Вибраторная антенна



Вибраторная антенна
Вибраторная антенна
Вибраторная антенна
Вибраторная антенна

 

H01Q9/00 - "Короткие" (в электрическом смысле) антенны с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленные из электропроводящих активных излучающих элементов (петлевые антенны H01Q 7/00; волноводные рупоры или раструбы H01Q 13/00; щелевые антенны H01Q 13/00; комбинированные конструкции из активных элементов со вторичными устройствами, выполняемые с целью формирования требуемой диаграммы направленности антенны H01Q 19/00; комбинированные конструкции из двух и более активных элементов H01Q 21/00)

Владельцы патента RU 2572072:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"-ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Использование: для передающей или приемной антенны летательного аппарата в дециметровом диапазоне длин волн. Сущность изобретения заключается в том, что вибраторная антенна содержит излучатель, размещенный над экраном, коаксиальный соединитель, размещенный под экраном и включающий центральный проводник, при этом вдоль продольной оси антенны дополнительно установлен корпус антенны, в котором между излучателем и коаксиальным соединителем установлено согласующее устройство, включающее центральный проводник и изолятор, расположенный между корпусом антенны и центральным проводником, при этом излучатель и центральные проводники согласующего устройства и коаксиального соединителя выполнены за одно целое, излучатель и часть корпуса антенны, расположенная над экраном, опрессованы радиопрозрачным теплозащитным материалом, а корпус антенны выполнен с возможностью фиксирования в экране, часть корпуса антенны, расположенная под экраном, выполнена в виде внешнего контакта коаксиального соединителя. Технический результат: упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления, уменьшение габаритов, улучшение эксплуатационных характеристик, повышение надежности. 4 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области антенн летательных аппаратов. Может быть использовано в дециметровом диапазоне длин волн в качестве передающей или приемной антенны летательного аппарата (ЛА) при интенсивных тепловых нагрузках и близком расположении металлических деталей конструкции ЛА.

Известны вибраторные антенны (Техника сверхвысоких частот. Пер. под ред. Я.Н. Фельда, ч. 1. М.: Советское радио, 1952, с. 115-118, рис. IV.1, IV.2, IV.5-IV.8), выполненные в виде трубчатой антенны. Одна из известных вибраторных антенн содержит центральный проводящий стержень, расположенный над экраном и соединенный с центральным проводником коаксиального фидера, и трубчатый проводник, расположенный вокруг центрального проводящего стержня и соединенный своим нижним концом с экраном. Недостатком данной вибраторной антенны является сложность конструктивного выполнения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является вибраторная антенна (А.с. №1079133, приоритет от 03.02.1981 «Ультракоротковолновая вибраторная антенна» авторов Янно И.Α., Сосунова Б.В., Чернолеса В.П., Куша М.И. МПК5: H01Q 9/18, опубл. 27.01.1999, Бюл. №3), содержащая центральный проводящий стержень, размещенный над экраном и соединенный с центральным проводником коаксиального фидера, внешний проводник которого соединен с экраном, и несколько проводящих стержней, установленных параллельно центральному проводящему стержню вокруг него и замкнутых своими нижними концами на экран. Дополнительно введены наклонные проводящие стержни, каждый из которых соединен своим верхним концом с верхним концом соответствующего проводящего стержня, а своим нижним концом - с экраном, причем угол наклона наклонных проводящих стержней составляет 40-60° относительно плоскости экрана, а соотношение высот центрального проводящего стержня и каждого из проводящих стержней составляет 1,82-1,67. Недостатком данной вибраторной антенны является сложность конструктивного выполнения и невозможность использования на ЛА при интенсивных тепловых нагрузках и близком расположении металлических деталей конструкции ЛА.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении конструкции, повышении технологичности изготовления, уменьшении габаритов, улучшении эксплуатационных характеристик, повышении надежности.

Данный технический результат достигается тем, что в вибраторной антенне, содержащей излучатель, размещенный над экраном, коаксиальный соединитель, размещенный под экраном и включающий центральный проводник, новым является то, что вдоль продольной оси антенны дополнительно установлен корпус антенны, в котором между излучателем и коаксиальным соединителем установлено согласующее устройство, включающее центральный проводник и изолятор, расположенный между корпусом антенны и центральным проводником, при этом излучатель и центральные проводники согласующего устройства и коаксиального соединителя выполнены за одно целое, излучатель и часть корпуса антенны, расположенная над экраном, опрессованы радиопрозрачным теплозащитным материалом, а корпус антенны выполнен с возможностью фиксирования в экране, часть корпуса антенны, расположенная под экраном, выполнена в виде внешнего контакта коаксиального соединителя.

За счет установки вдоль продольной оси антенны корпуса антенны, который является также корпусом для согласующего устройства и внешним контактом коаксиального соединителя, а также выполнения излучателя и центральных проводников согласующего устройства и коаксиального соединителя за одно целое упрощается конструкция и повышается технологичность изготовления. Применение согласующего устройства обеспечивает работоспособность антенны при близком расположении металлических деталей конструкции ЛА, что улучшает эксплуатационные характеристики. За счет применения корпуса антенны, выполненного с возможностью фиксирования в экране, а также опрессовки излучателя, что уменьшает его габариты, и части корпуса антенны, расположенной над экраном, радиопрозрачным теплозащитным материалом повышается стойкость к СВЧ-пробою и интенсивным тепловым нагрузкам, вследствие чего повышается надежность антенны.

На фиг. 1 приведен эскиз варианта конструкции вибраторной антенны (в продольном разрезе). На фиг. 2 приведена экспериментальная характеристика согласования антенны (зависимость коэффициента стоячей волны по напряжению от частоты), где КСВн - коэффициент стоячей волны по напряжению, F0 - рабочая частота антенны. На фиг. 3 приведен пример установки вибраторной антенны на торцевой поверхности корпуса ЛА, а также показано направление отсчета углов при измерении диаграмм направленности антенны в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: плоскость угла ϕ и плоскость угла θ. На фиг. 4 приведены экспериментальные диаграммы направленности антенны в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Сплошной линией показана диаграмма направленности в плоскости угла θ, пунктирной линией - плоскости угла ϕ.

Вибраторная антенна (фиг 1) содержит излучатель 1, корпус 2 антенны, согласующее устройство, включающее центральный проводник 3 и изолятор 4, коаксиальный соединитель, включающий центральный проводник 5, экран 6. Излучатель 1 размещен над экраном 6. Корпус 2 антенны установлен вдоль продольной оси антенны. Коаксиальный соединитель размещен под экраном 6 в части корпуса 2, которая выполнена в виде внешнего контакта коаксиального соединителя. Согласующее устройство установлено в корпусе 2 антенны между излучателем 1 и коаксиальным соединителем. Изолятор 4 расположен между корпусом 2 антенны и центральным проводником 3. Согласующее устройство служит для согласования антенны с питающим фидерным трактом, имеющим волновое сопротивление 50 Ом, и компенсации емкостного реактивного сопротивления верхней части антенны - излучателя 1.

Излучатель 1 и центральные проводники 3 и 5 согласующего устройства и коаксиального соединителя выполнены за одно целое. Излучатель 1 и часть корпуса 2 антенны, расположенная над экраном 6, опрессованы радиопрозрачным теплозащитным материалом 7 (РТМ-6). Корпус 2 антенны фиксируется в экране 6 с помощью гайки 8. В антенне предусмотрено уплотнительное кольцо 9 для герметизации установочного отверстия в экране 6. Излучатель 1 и корпус 2 антенны выполнены из стали 14X17H2. Изолятор 4 изготовлен из РТМ-6. Коаксиальный соединитель представляет собой ответную часть (вилку) для подключения ВЧ кабеля 10 посредством розетки кабельной 11. Для подтверждения характеристик, приведенных на фиг. 2 и 4, антенна устанавливалась на торцевую поверхность макета корпуса ЛА. Коэффициент усиления антенны в максимуме диаграммы направленности составил около 2 дБ.

Вибраторная антенна работает следующим образом.

Высокочастотный (ВЧ) сигнал от передатчика (на фиг. 1 не показан) через коаксиальный соединитель 5 поступает в согласующее устройство. Согласующее устройство 3, 4 компенсирует емкостное реактивное сопротивление верхней части антенны - излучателя, возникающее из-за наличия рядом с антенной металлических деталей корпуса ЛА, и согласовывает его с питающим фидерным трактом, имеющим волновое сопротивление 50 Ом. На фиг. 2 видно, что ширина полосы согласования по уровню КСВн равному 2,0 составляет более ±75 МГц относительно рабочей частоты антенны F0. После согласующего устройства ВЧ сигнал поступает на излучатель. Ток, протекающий по излучателю 1, возбуждает электромагнитное поле линейной поляризации. На фиг. 4 видно, что в плоскости угла ϕ диаграмма направленности антенны всенаправленная, а в плоскости угла θ имеет выраженный максимум, направленный под углом около 20° от оси макета корпуса ЛА.

Вибраторная антенна, содержащая излучатель, размещенный над экраном, коаксиальный соединитель, размещенный под экраном и включающий центральный проводник, отличающаяся тем, что вдоль продольной оси антенны дополнительно установлен корпус антенны, в котором между излучателем и коаксиальным соединителем установлено согласующее устройство, включающее центральный проводник и изолятор, расположенный между корпусом антенны и центральным проводником, при этом излучатель и центральные проводники согласующего устройства и коаксиального соединителя выполнены за одно целое, излучатель и часть корпуса антенны, расположенная над экраном, опрессованы радиопрозрачным теплозащитным материалом, а корпус антенны выполнен с возможностью фиксирования в экране, часть корпуса антенны, расположенная под экраном, выполнена в виде внешнего контакта коаксиального соединителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи в УВЧ- и СВЧ-диапазонах. Технический результат - многократное использование площади, занимаемой антенной, что способствует увеличению направленности антенны на некоторых частотах.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в секторе углов от -70° до 70° от оси антенны.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и бортовая коротковолновая антенна (БКВА) подвижного объекта (ПО) может быть использована в качестве передающей ненаправленной антенны для работы как ионосферными, так и поверхностными волнами совместно с KB радиостанцией средней мощности, установленной на борту ПО.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к дипольным антеннам с отражающим экраном с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи для приема сигналов навигационных систем и для организации приемо-передающего канала с Землей в командно-телеметрических системах.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве приемной и/или передающей УКВ антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для исследования магнитосферы Земли и для задач дальней НЧ радиосвязи. Технический результат - повышение мощности НЧ источника электромагнитного излучения, улучшение качества НЧ радиосвязи.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с широкополосными радиостанциями. Технический результат - расширение рабочего диапазона путем обеспечения функционирования антенны в диапазоне низких частот.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемных и/или передающих антенн широкодиапазонных УКВ-радиостанций и навигационных систем типа "GPS" и "ГЛОНАСС".

Изобретение относится к радиосвязи и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи в ВЧ- и ОВЧ-диапазонах.

Изобретение относится к малогабаритной сверхнаправленной антенне ВЧ диапазона с кардиоидной диаграммой направленности (ДН), предназначенной для использования в конструкциях малогабаритных направленных антенных систем, включая ФАР ВЧ диапазона. Технический результат - повышение эффективности и качества согласования кардиоидной антенны в широком диапазоне частот за счет реализации сверхнаправленности и эффекта бегущей волны. Для этого антенна включает двухпроводную линию с бегущей волной, где роль излучающих элементов, формирующих ДН, выполняют вертикальные отрезки, в один из которых включен малошумящий усилитель или генератор, а в другой - нагрузка, согласованные с линией, что снижает реактивность антенны и улучшает ее согласование с радиосредствами. Для увеличения действующей высоты и коэффициента усиления излучателя двухпроводной линии может быть придана форма малогабаритного ромбического излучателя с нагрузкой при расположении плоскости ромба вертикально относительно земли, и предусмотрено включение в механизм излучения, помимо вертикальных проводов, также всех сторон ромба пропорционально проекциям векторов тока на вертикальную ось координатной системы. 4 ил.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в приемопередающей радиоаппаратуре, преимущественно в средневолновых и коротковолновых системах радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в повышении мощности излучения при сохранении малых габаритов антенны. Малогабаритная резонансная рамочная коаксиальная антенна состоит из схемы настройки и согласования и коаксиального излучателя. Схема настройки и согласования содержит настроечные катушки индуктивности L1-LN+2, настроечные конденсаторы переменной емкости C1-CN+2, разделительный конденсатор Ср, трансформатор Тр. Коаксиальный излучатель состоит из N+1 коаксиальных рамок, соединенных между собой на концах оболочками электрически так, что образуется общая оболочка. Коаксиальный излучатель подключен к настроечным конденсаторам переменной емкости C1-CN+2 общей оболочкой и внутренними проводниками каждой рамки в отдельности с одного конца и к настроечным катушкам индуктивности L1-LN+2 - с другого. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Планарная фазированная антенная решетка с формированием и сканированием луча содержит: планарный волновод, образованный верхним и нижним проводящими экранами с диэлектрическим слоем между ними; фазированную решетку, содержащую излучатели для формирования фронта электромагнитной волны внутри планарного волновода; по меньшей мере одну заднюю отражающую структуру, расположенную позади фазированной решетки; по меньшей мере одну отклоняющую структуру, выполненную в диэлектрическом слое таким образом, чтобы отклонять фронт электромагнитной волны внутри волновода, при этом значение диэлектрической проницаемости упомянутой отклоняющей структуры не равно значению диэлектрической проницаемости упомянутого диэлектрического слоя волновода. Верхний проводящий экран может быть короче нижнего проводящего экрана. Планарная фазированная антенная решетка может дополнительно содержать средство для преобразования вертикально поляризованной волны в упомянутом планарном волноводе в горизонтально поляризованную пространственную волну, формируемую вдоль внешней границы планарного волновода. Технический результат заключается в возможности получения компактной фазированной антенной решетки, обеспечивающей максимальный угол сканирования луча не меньше ±75 градусов. 3 н., 64 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Заявленный промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта содержит индуктивный проводник, размещенный в экранированном подкрышевом пространстве подвижного объекта и подключенный одним концом к блоку дискретных реактивных нагрузок, а другим - через блок настройки и согласования к выходу бортовой коротковолновой радиостанции, причем периферийные трети индуктивного проводника, размещенного в подкрышевом пространстве, выполнены в виде сосредоточенных индуктивных нагрузок. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот без увеличения габаритов подкрышевого пространства подвижного объекта и без снижения уровня трансформаторной связи с корпусом подвижного объекта. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике и, в частности, предназначена для работы с УКВ радиостанциями, размещенными на подвижных объектах: летательных аппаратах (ЛА), автомобилях и т.п. Техническим результатом является разработка самолетной УКВ антенны, обеспечивающей более широкодиапазонную работу по согласованию. Самолетная УКВ антенна состоит из нижней 1 и верхней 2 частей, разделенных диэлектрической вставкой 3. Нижняя часть 2 выполнена в виде полого проводника, в полости которого размещены два отрезка 5, 6 коаксиального фидера, выполняющие роль трансформирующих элементов, нижние концы которых соответственно подключены к соответствующим входам сумматора 7, обеспечивающего согласование их суммарного сопротивления с волновым сопротивлением фидера 11 от бортовой радиостанции. Экранные оболочки отрезков 5, 6 электрически соединены друг с другом и с верхней кромкой нижней части 1 антенны, а их центральные проводники подключены к верхней части 2 антенны. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании малогабаритных широко перестраиваемых антенных устройств для аппаратуры связи и передачи данных в СВ, KB диапазонах частот. Антенна содержит первый (1) и второй (2) соосно расположенные токопроводящие цилиндры, катушку индуктивности (4), а также N коммутаторов (4) и N дополнительных цилиндров (3), соосно расположенных с первым (1) и вторым (2) токопроводящими цилиндрами, соединенными таким образом, что в совокупности они образуют колебательный контур, настроенный на частоту излучаемого или принимаемого сигнала. Первый вывод катушки индуктивности (4) подключен к первому цилиндру (1), второй вывод катушки индуктивности (4) подключен к центральному проводнику (6) фидерной линии (7), питающей антенну, а к оплетке фидерной линии (7) подключен второй цилиндр (2). Второй цилиндр (2) расположен между первым цилиндром (1) и катушкой индуктивности (4). Дополнительные цилиндры (3) все вместе или в определенной комбинации, каждый через отдельный коммутатор из N коммутаторов (5), могут иметь электрическое соединение со вторым цилиндром (2), тем самым увеличивая длину второго цилиндра (2). Технический результат заключается в увеличении перестройки резонансной частоты антенны при сохранении эффективности, что позволяет обеспечить надежную связь в СВ, KB диапазонах частот мобильным и стационарным абонентам. 2 ил.
Наверх