Многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна



Многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна
Многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна
Многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна

 


Владельцы патента RU 2505892:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к антенной технике, находящей широкое применение в радиотехнике, в радиосвязи, в радиолокации, в радионавигации, где требуются широкополосные или сверхширокополосные антенны, обладающие однонаправленной диаграммой направленности. Технический результат - снижение коэффициента стоячей волны антенны по входу, снижение уровня обратного излучения и достижения постоянства формы диаграммы в широком диапазоне частот и обеспечение постоянства фазового центра антенной системы. Для этого V-образная многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна содержит пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, конусы образованы 2N металлическими полосками, являющимися плечами вибраторов и расположенными попарно друг против друга на боковых поверхностях конусов, металлический рефлектор, внутренний объем этих конусов разделен круговыми пластинками, параллельными основанию конуса, на ряд полостей, заполненных диэлектриком с заданным значением относительной диэлектрической проницаемости и образующих последовательную цепочку полупрозрачных полых резонаторов, резонансные частоты которых образуют логопериодическую последовательность или последовательность, близкую к логопериодической. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к радиотехнике, более конкретно к антенной технике.

В ряде направлений радиотехники - в радиосвязи, радиолокации, радионавигации - требуются широкополосные и сверхширокополосные антенны, обладающие однонаправленной диаграммой направленности (ДН). Диаграмма направленности такой формы необходима, например, для облучателей зеркальных антенн. Из уровня техники известно, что широкополосные и широкодиапазонные антенны необходимы, например, для радиосвязи с использованием широкополосных сигналов, для радиолокации с использованием волн Хармута (Л.4). Выполнить антенну, обладающую указанными выше свойствами, можно, используя биконическую V-образную антенну, являющуюся прототипом (Л. 1-3) заявленного изобретения. Однако диаграмма направленности, коэффициент стоячей волны (КСВ) и фазовый центр такой антенны будут существенно зависеть от частоты.

Технический результат состоит в снижении коэффициента стоячей волны антенны по входу, снижении уровня обратного излучения и достижения постоянства формы диаграммы в широком диапазоне частот и обеспечении постоянства фазового центра антенной системы.

Для этого V-образная многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна содержит пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, подключенную к вершинам конусов, конусы образованы 2N металлическими полосками, являющимися плечами вибраторов и расположенными попарно друг против друга на боковых поверхностях конусов, ограниченных основанием в виде круга (вид А-А), оси симметрии конусов расположены в одной плоскости, а перпендикулярно этой плоскости размещен плоский металлический рефлектор. Внутренний объем этих конусов разделен круговыми пластинками, параллельными основанию конуса, на ряд полостей, заполненных диэлектриком с заданным значением относительной диэлектрической проницаемости и образующих последовательную цепочку полупрозрачных полых резонаторов, резонансные частоты которых образуют логопериодическую последовательность или последовательность, близкую к логопериодической.

Дополнительно может быть введена вторая пара полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, оси симметрии плеч вибраторов второй пары полых конусов расположены в другой плоскости, причем обе плоскости взаимно перпендикулярны друг другу, вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором для создания постоянного фазового центра, причем цепи питания обоих пар полых конусов соединены параллельно для снижения входного сопротивления и сглаживания формы главного лепестка диаграммы направленности вибраторной антенны.

На Фиг.1 показана заявленная К-образная антенна.

На Фиг.2 приведен эскиз одного плеча антенны.

На Фиг.3 показан второй вариант заявленной F-образной антенны. Антенна содержит:

а) пару полых конусов, образованных металлическими полосками 1, расположенными по образующей конусов;

б) питающую линию 3, подключенную к вершине конусов;

в) металлический рефлектор 2, расположенный в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой лежат оси симметрии конусов;

г) металлические круговые пластины 4, разделяющие внутренний объем конусов на ряд резонансных полостей.

Необходимый технический результат достигается выполнением плеч биконической V-образной антенны из ряда полупрозрачных резонаторов, резонансные частоты которых следуют в логопериодическом или квазилогопериодическом порядке.

Эскиз одного плеча V-образного вибратора изображен на Фиг.2. Металлические разделительные пластины отстоят от вершин конусов на расстояния соответственно L0, L1, L2, Ln…, связанные между собой соотношением (для логопериодической структуры).

L1=L0·τn,

где

L0 - расстояние (по образующей конуса) от крышки конуса до его вершины,

n - номер резонатора (n=0, 1, 2...),

Ln - расстояние n-ой пластины (по образующей конуса) до вершины конуса,

τ - некоторая константа, меньше единицы.

Внутренние объемы резонаторов заполняются диэлектрическим порошком, относительная диэлектрическая проницаемость которого ε1 выбирается таким образом, чтобы резонансная частота самого большого по размеру резонатора ω0 и резонансная частота самого малого резонатора ωn/n=W соответствовали рабочему диапазону частот рассматриваемой антенной системы.

Приведенная система образует длинную линию с плавающей точкой отсечки тока, возбуждаемого на поверхности плеч V-образного биконического вибратора. При правильном выборе L0, ω0 к τ и W входное сопротивление антенны и ее диаграмма направленности будут почти постоянными в широком диапазоне частот, причем при увеличении числа резонаторов W увеличивается диапазонность работы антенны, а при τ→1 ее входное сопротивление стремится к постоянной величине. Особенностью предлагаемой системы является постоянство фазового центра системы, что необходимо для радиолокаторов, работающих на волнах Хармута (Л. 4).

Кроме того, дополнительно введена вторая пара полых конусов, обращенных вершинами друг к другу (см. Фиг.3), оси симметрии плеч вибраторов второй пары полых конусов расположены в другой плоскости, причем обе плоскости взаимно перпендикулярны друг другу, вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором для создания постоянного фазового центра, причем цепи питания обоих пар полых конусов соединены параллельно для снижения входного сопротивления и сглаживания формы главного лепестка диаграммы направленности вибраторной антенны.

Литература

1. Туркин В.А. Разработка излучателей сверхкоротких электромагнитных импульсов для испытаний радиотехнической аппаратуры. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2006.

2. Туркин В.А., Михеев О.В., Сахаров К.Ю., Соколов А.А. Antennas for beaming and receiving shot ultra wide band electromagnetic impulses / Information and Telecommunication Technologies in Intelligent System. Proc. of Internat. Conf. in Blanes / Barcelona, Spain, May 22-29, 2004, p.37-39.

3. Туркин В.А. Излучатели сверхширокополосных электромагнитных импульсов для испытаний телекоммуникационной и радиотехнической аппаратуры. Сборник научных трудов «Проектирование телекоммуникационных и информационных средств и систем» / Под ред. П.Н. Кечиева. - М.: МИЭМ, 2006. - С.51-60.

4. Хармут Х.Ф. Несинусоидальные волны в радиолокации и радиосвязи. - М.: изд. «Радио и связь», 1985.

1. V-образная многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна, содержащая пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, подключенную к вершинам конусов, отличающаяся тем, что конусы образованы 2N металлическими полосками, являющимися плечами вибраторов и расположенными попарно друг против друга на боковых поверхностях конусов, ограниченных основанием в виде круга, оси симметрии плеч вибраторов полых конусов расположены в одной плоскости, перпендикулярно плоскости, в которой размещен плоский металлический рефлектор, а внутренний объем конусов разделен круговыми пластинками, параллельными основанию конуса, на ряд полостей, заполненных диэлектриком с заданным значением относительной диэлектрической проницаемости и образующих последовательную цепочку полупрозрачных полых резонаторов, резонансные частоты которых образуют логопериодическую последовательность или последовательность, близкую к логопериодической.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно введена вторая пара полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, оси симметрии плеч вибраторов второй пары полых конусов расположены в другой плоскости, причем обе плоскости взаимно перпендикулярны друг другу, вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором для создания постоянного фазового центра, причем цепи питания обоих пар полых конусов соединены параллельно для снижения входного сопротивления и сглаживания формы главного лепестка диаграммы направленности вибраторной антенны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения в качестве самостоятельной сверхширокополосной антенны, либо в качестве базового элемента антенной решетки.

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к широкодиапазонным малогабаритным антеннам для радиосвязи и радиолокации. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в стационарных и мобильных системах связи в метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенно-фидерной технике, и может быть использовано для приема радиосигналов в коротковолновом диапазоне частот.

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться при конструировании сверхширокополосных антенн, работающих в непрерывном диапазоне ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании передающих и приемных антенн радиосвязи, радиовещания, телевидения, систем охранной сигнализации и телеметрии.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в системах связи дециметрового и сантиметрового диапазонов волн, в частности, в качестве широкополосной приемопередающей антенны сотовой связи, а также в радиопеленгации и нелинейной радиолокации.

Изобретение относится к антеннам метрового и дециметрового диапазонов частот и используется для обеспечения радио- и радиорелейных линий связи стационарных и подвижных (наземных и воздушных) объектов, в условиях воздействия стационарных источников непреднамеренных радиопомех.

Изобретение относится к области антенной техники и предназначено для использования в радиотехнических системах различного назначения. .

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно, к антенной технике, находящей широкое применение в радиосвязи, в радиолокации, в радионавигации, где требуются широкополосные или сверхширокополосные антенны, обладающие однонаправленной диаграммой направленности. Технический результат - увеличение широкополосности частотного диапазона и обеспечение однонаправленности антенны путем создания постоянного фазового центра, приподнятого над плоским рефлектором. Для этого V-образная однонаправленная вибраторная антенна содержит пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, подключенную к вершинам конусов. Оси симметрии плеч вибраторов полых конусов расположены в одной плоскости. Перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси симметрии плеч вибраторов полых конусов, размещен плоский металлический рефлектор. Вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором для создания постоянного фазового центра, а кромки плеч вибраторов соединены с кромкой плоского рефлектора шлейфами в форме металлических штырей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антенно-фидерным устройствам декаметрового и метрового диапазонов длин волн, и может быть использовано в системах радиосвязи стационарных узлов и объектов в условиях отрицательного воздействия внешней среды. Технический результат - повышение коэффициента усиления путем равномерного распределения тока и повышение коэффициента бегущей волны путем улучшения согласования антенны с фидером. Для этого устройство содержит активную часть, содержащую центральную секцию, левую и правую секции, расположенные симметрично относительно центральной оси антенны, и пассивную часть П-образной формы, выполняемые из пластинчатых металлических проводов и симметричного радиочастотного фидера питания, при этом центральная секция расположена на одинаковом расстоянии от боковых секций. 4 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - повышение качества приема и передачи радиосигналов в сантиметровом диапазоне длин волн. Причем обеспечивается снижение коэффициента стоячей волны в возбуждающем коаксиальном фидере до значений 1,1-1,7 во всем рабочем диапазоне частот при более высоких значениях коэффициента усиления антенны от 9,4 до 12,7 дБ. Для этого заявленная антенна по сравнению с известными антеннами имеет ширину симметричного распределительного фидера в точках присоединения вибраторов, выбранную из соотношения bn=b0·τ2,6(Ν-n-1), где n=0…N-1, где n=0 соответствует самому длинному вибратору, а n=N-1 - самому короткому. Ширина симметричного распределительного фидера в месте подключения самого короткого вибратора b0 выбрана таким образом, чтобы волновое сопротивление симметричного распределительного фидера Wл равнялось волновому сопротивлению возбуждающего коаксиального фидера Wф. Эквивалентный радиус полосковых вибраторов выбран из соотношения an=a0·τ2,5n, причем эквивалентный радиус самого длинного вибратора α0 выбран равным половине максимальной ширины симметричного распределительного фидера b0. 9 ил.

Использование: для обеспечения радиосвязи в метровом и дециметровом диапазонах длин волн подвижных объектов различного базирования. Сущность изобретения заключается в том, что кольцевая антенна содержит вибраторы логопериодических вибраторных антенн в количестве не менее четырех, размещенные в гранях условной усеченной пирамиды и запитываемые от делителей мощности, при этом вибраторы логопериодических вибраторных антенн, не выходя из прежней горизонтальной плоскости, изгибаются в направлении продольной оси логопериодической антенны так, чтобы лежать на окружностях, вписываемых в многоугольники горизонтальных поперечных сечений условной пирамиды. Технический результат: обеспечение возможности разработки устройства, позволяющего существенно снизить геометрические размеры кольцевых антенн, расширить возможности их практического применения на подвижных объектах различного, в первую очередь воздушного, базирования. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для использования в системах подвижной связи в метровом и дециметровом диапазонах волн. Предлагается способ передачи сигналов через всенаправленную кольцевую логопериодическую антенную решетку вертикальной поляризации с разделением полной рабочей полосы частот антенны на первый и второй диапазоны частот передачи. Секции первого диапазона передачи располагают между секциями второго диапазона передачи. При разделении полной рабочей полосы частот на первый и второй диапазоны частот передачи эти диапазоны частот передачи назначают с частичным перекрытием полос передачи первого и второго диапазонов частот передачи и сигналы, попадающие в зону перекрытия частот этих двух диапазонов частот передачи и имеющие совпадающие выделенные частоты передачи, передают по обоим диапазонам передачи через все секции антенной решетки. Предлагается также антенна, реализующая этот способ. Технический результат заключается в расширении полосы частот всенаправленной кольцевой антенной решетки за счет снижения влияния эффекта увеличения электрического радиуса решетки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх