения поверхностной волны 5, расположенным симметрично между вибраторами: N1 между n и n1, N2 между n1 и n2… Nn+1 между nn и nn+1. Вибраторы 2 представляют собой, в данном конкретном случае, объемные тела с проводящими цилиндрическими поверхностями, надетыми на диэлектрическую поверхность ОЛП 4 - линия Губо [Ефимов И.Е. Радиочастотные линии передачи. - М.: Сов. Радио, 1964, 600 с., стр.457-486]. Коллинеарная антенная решетка 1 расположена на фокальной оси зеркального параболического проводящего цилиндра, который предназначен для отражения падающей на него волны СВЧ-излучения, созданного вибраторами коллинеарной антенной решетки.

Вибраторная решетка для концентрации энергии на поверхности функционирует следующим образом.

Сигнал, поступающий от генераторов СВЧ-колебаний 6 (N1, N2……Nn, Nn+1) через узлы возбуждения 5, возбуждает ОЛП 4 поверхностной волны, структура поля которой содержит как радиальную, так и продольную составляющие электрического поля [Ефимов И.Е. Радиочастотные линии передачи. - М.: Сов. Радио, 1964, 600 с., стр.457-486]. Вибраторы, расположенные в ОЛП 4, под действием продольной составляющей напряженности электрического поля возбуждаются и переизлучают энергию электромагнитного поля в виде Т-волны, которая, распространяясь внутри объема параболического цилиндра, выходит из раскрыва диаметром D и длиной l параллельными лучами (Фиг.1). Радиальная составляющая напряженности электрического поля не приводит к возбуждению вибраторов, т.к. она перпендикулярна оси вибратора. Излучение вибраторной решетки, приходящее в раскрыв параболического цилиндра, равномерно распределяется между каждым вибратором из своей совокупности. Следовательно, энергия, приходящаяся на единицу площади S раскрыва зеркального параболического цилиндра (плотность энергии), будет одинаковой. Степень возбуждения вибраторов определяют коэффициентом связи «К» вибратора с поверхностной волной из расчета достижения равномерного распределения энергии переизлучаемого поля Т-типа по длине коллинеарной решетки - l, осуществляемого под действием продольной составляющей напряженности электрического поля:

K = P n P , где

P - мощность энергии СВЧ, переносимая поверхностной волной;

Pn - мощность энергии СВЧ, образованная поверхностной волной в любом из вибраторов: n, n1, n2……nn, nn+1 рассматриваемой коллинеарной антенной решетки под действием продольной составляющей напряженности электрического поля. [Кисмерешкин В.П., Лобова Г.Н. Моделирование линейной антенной решетки на основе однопроводной линии передачи // Приборы и техника эксперимента. 1996. №5. С.85-86].

Излучение коллинеарной антенной решетки, распространяясь внутри зеркального параболического цилиндра, отражается от его поверхности и равномерно концентрируется на площади раскрыва параболического цилиндра S (Фиг.1).

Вибраторная решетка, расположенная на фокальной оси О-О, равномерно излучает СВЧ-энергию по всей длине коллинеарной антенной решетки 1 в ортогональной плоскости ОЛП 4, обеспечивая тем самым концентрацию потока СВЧ-излучения на площади раскрыва зеркального параболического цилиндра S (Фиг.1)

S=D·l, где

D - диаметр раскрыва зеркального параболического проводящего цилиндра;

l - длина коллинеарной антенной решетки.

Рефлекторы 7, установленные на ОЛП 4 по обе стороны коллинеарной антенной решетки 1 на расстоянии L друг от друга, представляют собой пластину, выполненную из тонкого слоя проводящего материала. Рефлекторы предназначены для отражения падающей на них поверхностной волны Е-типа.

Учитывая, что генераторы СВЧ-колебаний 6 (N1, N2……Nn, Nn+1) расположены вне зоны зеркального параболического проводящего цилиндра 3 и каждый из них соединен с конкретным узлом возбуждения поверхностной волны 5, расположенным симметрично между вибраторами: N1 между n и n1, N2 между n1 и n2…Nn+1 между nn и nn+1, происходит возбуждение поверхностных волн в ОЛП 4. Каждый из генераторов СВЧ-колебаний 6 не зависит от функционирования других генераторов и передает ОЛП 4 с помощью узлов возбуждения поверхностной волны 5 мощность, которая преобразуется в мощность электромагнитного поля со структурой поверхностной волны Е00. В ОЛП 4 распространяется суммарная мощность электромагнитного поля от всех независимых генераторов 6, которая преобразуется в поверхностную волну Е-типа. От каждого узла возбуждения 5 поверхностная волна распространяется в обе стороны провода ОЛП 4 от места соединения конкретного узла возбуждения. Таким образом, в ОЛП имеем одновременное распространение поверхностной волны вдоль оси провода в двух направлениях. Поверхностные волны, распространяясь в ОЛП, дойдя до рефлекторов 7, отражаются от них. В результате в ОЛП одновременно устанавливается режим бегущих и отраженных поверхностных волн, наложение которых друг на друга образует результирующую стоячую поверхностную волну [Максимов В.М. Линии передачи СВЧ-диапазона. Учебное пособие для вузов. - М.: САЙНС-ПРЕСС, 2001. - 80 с., стр.15-28, 21].

Таким образом, предложена вибраторная решетка, преимуществами которой являются:

во-первых, достигается равномерное распределение плотности СВЧ-излучения;

во-вторых, излучение вибраторной решетки распространяется внутри зеркального параболического цилиндра, которое отражается от его поверхности и на основе оптического свойства выходит параллельными лучами через раскрыв параболического цилиндра. Поверхность параболического цилиндра, без учета поверхности раскрыва, обеспечивает экранирование излучения внутри зеркального параболического цилиндра.

в-третьих, расположение генераторов симметрично между вибраторами позволяет с помощью узлов возбуждения получить результирующую поверхностную стоячую волну на всей длине коллинеарной антенной решетки, ограниченной с обоих концов рефлекторами.

Предложенное техническое решение относится к области техники СВЧ, в том числе - к антенной технике, для концентрации СВЧ-энергии на определенной поверхности (площади) и может найти свое применение в сельском хозяйстве и лесной отрасли для сушки облучаемого объекта с помощью СВЧ-излучения с обеспечением равномерного СВЧ-излучения по всей длине и ширине облучаемого объекта.

Вибраторная решетка, содержащая однопроводную линию передачи поверхностной волны и размещенные вдоль нее вибраторы, отличающаяся тем, что вибраторная решетка выполнена в виде коллинеарной антенной решетки, состоящей из вибраторов (n, n1, n2…nn, nn+1) и расположена внутри зеркального параболического проводящего цилиндра, который имеет фокальную ось О-О, вдоль которой расположена однопроводная линия передачи с подведенными к ней узлами возбуждения поверхностной волны, присоединенных к генераторам СВЧ колебаний (N1, N2… Nn, Nn+1) и расположенных вне зоны зеркального параболического проводящего цилиндра, каждый из которых соединен с конкретным узлом возбуждения поверхностной волны, расположенным симметрично между вибраторами: N1 - между n и n1, N2 - между n1 и n2… Nn+1 - между nn и nn+1, кроме того, по обе стороны коллинеарной антенной решетки на однопроводной линии передачи на расстоянии L друг от друга расположены рефлекторы, представляющие собой пластину, выполненную из тонкого слоя проводящего материала, и служащие для отражения падающей на них поверхностной волны Е-типа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к микрополосковым антеннам для применения в глобальных навигационных спутниковых системах (GNSS). .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для быстрого электрического сканирования лучом антенной решетки (АР). .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на базовых станциях сети сотовой радиосвязи для обеспечения излучения сигнала с переключаемой поляризацией, а именно: возможностью установки линейной вертикальной поляризации, линейной горизонтальной поляризации или круговой поляризации правого или левого вращения, при использовании штатных антенн базовых станций с кросс-поляризацией, то есть двойной +45° и -45° наклонной поляризацией.

Изобретение относится к радиоэлектронной аппаратуре, в частности к конструкции корпуса изделия, используемого в радиоэлектронной промышленности. .

Изобретение относится к радиотехнике КВЧ диапазона и может быть использовано в радиолокационных системах с электрическим сканированием луча антенны, излучающей и принимающей электромагнитные волны с круговой поляризацией поля.

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к области техники СВЧ, а более конкретно - к антенной технике для концентрации СВЧ энергии вдоль линии. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и, в частности, заявленная подземная антенна (ПА) может быть использована в качестве приемной или передающей антенны в коротковолновом (KB) или в ультракоротковолновом (УКВ) диапазонах.

Изобретение относится к конструктивному исполнению элементов радиотехнических систем и может быть использовано в качестве антенно-мачтового устройства для радиорелейных станций, работающих в полевых условиях

Изобретение относится к области радиоэлектроники

Изобретение относится к антеннам, а именно к планарному излучающему элементу с дуальной поляризацией, в котором явление электростатических разрядов минимизировано, и к антенной решетке, содержащей такой излучающий элемент

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при решении задач радиопеленгации с помощью переносных (малогабаритных) средств в декаметровом и метровом диапазонах радиоволн. Технический результат - повышение точности определения азимута на источник радиоизлучений и обеспечение возможности для автоматического слежения за его перемещениями. Переносной амплитудный радиопеленгатор содержит штыревую 1 и рамочную 2 антенны, основной 3.1 и дополнительный 3.2 приемные каналы, вычитающее устройство 4, усилитель 5 низкой частоты, телефон 6, входные цепи 7.1 и 7.2, усилители 8.1 и 8.2 высокой частоты, преобразователи 9.1 и 9.2 частоты, усилители 10.2 и 10.2 промежуточной частоты, детектор 11.1 и 11.2, платформу 12, редуктор 13, указатель 14 угла, блок 15 деления, пороговый блок 16, ключи 17 и 20, фазовый детектор 18, блок 19 формирования управляющего напряжения, мотор 21 и сумматор. 5 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников. Для этого приемная гидроакустическая антенна состоит из вычислительного блока и гидроакустических приемников, жестко закрепленных на корпусе, при этом на корпус антенны установлен широкополосный генератор механических вибраций, колебания которого при проведении диагностики передаются на ее корпус, а генератор управляется командами от вычислительного блока, причем механические колебания корпуса антенны, вызванные вибратором в местах установки гидроакустических приемников, заранее определены и известны. При работе вибратора происходит измерение вычислительным блоком выходных сигналов гидроакустических приемников, на основании чего делается вывод об их работоспособности и производится определение амплитудно-частотных характеристик. Это позволяет осуществлять оперативный контроль работоспособности гидроакустических приемников и измерять их амплитудно-частотные характеристики для формирования корректирующих коэффициентов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

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.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к активным фазированным антенным решеткам (АФАР), которые предназначены для использования в РЛС. Техническим результатом является создание элемента АФАР отражательного типа с более высоким коэффициентом полезного действия и более низким уровнем шумов, способного работать в составе АФАР отражательного типа с двумя ортогональными круговыми поляризациями. Элемент активной фазированной антенной решетки отражательного типа, содержащий излучатель, фазовращатель проходного типа, усилитель, волноводный селектор круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций, вход которого соединен с выходом фазовращателя, входом соединенным с излучателем, при этом выходы волноводного селектора круговых поляризаций с функцией преобразователя поляризаций подключены ко входам волноводно-полосковых переходов, к выходам которых подключен усилитель. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области антенной техники. Технический результат - повышение эксплуатационных возможностей решетки. Способ размещения элементов на разреженной фазированной антенной решетке, при котором на регулярной сетке узлов элементы размещают по методу двумерных разностных множеств, отличается тем, что фазированную антенную решетку формируют из набора подрешеток, каждая из которых состоит из φ(m)-1 элементов, где числовой модуль m принимает значения pα, 2рα, α - число натурального ряда, p - простое число, φ(m) - функция Эйлера, и максимальное количество подрешеток равно φ(φ(m)) - числу первообразных корней числа m, при этом каждый из φ(m)-1 элементов данной подрешетки размещают в узлах сетки по одному на каждом столбце и не более чем по одному, на каждой строке так, что для j-го элемента номер строки k определяют по заданному номеру столбца j по правилу: k=(gl)jmodm, где gl - l-й первообразный корень числа m, l принимает значения от 1 до значения, равного числу первообразных корней модуля m: φ(φ(m)), номер столбца j изменяется от 1 до φ(m)-1, номер строки k изменяется в диапазоне от 1 до m, принимая все значения за исключением кратных m. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил.

Изобретение относится к антенной технике радиосистем навигации, посадки, управления воздушным движением. Технический результат - обеспечение устойчивой работы самолетного радиооборудования UHF частотного диапазона при круговом обзоре пространства в азимутальной плоскости, в том числе в интерференционных зонах и в L, S частотных диапазонах при значительных кренах летательного объекта. Система содержит передние UHF антенну, две L, S антенны горизонтальной поляризации, L, S антенну вертикальной поляризации, задние UHF, L, S антенну горизонтальной поляризации и L, S антенну вертикальной поляризации, коммутационно-разделительное устройство, устройство управления, пять коммутаторов на два направления, пять частотно-разделительных устройств, управляемый фазовращатель. Устройство управления входами соединено с UHF, L, S радиооборудованием, гировертикалью, определителем курсового угла радиомаяка, а выходами - с коммутационно-разделительным устройством, коммутаторами и фазовращателем. Коммутаторы соединены с одной стороны с коммутационно-разделительным устройством, а с другой стороны с антеннами непосредственно или через частотно-распределительные устройства, а с задней антенной горизонтальной поляризации - через фазовращатель. 3 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиосвязи и радиоконтроля. Технический результат - повышение помехоустойчивости приема сообщений путем повышения чувствительности, динамического диапазона по интермодуляции и надежности. Для этого приемный радиоцентр (ПРЦ) дополнительно содержит антенную систему (АС) из n направленных антенн, соответствующих n многоканальным радиоприемным устройствам (МРПУ), n двунаправленных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), n блоков обработки сигналов (БОС), локальную вычислительную сеть (ЛВС), центр управления каналами радиоприема (ЦУКР), при этом каждое МРПУ содержит входное устройство (ВУ), первый мультиплексор/демультиплексор, первый оптоэлектронный/электронно-оптический преобразователь, первый оптический приемопередатчик, а каждый из m аналоговых каналов (АК) содержит первый блок перестраиваемых фильтров (1БППФ), второй блок управления и контроля (2БУК), управляемый усилитель радиочастоты (УУРЧ), второй блок перестраиваемых фильтров (2БППФ), первый управляемый аттенюатор (1УА), первый управляемый коммутатор (1УК), преобразователь частоты (ПрЧ), управляемый усилитель промежуточной частоты (УУПЧ), второй блок фильтров промежуточной частоты (2БФПЧ), второй управляемый коммутатор (2УК), второй управляемый аттенюатор (2УА) и блок аналого-цифрового преобразования (БАЦП). 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх