Волноводная антенна
Владельцы патента RU 2674564:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области волноводных антенн, и может быть использовано в качестве приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, например, на подвижных объектах или в качестве облучателя зеркальных антенн. Волноводная антенна содержит круглый волновод, на открытый конец которого в плоскости его раскрыва установлен металлический экран в виде кольца. На волноводе установлены дополнительные металлические экраны в виде колец с двумя разными внешними диаметрами, один из которых равен внешнему диаметру металлического экрана, установленного в плоскости раскрыва волновода. При этом все металлические экраны установлены вплотную с последовательным чередованием между собой по внешнему диаметру. Технический результат заключается в уменьшении уровня обратного излучения волноводных антенн. 1 ил.
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области волноводных антенн, и может быть использовано в качестве приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, например, на подвижных объектах или в качестве облучателя зеркальных антенн.
Известна волноводная антенна (Драбуин А.Л., Зузенко В.Л., Кислов А.Г. Антенно-фидерные устройства. - М.: Советское радио, 1974 г., с. 331, рис. XV. 27), выполненная в виде открытого конца волновода и содержащая круглый волновод с поляризатором в виде диэлектрической пластины.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков заявляемому изобретению является волноводная антенна, содержащая. круглый волновод, на открытый конец которого в плоскости его раскрыва установлен круглый металлический экран в виде кольца, (см. патент RU №2565352 приоритет от 22.07.2014 «Волноводная антенна», МПК: H01Q 21/00 (2006.01), Вертей С.В., Мигачев М.И., опубликован 20.10.2015).
Вышеуказанная волноводная антенна является наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению и поэтому выбрана в качестве прототипа.
Недостатком аналога и прототипа является наличие достаточно большого уровня обратного излучения и, как следствие, недостаточно высокий коэффициент усиления антенны.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание волноводной антенны, обладающей повышенным коэффициентом усиления в рабочем диапазоне частот.
Достигаемым техническим результатом является уменьшение обратного излучения волноводной антенны.
Для достижения технического результата в волноводной антенне, содержащей круглый волновод, на открытый конец которого в плоскости его раскрыва установлен металлический экран в виде кольца, новым является то, что на волноводе установлены дополнительные металлические экраны в виде колец с двумя разными внешними диаметрами, один из которых равен внешнему диаметру металлического экрана, установленного в плоскости раскрыва волновода. Все металлические экраны установлены вплотную с последовательным чередованием между собой по внешнему диаметру.
Между металлическими экранами, поочередно установленными на волновод, за счет разницы внешних диаметров, образуются резонансные области, в которых происходит частичная компенсация токов, затекающих на наружные стенки волновода, что приводит к уменьшению интенсивности обратного излучения волноводной антенны. Увеличение коэффициента усиления происходит за счет уменьшения интенсивности обратного излучения.
На фигуре представлен вариант выполнения волноводной антенны.
Волноводная антенна содержит круглый волновод 1, металлические экраны в виде колец с двумя разными внешними диаметрами, в данном случае выполнения в виде колец большего внешнего диаметра 2, металлические экраны в виде колец меньшего внешнего диаметра 3.
Металлическое кольцо 2 большого внешнего диаметра установлено в плоскости раскрыва открытого конца круглого волновода 1. Вплотную к металлическому кольцу 2 большого диаметра в сторону противоположную от плоскости раскрыва открытого конца круглого волновода установлено кольцо 3 меньшего внешнего диаметра. Далее происходит последовательное чередование металлических колец 2 и 3. Диаметры металлических экранов и толщины металлических экранов с меньшими диаметрами выбираются исходя из рабочего диапазона частот.
Волноводная антенна работает следующим образом.
При возбуждении электромагнитной волны типа Н11 в круглом волноводе 1, излучается поле с эллиптической поляризацией. При этом происходит затекание токов на наружные стенки волновода, вследствие чего происходит интенсивное излучение в обратную сторону.
Кольца разного наружного диаметра 2 и 3, установленные на круглом волноводе препятствуют затеканию токов на наружную стенку круглого волновода. За счет разницы внешних диаметров металлических экранов образуются резонансные области, в которых происходит частичная компенсация токов, затекающих на наружные стенки волновода, что приводит к уменьшению интенсивности обратного излучения волноводной антенны. Увеличение коэффициента усиления происходит за счет уменьшения интенсивности обратного излучения.
Таким образом, использование заявляемой волноводной антенны позволяет уменьшить уровень обратного излучения волноводной антенны.
Был изготовлен опытный образец волноводной антенны, испытания которого подтвердили достижения заявленного технического результата.
Волноводная антенна, содержащая круглый волновод, на открытый конец которого в плоскости его раскрыва установлен металлический экран в виде кольца, отличающаяся тем, что на волноводе установлены дополнительные металлические экраны в виде колец с двумя разными внешними диаметрами, один из которых равен внешнему диаметру металлического экрана, установленного в плоскости раскрыва волновода, при этом все металлические экраны установлены вплотную с последовательным чередованием между собой по внешнему диаметру.
