RU1578U1

RU1578U1 - WAVEGUIDE ANTENNA WITH A CABLE DIRECTION DIAGRAM WITH THE SAME WIDTH IN PLANES E AND H

Info

Publication number: RU1578U1
Application number: RU94009039/09U
Authority: RU
Inventors: В.Р. Егоров
Original assignee: Фирма "Антенные системы"
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1996-01-16

Abstract

ВОЛНОВОДНАЯ АНТЕННА СО СТОЛООБРАЗНОЙ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ С ОДИНАКОВОЙ ШИРИНОЙ В ПЛОСКОСТЯХ Е И Н, состоящая из волновода круглого сечения и цилиндрического резонатора, закрепленного на круглом волноводе, отличающаяся тем, что основание резонатора выполнено с концентрическими выступами.A WAVEGUIDE ANTENNA WITH A CABLE DIRECTION DIAGRAM WITH THE SAME WIDTH IN THE E AND H PLANES, consisting of a circular waveguide and a cylindrical resonator mounted on a circular waveguide, characterized in that the resonator base is made with concentric protrusions.

Description

ВОЛНСВОДНАЯ со столообразной диаграммою направленностиWAVEGUIDE with table-shaped radiation pattern

Полезная модель относится к классу волноводных антенн, имеющих столообразную диаграмму направленности и может быть использована как самостоятельный излучатель, как облучатель рефлекторных антенн, или как элемент многоэлементных антенных устройств.The utility model belongs to the class of waveguide antennas having a table-shaped radiation pattern and can be used as an independent emitter, as an irradiator of reflex antennas, or as an element of multi-element antenna devices.

Известно, что для получения столообразной диаграммы направленности в раскрыве антенны необходимо создать распределение амплитуды возбуждающего поля, изменяющееся по закону : .It is known that to obtain a table-shaped radiation pattern in the aperture of the antenna, it is necessary to create a distribution of the amplitude of the exciting field, which varies according to the law:.

Для создания такого распределения амплитуды поля у известных волноводных антенн используются различные конструктивные элементы, назначение которых состоит в создании противогЬазного поля, которое, складываясь с основным полем, создает необходимое распределение амплитуды возбуждающего поля в раскрыве.To create such a distribution of the field amplitude for known waveguide antennas, various structural elements are used, the purpose of which is to create a gas field, which, when added to the main field, creates the necessary distribution of the amplitude of the exciting field in the aperture.

Такое конструктивное решение используется,например, в антенне (см.патент ФРГ Я766436 кл.21 А4 46/02 1968 г.),содержащей отражающий рефлектор, или в антенне (см.патент ФРГ .Я466308 кл.21 А4 46/02 1964 г.), состоящей из волновода с резонатором и содержел ей отражающие элементы в раскрыве.Such a constructive solution is used, for example, in an antenna (see German patent Ya766436 class 21 A4 46/02 1968), or in an antenna (see German patent. YA 466308 class 21 A4 46/02 1964 g .), consisting of a waveguide with a resonator and contained reflective elements in the aperture.

V( JV (j

- Недостатками подобных конструкций антенн являются либо различная ширина диаграммы направленности в плоскостях И и К, что при использовании их в качестве облучателей симметричных зеркальных антенн увеличивает переливание энергии через края зеркала, ухудшает энергетические характеристики, либо при одинаковой ширине ДК в этих плоскостях, наличие отражающих элементов, установленных перед раскрывом излучающего волновода, что также ухудшает энергетические характеристики антенны.- The disadvantages of such antenna designs are either a different radiation pattern width in the I and K planes, which when used as irradiators of symmetrical mirror antennas increases the transfusion of energy through the edges of the mirror, worsens the energy characteristics, or with the same width of the DC in these planes, the presence of reflective elements installed before opening the radiating waveguide, which also degrades the energy characteristics of the antenna.

В известной волноводной антенне (см.патент ФРГ Я516821 кл.21 А4 46/02 1966 г.),которая является наиболее близкой по технической сущности к заявленному устройству,используется аналогичное техническое решение. Эта антенна состоит из круглого волновода с цилиндрическим резонатором, имеющем плоское основание. Для создания требуемого распределения поля в этой антенне применяется металлическая шайба со щелями, которая установлена некотором расстоянии впереди раскрыва волновода. В волноводе имеются прямоугольные прорези для регулировки осевого излучения.In the known waveguide antenna (see German patent Ya516821 class 21 A4 46/02 1966), which is the closest in technical essence to the claimed device, a similar technical solution is used. This antenna consists of a circular waveguide with a cylindrical resonator having a flat base. To create the required field distribution in this antenna, a metal washer with slots is used, which is installed a certain distance in front of the opening of the waveguide. The waveguide has rectangular slots for adjusting axial radiation.

Требуемое распределение поля в раскрыве антенны получается путем сложения с определенньшш фазами и амплитудами трех типов волн Kjj, Hj2 и Ejj, возбуждающихся в резонаторе. Осесимметричная диаграмма направленности с одинаковой шириной в К и И плоскостях создается путем подбора глубины резонатора, расстояния между раскрывом волновода и отражающей шайбой, подбором размеров щелей в металлической шайбе, а также размеров прорезей в волноводе.The required field distribution in the aperture of the antenna is obtained by adding, with certain phases and amplitudes, the three types of waves Kjj, Hj2 and Ejj that are excited in the resonator. An axisymmetric radiation pattern with the same width in K and H planes is created by selecting the cavity depth, the distance between the opening of the waveguide and the reflective washer, the selection of the dimensions of the slits in the metal washer, as well as the size of the slots in the waveguide.

icTaHOBKa металлической шайбы впереди раскрыва вызывает необходимость применен ия диэлектрика с диэлектрической проницаемостью, близкой к диэлектрической проницаемоати воз;5У 9 применение диэлектрика в конструкции не гарантирует стабильности характеристик при изменении климатических условий или увеличивает разброс характеристик от элемента к элементу при серш/ном изготовлении.icTaHOBKa of a metal washer in front of the aperture necessitates the use of a dielectric with a dielectric constant close to the dielectric constant; 5U 9, the use of a dielectric in a design does not guarantee stability of characteristics under changing climatic conditions or increases the dispersion of characteristics from element to element during manufacturing / manufacturing.

что является недостатком указанного устройства/Недостатком является также наличие металлической шайбы перед раскривом излучающего волновода, приводящее к образованиьэ отраженной от нее волны и затенению части раскрыва, что приводит к ухудшению энергетических характеристик антенны (Кет, хЩ, 1хУ). Кроме того, при необходимости получить более узкие диаграммы направленности, т.е. при увеличении диaIv leтpa резонатора, в нем может возбудиться нежелательный тип волны - волна E-j-g, что приведет к нарушению требуемого распределения -поля и нарушению формы диаграммы направленности.which is a drawback of this device / The disadvantage is the presence of a metal washer before the emitting waveguide is shaved, which leads to the formation of a wave reflected from it and to obscure a part of the aperture, which leads to a deterioration in the energy characteristics of the antenna (Ket, xSh, 1xU). In addition, if necessary, obtain narrower radiation patterns, i.e. as the diameter of the resonator increases, an undesirable wave type can be excited in it - the E-j-g wave, which will lead to a violation of the required distribution of the field and a violation of the shape of the radiation pattern.

Техническим результатом, достигаемом Е заявленной полезно модели является повышение энергетических характеристик Кст, Ш1Д,КУ), повьшенис; стабильности характеристик, е также обеспечение возможности получать более узкие отностительно аналога диаграммы направленности при сохранении столообразно т сбормы и ширины диаграмм направленности в L и Н плоскостях.The technical result achieved by the E claimed useful model is to increase the energy characteristics of KST, SH1D, KU), higher; the stability of the characteristics, and also the possibility of obtaining narrower relative to the analog radiation patterns while maintaining a table-like t collection and the width of the radiation patterns in L and H planes.

Дости}кение указанных преимуществ предлагаемой модели осуществляется тем,что в известной волноводной антенне со столообразной диаграшюй направленности и одинаковой шириной вплоскостях lii и Н, состоящей из волновода круглого сечения и цилиндрического резонатора, основание резонатора выполнено с концентрическими выступами.The achievement of the indicated advantages of the proposed model is achieved by the fact that in the well-known waveguide antenna with a table-shaped beam pattern and the same plane width lii and H, consisting of a circular waveguide and a cylindrical resonator, the resonator base is made with concentric protrusions.

Улучшение энергетические характеристик и i«: стабильности обеспечивается исключением затеняющей металлической шайбы со щелями, исключением прорезей в круглом волновс де, а также исключением необходимости применять диэлектрики для установки металлической шайбы.Improving the energy characteristics and i ": stability is ensured by eliminating the shading metal washer with slots, eliminating slots in the round wave, and also eliminating the need to use dielectrics to install the metal washer.

Подбор размеров выступов в резонаторе позволяет уравнять ширину диаграмм направленности в плоскостях Е и Е. Кроме тогоThe selection of the size of the protrusions in the resonator allows you to equalize the width of the radiation patterns in the planes E and E. In addition

(ofo3.(ofo3.

наличие выступов нарушает условия возбуждения нежелательного типа волн Ejg, что по-зволяет увеличивать диаметр резонатора и получать в заявленной конструкиии антенны более узкие диаграммы направленности, чем в известнот/ антенне.the presence of protrusions violates the conditions for the excitation of an undesirable type of waves Ejg, which allows to increase the diameter of the resonator and to obtain narrower radiation patterns in the claimed antenna design than in the limestone / antenna.

На приведенном чертеже (фиг.1) изображен вид предлагаемой волноводной антенны.In the drawing (figure 1) shows a view of the proposed waveguide antenna.

Волноводная антенна имеет пит.ающий круглый волновод I, на котором установлен цилиндрический резонатор 2, имеющий основание, содержащее конпентрические выступы 3. Б случае необходимости получить более узкие диаграммы направленности можно, увеличивая диаметр резонатора, увеличить число концентрических выступов 3 (фиг.2).The waveguide antenna has a feed round waveguide I, on which a cylindrical resonator 2 is mounted, having a base containing contentric protrusions 3. If necessary, narrower radiation patterns can be obtained by increasing the diameter of the resonator to increase the number of concentric protrusions 3 (Fig. 2).

Антенна работает следующим образом. В питающем волноводе распространяется волна основного типа Hjj. В резонаторе возбуждаются три типа электромагнитных волн Hjj; ijj. Путем подбора глубины погружения волновода в резонатор, глубины резонатора, можно регулировать соотношение аь1цлитуд и фаз всех трех типов волн в резонаторе и, соответственно, гборму диаграшш направленности. Изменяя диаметр резонатора, ширину ивысоту выступов можно добиваться различного соотношения ширины диаграммы направленности в плоскостях ii и К и, в частном случае, их ра,венства.The antenna works as follows. The main wave type Hjj propagates in the supply waveguide. Three types of electromagnetic waves Hjj are excited in the resonator; ijj. By selecting the depth of immersion of the waveguide into the resonator, the depth of the resonator, it is possible to adjust the ratio of the amplitude and phases of all three types of waves in the resonator and, accordingly, the directional diagonal pattern. By varying the diameter of the resonator, the width and height of the protrusions, one can achieve different ratios of the width of the radiation pattern in planes ii and K and, in the particular case, their equality.

Отсутствие затенения и отражения в раскрыхве волноводной антенны, имеющей столообразную диаграмму направленности с одинаковой шириной в плоскостях Ji и Н, позволяет при использовании ее в качестве облучателя, самостоятельной антенны, или элемента многоэлементной антенны поднять энергетические характеристики антенных систем (улучшить Кет, ЮЩ, КУ), а отсутствие диэлектрически с материалов в конструкции позволяет повысить стабильность основных характеристик при серийном производстве антенны.The absence of shadowing and reflection in the opening of a waveguide antenna having a table-shaped radiation pattern with the same width in the Ji and H planes, allows using it as an irradiator, an independent antenna, or an element of a multi-element antenna to increase the energy characteristics of antenna systems (to improve Ket, Yushch, KU) , and the absence of dielectric materials in the structure allows to increase the stability of the main characteristics in serial production of the antenna.

Claims

A WAVEGUIDE ANTENNA WITH A CABLE DIRECTION DIAGRAM WITH THE SAME WIDTH IN THE E AND H PLANES, consisting of a circular waveguide and a cylindrical resonator mounted on a circular waveguide, characterized in that the resonator base is made with concentric protrusions.