RU2002343C1 - Волноводно-щелева антенна дл летательного аппарата - Google Patents

Abstract

Использование: увеличение широкополосности самолетных антенн. Сущность изобретени : антенна содержит симметричный вибратор, расположенный в плоскости экрана над центром полости глубиной в четверть длины рабочей волны. Поперечное сечение полости имеет форму ромба со стороной (0.7 ё 0.05) длины рабочей волны Вибратор расположен вдоль малой диагонали ромба 1 ид

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике , а конкретно к антеннам, устанавливаемым на внешней металлической обшивке летательного аппарата и предназначенным дл  приема или излучени  электромагнитных волн линейной пол ризации.

Известна щелева  антенна линейной пол ризации, пригодна  дл  установки на внешней металлической обшивке летательного аппарата. Эта антенна выполнена в виде четвертьволнового закороченного с одного конца отрезка пр моугольного волновода и запитываетс  Т-образным возбудителем .

Недостатком известной антенны  вл етс  относительна  узкополостно сть, а именно полоса рабочих частот по согласованию (по уровню КСВн 2) не превышает 20%.

Указанный недостаток устранен в вол- нооодно-щелевой антенне, имеющей более широкую (пор дка 50%) полосу рабочих частот по согласованию.

Эта волноводно-щелева  антенна выбрана в качестве прототипа.

Она содержит металлический экран, в качестве которого может быть использова- нз обшивка летательного аппарата, щель, расположенную в экране, четвертьволновой отрезок волновода, один коней которого коротко замкнут, а другой соединен с кра ми щели. В состав антенны также вхо- д тТ-образный возбудитель щели и симметричный по уаолновой вибратор, расположенный над щелью. Внутренн   полость Т-образного возбудител  служит дл  выполнени  системы питани  вибратора, кроме того, Т-образный возбудитель используетс  в качестве рефлектора вибратора . Экран щелевого излучател  согнут так, что полуплоскости экрана образуют между собой угол 120°.

Антенна работает следующим образом, Сигналы с выходов двух передатчиков поступают соответственно на вход Т-образного возбудител  щели и на вход симметричного полуволнового вибратора. Под воздействием токов, текущих в плечах Т-образного возбудител  и вибратора, в окружающем антенну пространстве возбуждаетс  электромагнитное поле,  вл ющеес  суперпозицией пол  щели, пол  токов экрана и пол  вибратора. Благодар  взаимному расположению щели и вибратора возбуждаемые пол  имеют ортогональные пол ризации . Широкополосность антенны обеспечиваетс  тем, что в единой конструкции объединены полосы двух антенн - щелевой и вибраторной, т.е. на низких частотах работает щелева  антенна, на высоких частотах - вибраторна , а средние частоты диапазона перекрываютс  обеими антеннами .

Недостатком известной антенны при использовании ее на летательном аппарате  вл етс  высокое аэродинамическое сопротивление антенны, обусловленное тем, что вибратор выступает под поверхностью экрана , Попытка снижени  аэродинамическо

го сопротивлени  антенны путем

заглублени  вибратора в обшивку летательного аппарата ухудшает широкополос- ность антенны (сужает рабочий диапазон частот).

Целью изобретени   вл етс  расширение рабочего диапазона частот и уменьшение аэродинамического сопротивлени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что волноводно-щелевой антенне дл  летательного аппарата, содержащей металлический экран в виде обшивки летательного аппарата , щель, выполненную в металлическом экране , отрезок волновода длиной Я/4, форма и размеры поперечного сечени  которого

совпадают с формой и размерами щели, один конец которого короткозамкнут, а другой - соединен с кромками щели и симмет- ричный полуволновой вибратор, поперечное сечение щели и отрезка волновода имеет форму ромба со стороной (0,7± ± 0,05)Я и углом при вершинэ 45°, а симметричный полувслновой вибратор расположен в плоскости щели вдоль малой диагонали ромба.

На чертеже приведена конструкци  волноводно-щелевой антенны.

Волноводно-щелева  антенна дл  летательного аппарата содержит четвертьволновой отрезок волновода 1, металлический

экран 2 со щелью 3 и симметричный полуволновой вибратор 4. В качестве экрана 2 используетс  обшивка летательного аппарата . Щель 3 выполнена в форме ромба с углом 45° при вершине, длина стороны щели

составл ет (0,7±0,05) Я, Форма и размеры поперечного сечени  отрезка волновода 1 совпадают с формой и размерами щели 3. Один конец отрезка волновода 1 коротко- замкнут, другой конец соединен с кра ми

щели 3 в экране 2.

Симметричный полуволновой вибратор 4 расположен s плоскости экрана 2, при этом центр вибратора 4 совпадает с центром щели 3, а плечи вибратора 4 расположены вдоль малой диагонали ромбовидной щели 3.

Волноводно-щелева  антенна работает следующим образом.

Симметричный полуволновой вибратор 4 запитываетс  от передатчика (на чертеже не показан). Под воздействием токов, текущих в плечах вибратора 4, возбуждаетс  щель 3 в экране 2. Поле излучени  антенны  вл етс  суперпозицией пол  токов в экране 2, пол  щели 3 и пол  вибратора 4. Благодар  предложенным взаимному расположению вибратора 4 и щели 3 и форме щели электромагнитное поле, возбужда- емое в окружающем антенну пространстве, имеет линейную пол ризацию в широкой полосе частот.

Работоспособность антенны была подтверждена экспериментально, путем сн - ти  электрических характеристик. Экспериментальна  проверка антенны со стороной щели 0,7 Аср, размерами экрана

2.85 х 2,85 Аср и длиной отрезка золновода 0.25 Дер. где Аср -средн   дликэ волны рабочего диапазона частот антенны, показала, что полоса частот по уровню КСВн 2, составл ет 60%, т.е. шире полосы частот антенны-прототипа .

При этом предложенные форма и размеры щели 3, а также взаимное расположение щели 3 и вибратора 4 позволили разместить вибратор 4 в плоскости экрана 2, т.е. в плоскости обшивки летательного аппарата, и тем самым снизить по сравнению с прототипом аэродинамическое сопротивление антенны с улучшением ее широкополосности.

(56) Шэтраков Ю.Г. и др. Самолетные антенные системы. М.: Машиностроение, 1979, с. 153-156, рис. 9.1,9.4.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ВОЛНОВОДНО-ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержаща  металлический экран в виде обшив- ки летательного аппарата, щель, выполненную в металлическом экране, отрезок волновода длиной А/4, форма и размеры поперечного сечени  которого совпадают с формой и размерами щели, один конец коротко замкнут, а другой соединен

   с кромками щели, и симметричный пол- уволновый вибратор, отличающа с  тем, что, с целью расширени  рабочего диапазона и уменьшени  аэродинамического сопротивлени , поперечное сечение щели и отрезка волновода имеет форму ромба со стороной (0,7 ч- 0,05 и углом при вершине 45°, з симметричный полуволновый вибратор расположен в плоскости щели вдоль малой диагонали ромба.