Сверхлегкое устройство подавления многолучевости

Изобретение относится к устройствам типа чок-ринг, используемым в глобальных навигационных спутниковых системах (ГНСС) для борьбы с многолучевостью. Технический результат - уменьшение веса устройства при сохранении прочности и устойчивости конструкции к вибрационным нагрузкам. Сверхлегкое устройство подавления многолучевости, состоящее из трех металлических слоев, которые имеют формы полых цилиндров, при этом слои объединены общим сплошным проводящим основанием и высотой около четверти длины волны, при этом основание представляет собой тонкий слой металлизации, а форма устройства выполнена из легкого радиопрозрачного материала с низкой относительной диэлектрической проницаемостью, и в этой радиопрозрачной форме выполнены отверстия для пропускания проволоки или металлических штырей. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относиться к устройствам типа чок-ринг, используемым в глобальных навигационных спутниковых системах (ГНСС) для борьбы с многолучевостью.

Известны устройства типа чок-ринг, широко описанные в зарубежной литературе. Tranquilla, J.M., Cam, J.P., Al-Rizzo, Н.М., Analysis of a Choke Ring Groundplane for Multipath Control in Global Positioning System (GPS) Applications. // IEEE Transactions on antennas and propagation. 1994. Vol.42. №7, pp.905-911. Kunysz, W., A Three Dimensional Choke Ring Ground Plane Antenna, proceedings of ION. September 2003.

Недостатком этих устройств является их большой вес. Описанные устройства выполняют из металла с большой толщиной, что ограничивает область применения антенного устройства в целом.

Патент US 6040805, МПК: H01Q 13/00 от 21 марта 2000 г. Принято за прототип.

В прототипе, как и в заявленном устройстве, осуществляется борьба с многолучевостью в тракте спутник-приемник ГНСС. В прототипе корпус устройства выполнен из металла большой толщины и диэлектрика с высокой относительно диэлектрической проницаемостью. Недостатком прототипа является большой вес, ограничивающий его применимость для мобильных объектов. Изобретение не обладает данным недостатком.

Целью изобретения являлось получение устройства типа чок-ринг, не уступающего прототипу по электрическим параметрам (отношение вперед/назад и др.), но имеющим значительно меньший вес при сохранении прочности и устойчивости конструкции к вибрационным нагрузкам. Для достижения вышеуказанных характеристик была применена комбинированная конструкция устройства. Легкая радиопрозрачная форма, задающая жесткость и прочность конструкции, может быть выполнена из материала с низкой (менее 1,5) относительной диэлектрической проницаемостью. Электрические характеристики достигаются за счет пропускания в форме проволоки или наличия фольгированного слоя, или металлических штырей. Единое для всей конструкции основание представляет собой тонкий слой металлизации, возможно использование фольгирования. Изобретательский уровень достигается за счет получения электрических параметров, не уступающих прототипу, но при использовании значительно более тонких проводящих слоев.

На Фиг.1 показано устройство типа чок-ринг в изометрии, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, легкой радиопрозрачной формы 2 и корпуса 3, на который устанавливается антенна. Легкая радиопрозрачная форма 2 состоит из трех или более цилиндрических концентрически расположенных колец. Высота легкой радиопрозрачной формы 2 для обеспечения электрических параметров должна быть в пределах от 0,25 до 0,3 длины волны, на которой требуется работа устройства. При работе на частотах L1 ГНСС ГЛОНАСС/GPS высоты должны быть в пределах от 47 мм до 55 мм.

На Фиг.2 показано устройство типа чок-ринг в изометрии, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3, сплошной легкой радиопрозрачной формы 4 и проволоки 5. В сплошной легкой радиопрозрачной форме 4 выполнены отверстия для проволоки 5 с угловым шагом не более 5° для обеспечения электрических параметров устройства. Высота сплошной легкой радиопрозрачной формы 4 для обеспечения электрических параметров должна быть в пределах от 0,25 до 0,3 длины волны, на которой требуется работа устройства. При работе на частотах L1 ГНСС ГЛОНАСС/GPS высоты должны быть в пределах от 47 мм до 55 мм.

На Фиг.3 показано устройство типа чок-ринг в изометрии, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3, проволоки 5 и фрезерованной легкой радиопрозрачной формы 6. Фрезерованная легкая радиопрозрачная форма 6 представляет собой сплошную легкую радиопрозрачную форму 4, в которой часть радиопрозрачного материала удалена. Радиопрозрачный материал оставляют вблизи отверстий для проволоки 5 (не менее 10 мм) с целью обеспечения жесткости конструкции и правильного вертикального положения проволоки. При фрезеровке оставляют радиопрозрачный материал у основания устройства (не менее 10 мм). Высота фрезерованной легкой радиопрозрачной формы 6 для обеспечения электрических параметров должна быть в пределах от 0,25 до 0,3 длины волны, на которой требуется работа устройства. При работе на частотах L1 ГНСС ГЛОНАСС/GPS высоты должны быть в пределах от 47 мм до 55 мм.

На Фиг.4 показано устройство типа чок-ринг в изометрии, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3, сплошной легкой радиопрозрачной формы 4 и тонких металлических штырей 7. В сплошной легкой радиопрозрачной форме 4 выполнены отверстия для тонких металлических штырей 7 с угловым шагом не более 5° для обеспечения электрических параметров устройства. Высоты сплошной легкой радиопрозрачной формы 4 и тонких металлических штырей 7 для обеспечения электрических параметров должны быть в пределах от 0,25 до 0,3 длины волны, на которой требуется работа устройства. При работе на частотах L1 ГНСС ГЛОНАСС/GPS высоты должны быть в пределах от 47 мм до 55 мм.

На Фиг.5 показано устройство типа чок-ринг в изометрии, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3, фрезерованной легкой радиопрозрачной формы 6 и тонких металлических штырей 7. Фрезерованная легкая радиопрозрачная форма 6 представляет собой сплошную легкую радиопрозрачную форму 4, в которой часть радиопрозрачного материала удалена. Радиопрозрачный материал оставляют вблизи отверстий для тонких металлических штырей 7 (не менее 10 мм) с целью обеспечения жесткости конструкции и правильного вертикального положения штырей. При фрезеровке оставляют радиопрозрачный материал у основания (не менее 10 мм). Высоты фрезерованной легкой радиопрозрачной формы 6 и тонких металлических штырей 7 для обеспечения электрических параметров должны быть в пределах от 0,25 до 0,3 длины волны, на которой требуется работа устройства. При работе на частотах L1 ГНСС ГЛОНАСС/GPS высоты должны быть в пределах от 47 мм до 55 мм.

На Фиг.6 приведено устройство типа чок-ринг в сечении, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3 и сплошной легкой радиопрозрачной формы 4. В сплошной легкой радиопрозрачной основе 4 находятся отверстия (не изображены), которые пригодны для проволоки 5 и тонких металлических штырей 7. Для обеспечения электрических параметров необходим электрический контакт в местах соединения металлизированного слоя 1 с проволокой 5 или тонкими металлическими штырями 7 и требуется электрическая герметичность металлизированных слоев 1 на угле устройства и в месте соединения с корпусом 3.

На Фиг.7 приведено устройство типа чок-ринг в сечении, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3 и легкой радиопрозрачной формы 2. Для обеспечения электрических параметров необходим электрический контакт в местах соединения металлизированных слоев 1 и требуется электрическая герметичность металлизированных слоев 1 на угле устройства и в месте соединения с корпусом 3.

На Фиг.8 приведено устройство типа чок-ринг в сечении, состоящее из тонкого металлизированного слоя 1, корпуса 3 и фрезерованной легкой радиопрозрачной формы 6. В фрезерованной легкой радиопрозрачной форме 6 находятся отверстия (не изображены), которые пригодны для проволоки 5 и тонких металлических штырей 7. Для обеспечения электрических параметров необходим электрический контакт в местах соединения металлизированного слоя 1 с проволокой 5 или тонкими металлическими штырями 7 и требуется электрическая герметичность металлизированных слоев 1 на угле устройства и в месте соединения с корпусом 3.

Достоинства вышеописанных конструкций.

Все предложенные в изобретении варианты устройства типа чок-ринг позволяют получить электрические параметры как у прототипа при использовании одинаковых антенн. Ключевое отличие от прототипа заключается в использовании тонких металлических слоев 1, 5, 7 и легких радиопрозрачных форм 2, 4, 6, что позволяет существенно уменьшить вес устройства. Уменьшенный вес позволяет расширить область применения устройства, по сравнению с прототипом.

Первым существенным признаком, достаточным для достижения указанного выше технического результата, является применение тонких металлических слоев 1, 5, 7, позволяющих существенно снизить массу устройства типа чок-ринг.

Вторым существенным признаком является использование легких радиопрозрачных материалов для создания форм 2, 4, 6 устройства, позволяющих обеспечить прочность и устойчивость конструкции к вибрационным нагрузкам.

Если использовать в качестве легких радиопрозрачных форм 2, 4, 6 пенопласт типа ПС-1-200, а в качестве тонких металлических слоев 1 и 5 использовать фольгу и проволоку, то существенно снижается, по сравнению с прототипом, цена изготовления устройства чок-ринг.

Работа устройства.

На корпус 3 устанавливается антенна, внутри корпуса 3 могут быть установлены МШУ и фильтры. Форма и геометрия тонких металлических слоев 1, 5, 7 обеспечивают электрические параметры. Легкие радиопрозрачные формы 2, 4, 6 обеспечивают прочность и устойчивость устройства к вибрационным нагрузкам.

1. Сверхлегкое устройство подавления многолучевости, состоящее из трех металлических слоев, которые имеют формы полых цилиндров, при этом слои объединены общим сплошным проводящим основанием и высотой около четверти длины волны, при этом основание представляет собой тонкий слой металлизации, а форма устройства выполнена из легкого радиопрозрачного материала с низкой относительной диэлектрической проницаемостью и в этой радиопрозрачной форме выполнены отверстия для пропускания проволоки или металлических штырей.

2. Сверхлегкое устройство подавления многолучевости по п.1 характеризуется тем, что три металлических слоя могут быть выполнены из фольги, проволоки или штырей.

3. Сверхлегкое устройство подавления многолучевости по п.1 характеризуется тем, что ударопрочность и устойчивость конструкции к вибрационным нагрузкам обеспечивается за счет использования легких радиопрозрачных материалов для создания формы устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным системам. Технический результат - упрощение конструкции антенной системы и ослабление климатико-механических требований к составным частям антенной системы.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к шарнирным соединениям, и преимущественно может быть использовано в развертываемых стержневых конструкциях каркасов параболических антенных рефлекторов, применяемых, например, в космической технике.

Изобретение относится к развертываемому крупногабаритному антенному рефлектору. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным устройствам. .

Изобретение относится к области радиотехники. .

Изобретение относится к антенной технике. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для изготовления приемопередающих антенн. .

Изобретение относится к космической технике, в частности к конструкциям эталонных и калибровочных отражателей, может использоваться для оценки характеристик излучения разнодиапазонных радиолокационных средств.

Изобретение относится к радиолокации и радионавигации и может быть использовано в качестве радиолокационного навигационного морского буя в дециметровом и метровом диапазонах волн.

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат заключается в уменьшении эффективной площади рассеяния антенны в полосе ее рабочих частот. Для этого в радиолокационной антенне, содержащей минимум один излучатель, работающий в заданной полосе рабочих частот, размещенные перед излучателями в одной плоскости устройства частотной селекции с полосовыми характеристиками, позволяющими пропускать электромагнитное излучение в полосе рабочих частот, а за пределами этой полосы отражать излучение, между излучателями на расстоянии от них в одной плоскости размещают линейные решетки из одинаковых диполей, образующие плоскую двумерно-периодическую сетчатую структуру. 13 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике. Технический результат - снижение уровня боковых лепестков парциальных диаграмм направленности и повышение надежности работы антенны при одновременном упрощении конструкции отражателя. Для этого сверхширокополосная многолучевая зеркальная антенна содержит несимметричный параболический отражатель и группу вынесенных из фокуса облучателей, размещенных в фокальной области, при этом облучатели выполнены в виде идентичных сверхширокополосных гребневых комбинированных рупоров. На верхнюю и нижнюю области рабочей поверхности отражателя нанесено радиопоглощающее покрытие с обратно пропорциональной зависимостью модуля коэффициента отражения от частоты в пределах рабочего диапазона. Центральная область, свободная от покрытия, в проекции на плоскость апертуры имеет вид эллипса. Толщина покрытия по периметру эллиптической области на участке шириной (4-5)λмин возрастает по линейному закону от нуля до полной толщины покрытия. Фаза коэффициента отражения покрытия не превышает 36° в низкочастотной части рабочего диапазона, в которой модуль коэффициента отражения составляет более 0,1. Модуль коэффициента отражения покрытия выбран убывающим от 0,85 до 0,05 в девятикратной полосе рабочих частот. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Складной параболический рефлектор содержит гибкие ребра, обтянутые сетеполотном. Гибкие ребра выполнены из материала с двойной термомеханической памятью формы для заданных крайних значений температуры при эксплуатации рефлектора. Для придания рефлектору двойной памяти формы его закрепляют в кондукторе из материала с минимальным коэффициентом температурного расширения и подвергают термоциклированию в количестве циклов, равном не менее 10 на крайние значения температуры условий эксплуатации. В результате при нагревании и охлаждении рефлектора сохраняется требуемая форма отражающей поверхности. Технический результат заключается в повышении стабильности формы отражающей поверхности рефлектора при изменении температуры окружающей среды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Радиолокационная антенна содержит минимум один излучатель, работающий в заданной полосе рабочих частот, размещенные перед излучателями в одной плоскости устройства частотной селекции с полосовыми характеристиками, позволяющими пропускать электромагнитное излучение в полосе рабочих частот, а за пределами этой полосы - отражать. При этом излучатели размером многим меньше рабочей длины волны размещают на проводящей плоскости внутри сквозных отверстий, соразмерных излучателям, диэлектрического листа заданной толщины, прикрепленного внутренней стороной к проводящей плоскости. Технический результат заключается в уменьшении эффективной площади рассеяния антенны в полосе ее рабочих частот. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Отражатель электромагнитных волн для калибровки устройства радиолокационных систем образован соединением поверхностей минимум трех проводящих прямых круговых цилиндров с одинаковым радиусом основания и разной длиной образующих, лежащих в одной плоскости. Причем длина и радиус выбираются с учетом минимальной и максимальной длины электромагнитной волны излучателей антенн радиолокационных систем. Технический результат заключается в упрощении процесса калибровки и сокращении времени ее проведения. 6 ил.

Изобретение относится к антенной технике. При изготовлении многослойного антенного рефлектора термоформируют тыльную и отражающую обшивки, выполненные из слоев волокнистого наполнителя на оправке, осуществляют соединение обшивок через заполнитель и их отверждение. При этом заполнитель, содержащий закладные элементы, формуется отдельно из вспенивающегося материала. Причем формование тыльной и отражающей обшивок и их соединение между собой и заполнителем проводят совместно путем пропитки органическим связующим под давлением. Технический результат заключается в снижении времени производственного цикла, повышении прочностных характеристик изделия за счет получения монолитной конструкции и наличия закладных элементов. 2 ил.

Изобретение в целом относится к области отражения электромагнитных волн, в частности радиоволн, а еще точнее к области предотвращения влияния отражения радиоволн конструкциями, такими как фасады зданий, на пространство, окружающее данные конструкции. В частности, это относится к влиянию радиоволн, отраженных зданиями, расположенными в зонах аэропортов, на правильную работу радиоизмерительных систем. Дифракционное устройство для установки на фасад (11) здания или на любую другую отражающую стену, подверженную воздействию электромагнитного излучения, излучаемого источником, расположенным на расстоянии от здания, содержит множество трубчатых резонансных элементов (12), расположенных на фасаде указанного здания. Указанные резонансные элементы расположены по существу параллельным образом на фасаде (11) указанного здания с тем, чтобы формировать дифракционную решетку, и ориентированы в направлении, по существу перпендикулярном плоскости, заданной векторами распространения падающих и отраженных электромагнитных волн, причем каждый резонансный элемент (12) выполнен с возможностью образования индуктивно-емкостного (L-C) резонатора, выполненного с возможностью переизлучения волны, соответствующей падающей волне, подверженной сдвигу по фазе, а блок резонансных элементов расположен таким образом, что падающая волна отклонена в предпочтительном направлении. Преимущество дифракционной решетки, сформированной таким образом, заключается в том, что она не такая толстая, как существующие устройства. Общая конструкция является как более легкой, так и менее восприимчивой к деформации. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области спутниковой связи и может быть использовано для компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Предложен способ, который включает измерение амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем эти амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения. Способ включает расчет корреляционной матрицы элементов как функции от первой совокупности результатов измерения. Корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента рефлектора. При этом способ включает регулирование диаграммы направленности сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора. Технический результат – повышение точности компенсации неидеальной поверхности рефлектора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области спутниковой связи и может быть использовано для компенсации неидеальной поверхности рефлектора в системе спутниковой связи. Предложен способ, который включает измерение амплитуды и фазы сигналов, отраженных от рефлектора спутника, причем эти амплитуды и фазы формируют первую совокупность результатов измерения. Способ включает расчет корреляционной матрицы элементов как функции от первой совокупности результатов измерения. Корреляционная матрица элементов представляет диаграмму излучения облучающего элемента рефлектора. При этом способ включает регулирование диаграммы направленности сформированного пучка формирователя пучков на основании корреляционной матрицы элементов, что обеспечивает компенсацию неидеальной поверхности рефлектора. Технический результат – повышение точности компенсации неидеальной поверхности рефлектора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам типа чок-ринг, используемым в глобальных навигационных спутниковых системах для борьбы с многолучевостью. Технический результат - уменьшение веса устройства при сохранении прочности и устойчивости конструкции к вибрационным нагрузкам. Сверхлегкое устройство подавления многолучевости, состоящее из трех металлических слоев, которые имеют формы полых цилиндров, при этом слои объединены общим сплошным проводящим основанием и высотой около четверти длины волны, при этом основание представляет собой тонкий слой металлизации, а форма устройства выполнена из легкого радиопрозрачного материала с низкой относительной диэлектрической проницаемостью, и в этой радиопрозрачной форме выполнены отверстия для пропускания проволоки или металлических штырей. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх