RU2076407C1 - Диапазонная направленная антенна - Google Patents
Диапазонная направленная антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076407C1 RU2076407C1 RU94020416A RU94020416A RU2076407C1 RU 2076407 C1 RU2076407 C1 RU 2076407C1 RU 94020416 A RU94020416 A RU 94020416A RU 94020416 A RU94020416 A RU 94020416A RU 2076407 C1 RU2076407 C1 RU 2076407C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- max
- metal
- distance
- radiating
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения. Целью изобретения является сокращение габаритов (расстояния между экран-рефлектором и излучающим полотном) и расширения рабочего диапазона антенны без изменения основных электрических характеристик антенны. Антенна содержит металлическое зигзагообразное излучающее полотно 2, вырожденное в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами 4 с точками питания в их вершинах и с плоским экран-рефлектором 3. В металлических секторах 4 излучающего полотна 2 выполнены вырезы 5 в форме частей сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точек питания 1. Боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями 6 R = (100-200) Ом в точках, находящихся на расстоянии l = 0,15λмакс от точек питания. Новым является выполнение в металлических секторах 4 излучающего полотна 2 вырезов 5 в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точки питания 1, боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями 6 R = (100 - 200) Ом. Использование предлагаемой антенны позволяет сократить вдвое габариты антенны и расширить рабочий диапазон до отношения 2,8 : 1. 4 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике и предназначена для использования в радиотехнических системах различного назначения, в частности в малогабаритных пеленгаторах наземных источников излучений, для "Охоты на лис".
Известные антенные устройства, используемые в малогабаритных пеленгаторах (авт. cв. N 138277, кл. Н 01 Q 9/16 от 16 июня 1960 г. авт. св. N 191647, кл. Н 01 Q 9/28 от 15.02.1965 г. брошюра К. Харченко "УКВ-антенны". М. изд-во ДОСААФ, 1969, УДК 621.396.677.497).
Однако эти антенны имеют относительно большое расстояние до экран-рефлектора, что ограничивает ее применение в малогабаритной пеленгаторной аппаратуре.
Наиболее близким к изоббретению по технической сущности является антенное устройство, описанное в брошюре К. Харченко "УКВ-антенны". В этой антенне зигзагообразное излучающее полотно вырождено в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами с точками питания в их вершинах. Для увеличения направленности используется экран-рефлектор.
Для получения приемлемого согласования антенны с фидером следует располагать экран-рефлектор на расстоянии S≥0,18λмакс. Однако, размер "S" влияет на направленные свойства антенны. С его увеличением коэффициент направленного действия (КНД) снижается и сужается диапазон частот, в пределах которого направленные свойства антенны не претерпевают заметных изменений. Таким образом, с точки зрения улучшения последних, размер S желательно уменьшить, а с точки зрения согласования увеличивать.
При использовании трансформатора сопротивлений, включенного между антенной и фидером (см. рис. 56 на с. 84 брошюры К. Харченко "УКВ-антенны") или при использовании неоднородностей, включенных непосредственно в проводники антенны, как показано на рис. 1.17 на с. 46 в книге В. И. Бекетова, К. П. Харченко "Измерения и испытания при конструировании и регулировке радиолюбительских антенн". М. Связь, 1971, можно лишь незначительно уменьшить расстояние между излучающим полотном и экран-рефлектором, в частности до 0,16λмакс.
При этом по-прежнему при относительно малом диаметре излучающего полотна D = 0,375λмакс, антенна имеет относительно большое расстояние до экран-рефлектора S≥0,16λмакс, что ограничивает ее применение в малогабаритной аппаратуре.
С другой стороны, установка экран-рефлектора перед излучающим полотном для увеличения направленности сокращает полосу рабочих частот последнего от отношения 3 1 до 2,2 1 (например, Кисмерешкин В. П. Телевизионные антенны для индивидуального приема. М. Связь, 1976, с. 22 -23), что ограничивает ее применение в широкополосной малогабаритной аппаратуре.
Техническая задача изобретения сокращение габаритов антенны и расширении рабочего диапазона частот.
Задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем зигзагообразное излучающее полотно в виде кольца, заполненного двумя металлическими секторами с точками питания в их вершинах и экран-рефлектор, в металлических секторах выполнены вырезы в форме части сегментов, образованных душами радиуса R 0,18 макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точки питания, а боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями R (100 -200) Ом в точках, находящихся на расстоянии l = 0,15λмакс отточек питания, где λмакс, максимальная длина волны.
Экспериментально установлено, что выполнение в металлических секторах вырезов в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точки питания позволяет оптимизировать амплитудно-фазовое распределение в раскрыве антенны и тем самым сократить расстояние между экран-рефлектором и излучающим полотном антенны вдвое, т. е. до λмакс. При этом улучшается КНД антенны и сохраняется приемлемое согласование с питающим фидером в диапазоне частот fв/fн ≈ 2,2, где fв верхняя граничная частота рабочего диапазона,
fн нижняя граничная частота рабочего диапазона.
fн нижняя граничная частота рабочего диапазона.
Дальнейшее расширение рабочего диапазона частот достигается замыканием боковых поверхностей одного металлического сектора с зеркальными относительно них боковых поверхностях другого металлического сектора сопротивлениями R (100-200) Ом в точках, находящихся на расстоянии 0,08λмакс от точки питания, где l = 0,15λмакс максимальная длина волны. Такое включение сопротивлений уменьшает добротность антенны вследствие чего расширяется рабочая полоса частот до отношения 2,8:1. Экспериментально установлено, что наиболее оптимальным, для антенны с выходным сопротивлением 50 Ом, является значение сопротивления равное 150 Ом.
Сравнительный анализ предлагаемого и прототипа показывает, что предлагаемая антенна отличается наличием новых элементов выполнением в металлических секторах излучающего полотна вырезов в форме частей сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс макс от точки питания; боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями R (100 200) Ом.
Таким образом, изобретение соответствует критерию изобретения "новизна".
Анализ известных технических решений в известной области и смежной с ней позволяет сделать вывод, что введенные элементы известны (5). Однако введение их в излучающее полотно антенны с указанными размерами и связями обеспечивает устройству такие новые свойства как сокращение габаритов и расширение полосы рабочих частот.
Изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.
Изобретение является промышленно применительным, так как может быть использовано в различных областях народного хозяйства.
Изобретени поясняется фиг. 1 4.
На фиг. 1 показан общий вид антенны; на фиг. 2 общий вид излучающего полотна антенны.
На фиг. 3 показаны зависимости КСВН антенн от частоты, где 1 для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ-антенны", с. 90, рис. 62; 2 для антенны по изобретению.
На фиг. 4 показана зависимость КНД от частоты, где 1 для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ-антенны"; 2 для антенны по изобретению.
Конструктивно (фиг. 1) антенна выполнена в виде излучающего полотна 2, изготовленного методом печати на диэлектрической подложке, установленного перед экраном-рефлектором 3 на расстоянии S = 0,08λмакс. Для придания конструкции жесткости промежуток между излучающим полотном и экран-рефлектором заполнен диэлектриком (7) с ε=1,, например, пенопластом.
На фиг. 2 показано излучающее полотно антенны (2), выраженное в кольцо диаметром D = 0,375λмакс, заполненное двумя металлическими секторами 4 с точками питания в их вершинах 1. В металлических секторах 4 излучающего полотна 2 выполнены вырезы 5 в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точки питания антенны 1. Боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями 6 R (100 200) Ом.
На фиг. 3 показаны зависимости КСВН от частоты для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ-антенны" 1, и для антенны, описанной в изобретении 2.
на фиг. 4 показаны зависимости КНД от частоты для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ- антенны", 1 и для антенны, описанной в изобретении 2.
Таким образом, предлагаемая антенна позволяет при сохранении основных электрических характеристик сократить расстояние между излучающим полотном и экран-рефлектором вдвое, т. е. до S = 0,08λмакс и расширить рабочую полосу частот до отношения 2,8 1.
Антенна работает следующим образом.
При подведении энергии и клеммам питания 1 излучающего полотна 2 происходит возбуждение последнего. Часть высокочастотной энергии, падающей на экран-рефлектор 3, отражается в сторону излучающего полотна 2. При выполнении в металлических секторах 4 излучающего полотна 2 вырезов 5 в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точки питания в плоскости излучающего полотна 2 (при 0,08λмакс≅S≅0,24λмакс) фаза высокочастотного поля отраженного от экран-рефлектора 3, близка к фазе поля, создаваемого самим полотном 2.Это обеспечивает при S = 0,08λмакс широкополосность антенны по диаграмме направленности практически в трехкратной полосе частот. При этом приемлемое согласование входного сопротивления антенны с питающим фидером (КСВН ≅ 3) обеспечивается лишь в полосе рабочих частот с отношением 2,2:1. Замыкание боковых поверхностей одного металлического сектора с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора, сопротивлениями 6 R (100 200) Ом уменьшает добротность антенны и улучшает согласование ее входного сопротивления с питающим фидером, вследствие чего полоса рабочих частот по согласованию расширяется до отношения 2,8 1.
Предлагаемая диапазонная направленная антенна использовалась в качестве базовой в малогабаритном пеленгаторе сантиметрового диапазона длин волн.
Малые габариты и высокая технологичность антенны позволили выполнить ее методом печати на диэлектрической плате и расположить непосредственно на корпусе приемника. При этом с учетом широкополосности (fв/dн 2,8) габариты пеленгатора уменьшились более, чем вдвое.
Claims (1)
- Диапазонная направленная антенна, содержащая металлическое зигзагообразное излучающее полотно, вырожденное в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами с точками питания в их вершинах и с плоским экраном-рефлектором, отличающаяся тем, что в металлических секторах излучающего полотна выполнены вырезы в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18λмакс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15λмакс от точек питания, а боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивления R 100 200 Ом в точках, находящихся на расстоянии l = 0,15λмакс от точек питания, где λмакс максимальная длина волны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94020416A RU2076407C1 (ru) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Диапазонная направленная антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94020416A RU2076407C1 (ru) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Диапазонная направленная антенна |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94020416A RU94020416A (ru) | 1996-04-20 |
RU2076407C1 true RU2076407C1 (ru) | 1997-03-27 |
Family
ID=20156668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94020416A RU2076407C1 (ru) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Диапазонная направленная антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2076407C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624788C1 (ru) * | 2016-06-27 | 2017-07-06 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Диапазонная направленная антенна |
-
1994
- 1994-06-02 RU RU94020416A patent/RU2076407C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Франции N 2123051, кл. H 01 Q 19/00, 1972. Харченко К. УКВ-антенны. - М.: ДОСААФ, 1969, с. 91. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624788C1 (ru) * | 2016-06-27 | 2017-07-06 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Диапазонная направленная антенна |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94020416A (ru) | 1996-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7358922B2 (en) | Directed dipole antenna | |
Adibi et al. | Gain enhancement of wideband circularly polarized UWB antenna using FSS | |
EP0377858B1 (en) | Embedded surface wave antenna | |
US6288682B1 (en) | Directional antenna assembly | |
US4038662A (en) | Dielectric sheet mounted dipole antenna with reactive loading | |
JP3085524B2 (ja) | 反射板付ダイポ−ルアンテナ | |
US8164536B2 (en) | Directed dual beam antenna | |
US20060181474A1 (en) | Cavity embedded antenna | |
Zhang et al. | Planar substrate-integrated endfire antenna with wide beamwidth for Q-band applications | |
US5818397A (en) | Circularly polarized horizontal beamwidth antenna having binary feed network with microstrip transmission line | |
US20040201541A1 (en) | Wide bandwidth base station antenna and antenna array | |
Tangwachirapan et al. | Design of ultra-wideband antipodal vivaldi antenna with square dielectric lens for microwave imaging applications | |
US5416490A (en) | Broadband quasi-microstrip antenna | |
US4937588A (en) | Array of collinear dipoles | |
EP0989628B1 (en) | Patch antenna having flexed ground plate | |
US5485165A (en) | Broadband high efficiency full wave open coaxial stub loop antenna | |
US4611214A (en) | Tactical high frequency array antennas | |
RU2076407C1 (ru) | Диапазонная направленная антенна | |
Wang et al. | Series-fed printed dipole array antenna | |
US5477233A (en) | Notch monopole antenna | |
Awais et al. | A Compact Ultra-wideband Single Element Planar Yagi Antenna | |
US6469675B1 (en) | High gain, frequency tunable variable impedance transmission line loaded antenna with radiating and tuning wing | |
Makanae et al. | A Study on gain enhancement of a leaf-shaped bowtie slot antenna array employing dielectric superstrates | |
KR100468201B1 (ko) | 두 개의 스파이럴 라인을 이용한 마이크로스트립 스파이럴안테나 | |
CN114651374B (zh) | 利用具有无源元件的智能天线实现的波束分集 |