Турникетная антенна

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к антеннам, предназначенным для излучения и приема волн двух ортогональных поляризаций. Результат достигается тем, что в турникетной антенне, содержащей два крестообразно расположенных вибратора, к зазору в средней точке которых присоединены входные коаксиальные кабели, плечи вибраторов выполнены из металлического листа в виде равнобедренных прямоугольных треугольников, расположенных в одной плоскости, с вершинами прямого угла в центре антенны. Дальние от центра антенны края каждого вибратора соединены между собой металлической полосой, расположенной по биссектрисе прямого угла. Ширина металлической полосы и высота ее расположения над вибраторами много меньше длины рабочей волны. Входные кабели проложены от центра антенны по металлическим полосам к одному из плеч каждого вибратора и по нему к зазору между плечами вибратора. Технический результат изобретения состоит в расширении частотного диапазона, упрощении конструкции, уменьшении габаритов, улучшении согласования. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к антеннам, предназначенным для излучения и приема волн двух ортогональных поляризаций.

Известна турникетная антенна, состоящая из двух ортогональных вибраторов (И.Н. Григоров. Антенны, Радиософт, Москва, 2003 г., стр. 152, рис. 13.1), имеющая два входа для двух ортогональных поляризаций. Антенна имеет очень широкую диаграмму направленности излучения и малый коэффициент усиления. Для увеличения коэффициента усиления турникетная антенна размещается над металлическим экраном, чем обеспечивается однонаправленное излучение.

Известна также СВЧ-турникетная антенна (Патент США №8.068066, МПК H01Q 21/26 (2006.01), 29.11.2011 г.), содержащая заземленное основание и два пересекающихся дипольных элемента трубчатой конструкции, расположенных на фиксированном расстоянии от земли. Питание на антенну подается с использованием U-образного отрезка коаксиального кабеля (четвертьволновой трансформатор). Антенна имеет узкую полосу частот, сложную конструкцию. Согласование с кабелем осуществляется в узкой полосе частот.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является турникетная антенна, содержащая два крестообразно расположенных вибратора, к зазору в средней точке которых присоединены два входных коаксиальных кабеля (Д.М. Сазонов. Антенны и устройства СВЧ, Изд. Высшая школа, Москва, 1988 г., стр. 251-253, рис. 108а).

Антенна имеет узкую полосу рабочих частот и не имеет возможности регулировки, например с целью улучшения согласования с кабелем или регулирования ширины диаграммы направленности и получения максимального КНД.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании изобретения, является расширение частотного диапазона, упрощение конструкции, уменьшение габаритов и улучшение согласования.

Результат достигается тем, что в турникетной антенне, содержащей два крестообразно расположенных вибратора, к зазору в средней точке которых присоединены входные коаксиальные кабели, плечи вибраторов выполнены из металлического листа в виде равнобедренных прямоугольных треугольников, расположенных в одной плоскости, с вершинами прямого угла в центре антенны. Дальние от центра антенны края каждого вибратора соединены между собой металлической полосой, расположенной по биссектрисе прямого угла. Ширина металлической полосы и высота ее расположения над вибраторами много меньше длины рабочей волны. Входные кабели проложены от центра антенны по металлическим полосам к одному из плеч каждого вибратора и по нему - к зазору между плечами вибратора. Ширина вибраторов выбрана максимально возможной.

Ширина вибраторов может быть ограничена пределами 0,8-1,1 от длины их плеча.

На фиг. 1 представлен вид сбоку предложенной антенны.

На фиг. 2 - вид сверху.

На фиг. 3 - вид снизу.

На фиг. 4 - экспериментальный макет №1 и его характеристики.

На фиг. 5 - экспериментальный макет №2.

На фиг. 6 и фиг. 7 - характеристики макета №2.

Цифрами на фигурах обозначены:

1 - плечо вибратора;

2 - металлическая полоса;

3 - входной коаксиальный кабель;

4 - трансформатор.

Крепежные детали - изоляторы на фигурах условно не показаны. Они могут быть выполнены в виде диэлектрических пластин в центре и на концах вибраторов. Антенна может быть выполнена на фольгированном диэлектрике.

Входное напряжение подводится по входному кабелю 3 к вершинам между плечами 1 и возбуждает на этих активных плечах продольные излучающие токи.

Ортогональный вибратор имеет широкие плечи, на них от питаемого вибратора наводятся поперечные для ортогонального вибратора токи, которые участвуют в формировании диаграммы направленности и входного сопротивления питаемого вибратора. Взаимное положение и поперечные размеры вибраторов расширяют полосу согласования, в том числе и ортогонального вибратора. Совокупность перечисленных признаков приводит к увеличению полосы рабочих частот. Узел подвода входных кабелей через металлические полосы устраняет влияние входных кабелей на излучение антенны.

Характеристики экспериментального образца №1 приведены на фиг. 4.

Дальнейшее улучшение характеристик турникетной антенны достигается подбором ширины вибраторов, то есть удалением их 45° оконечностей (фиг. 5). Экспериментально определено соотношение ширины и длины плеча вибраторов для достижения максимальной широкополосности, равное 0,8-1,1. При этом входные сопротивления на различных частотах на круговой диаграмме Вольперта располагаются очень кучно, что дает возможность согласовать антенну с 50-омным кабелем четвертьволновым трансформатором 75 Ом (43 мм РК75-2-21) в широкой полосе частот (фиг. 6).

При размещении предложенной антенны над металлическим плоским экраном (на высоте 60 мм) ее согласование несколько ухудшается на нижних частотах рабочего диапазона, что мало сказывается на коэффициенте усиления на этих частотах. На верхних частотах плечи ортогонального вибратора работают как пассивные элементы, сужающие диаграмму направленности активного вибратора (помимо расширения его полосы), поэтому на верхних частотах предложенная антенна имеет некоторое преимущество по коэффициенту усиления перед стержневой турникетной антенной (фиг. 7).

При размещении антенны в свободном пространстве ее габариты не превышают четверти длины рабочей волны (фиг. 4), при размещении над экраном 0,3 длины максимальной рабочей волны (фиг. 7).

1. Турникетная антенна, содержащая два крестообразно расположенных вибратора, к зазору в средней точке которых присоединены входные коаксиальные кабели, отличающаяся тем, что плечи вибраторов выполнены из металлического листа в виде равнобедренных прямоугольных треугольников, расположенных в одной плоскости, с вершинами прямого угла в центре антенны, дальние от центра антенны края каждого вибратора соединены между собой металлической полосой, расположенной по биссектрисе прямого угла, причем ее ширина и высота расположения над вибраторами много меньше длины рабочей волны, а входные кабели проложены от центра антенны по металлическим полосам к одному из плеч каждого вибратора и по нему к зазору между плечами вибратора.

2. Турникетная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что ширина вибраторов ограничена пределами (0,8-1,1) от длины их плеча.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться для калибровки приемных активных фазированных антенных решеток (АФАР), применяемых в радиолокационных станциях дальнего обнаружения.

Изобретение относится к области радиотехники СВЧ- и КВЧ-диапазонов. Модуль проходной фазированной антенной решетки (ФАР) содержит основание модуля в виде печатной платы и элементы ФАР, соединенные с основанием модуля.

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в радиолокации, а также в системах радиоэлектронного подавления. Устройство содержит систему формирования когерентной сетки частот (1), излучающие элементы (2), управляемые фазовращатели (3), систему управления фазовращателями (4), импульсные модуляторы (5), импульсный генератор (6), управляемые линии задержки (7), систему управления задержкой импульса (8), опорный генератор (9) и синхронизатор систем управления линиями задержки и управляемыми фазовращателями (10).

Изобретение относится к устройству для мультистатических измерений сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов с антенным устройством, которое содержит несколько антенных кластеров, и к способу выполнения устройства.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах связи при передаче широкополосных сигналов в условиях ведения радиоразведки, а также для обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и электромагнитной экологии.

Изобретение относится к антенной технике и, в частности, к конструированию цифровых кольцевых антенных решеток (ЦКАР). Цифровая кольцевая антенная решетка содержит печатные антенные излучатели, полосковые и микрополосковые линии передачи, линии питания и управления, антенна выполнена в виде круглой формы, где установлены печатные антенные излучатели, основание выполнено в виде составного металлического многогранника, аппроксимирующего тороид, на лицевой стороне основания расположены печатные излучатели антенные (тип антенны - Вивальди), соединенные высокочастотными разъемами с цифровыми приемопередающими модулями, расположенными на противоположной стороне основания, модули системы питания, модули функционального управления и обработки информации, модуль синтезатора сигналов и разветвителя частоты, которые установлены на составное металлическое основание через теплопроводящую прокладку и прижимаемые резьбовыми фиксаторами.

Изобретение относится к фазированной антенной решетке, более конкретно - к фазированной антенной решетке с адаптируемой поляризацией для мобильного устройства. Монолитно-интегрированный антенный модуль миллиметрового диапазона содержит множество антенных элементов, радиочастотную интегральную схему (RFIC) и цепь питания.

Изобретение относится к радиоприемной технике и может быть использовано в авиационных системах радиосвязи МВ-ДМВ диапазона. Способ предлагает одновременное выполнение следующих операций: оценку вектора текущих значений параметров сигнала методом нелинейной фильтрации с использованием оценки вектора амплитудно-фазового распределения сигнала на элементах антенной системы ; оценку вектора амплитудно-фазового распределения сигнала с использованием алгоритма линейной фильтрации и с использованием оценки вектора текущих значений параметров сигнала , а также параметров алгоритма линейной фильтрации AH и RH, полученных в результате адаптации; адаптацию априорно неизвестных параметров алгоритма линейной фильтрации AH и RH вектора амплитудно-фазового распределения сигнала методом максимального правдоподобия с использованием оценки вектора текущих значений параметров сигнала , а также оценки вектора амплитудно-фазового распределения сигнала .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве наземной передающей и/или приемной антенны с эллиптической (круговой) поляризацией. Антенна содержит четыре одинаковых симметричных вибратора, установленные на опоре-мачте и наклоненные на одинаковый угол по отношению к плоскости.

Изобретение относится к радиолокации, а именно к способам формирования диаграммы направленности цифровыми антенными решетками при обзоре пространства и земной поверхности, и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных устройствах, требующих получения радиоимпульсов с высокой импульсной мощностью, например в системах дальней космической связи и радиолокации. В изобретении используется прототип, включающий в себя сканирующую антенную решетку и фазированную антенную решетку (ФАР) проходного типа. Прототип позволяет формировать и излучать импульсные сигналы, мощность которых в N2 раз превышает мощность, подводимую к одному элементу сканирующей решетки, где N - количество элементов сканирующей антенной решетки. Однако энергопотенциал прототипа ограничен площадью эффективной поверхности раскрыва ФАР проходного типа. С целью увеличения энергопотенциала в прототип введена двухзеркальная антенна, ФАР проходного типа выполняет роль облучателя вспомогательного зеркала этой антенны, при этом передающая апертура этой ФАР сфокусирована на точку, отличающуюся от точки фокуса основного зеркала двухзеркальной антенны. Эффективная поверхность двухзеркальной антенны может на порядки превосходить эффективную поверхность ФАР прототипа, позволяя пропорционально увеличить энергопотенциал устройства. 9 ил.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для калибровки приемно-передающих активных фазированных антенных решеток (ФАР). Способ калибровки активной ФАР, в котором для калибровки приемных каналов приемно-передающих модулей на их входы подают контрольный сигнал, на основе сравнения амплитуд и фаз выходных сигналов приемных каналов калибруемых модулей с амплитудой и фазой выходного сигнала приемного канала опорного приемно-передающего модуля формируют корректирующие сигналы, которые используют для регулировки комплексных коэффициентов передачи приемных каналов калибруемых приемно-передающих модулей. Аналогично осуществляют калибровку и передающих каналов приемно-передающих модулей, причем калибровка передающих каналов модулей производится независимо от калибровки приемных каналов модулей, в качестве опорного выбирается приемно-передающий модуль, расположенный в центре апертуры активной ФАР, а формирование корректирующих сигналов осуществляют с учетом обеспечения требуемого закона амплитудного распределения поля на апертуре приемно-передающей активной ФАР. Техническим результатом является повышение точности калибровки передающих каналов приемно-передающих модулей активной ФАР, расширение области возможных применений способа калибровки и обеспечение требуемого амплитудного распределения на апертуре антенны. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к антенной технике. Способ включает вычисление сигнала F0 по формуле: . Дополнительно вычисляют два сигнала F1 и F2 по формулам: , и определяют параметр а: . Выходной сигнал V0 приемной антенной решетки формируют в зависимости от параметра а, в соответствии с выражением: Технический результат заключается в снижении уровня боковых лепестков при сохранении ширины основного лепестка диаграммы направленности приемной антенной решетки. 10 ил.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к антеннам, предназначенным для излучения и приема волн двух ортогональных поляризаций. Результат достигается тем, что в турникетной антенне, содержащей два крестообразно расположенных вибратора, к зазору в средней точке которых присоединены входные коаксиальные кабели, плечи вибраторов выполнены из металлического листа в виде равнобедренных прямоугольных треугольников, расположенных в одной плоскости, с вершинами прямого угла в центре антенны. Дальние от центра антенны края каждого вибратора соединены между собой металлической полосой, расположенной по биссектрисе прямого угла. Ширина металлической полосы и высота ее расположения над вибраторами много меньше длины рабочей волны. Входные кабели проложены от центра антенны по металлическим полосам к одному из плеч каждого вибратора и по нему к зазору между плечами вибратора. Технический результат изобретения состоит в расширении частотного диапазона, упрощении конструкции, уменьшении габаритов, улучшении согласования. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх