RU2096873C1

RU2096873C1 - Double-band nonprotruding circular slot antenna

Info

Publication number: RU2096873C1
Application number: RU96104645A
Authority: RU
Inventors: В.П. Бирульчик; В.В. Чирков
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: antenna engineering. SUBSTANCE: antenna has metal body in the form of turned over truncated cone with flange for fastening the antenna. Truncated cone is closed with dielectric cover. Metal disc with sector slot is positioned inside resonator on one level with flange. One edge of slot is coupled to base of body by means of rectangular metal plate. On the other edge of slot, in sector of angles less than 180 deg. concentric arc-shaped loops are formed with the aid of several concentric arc-shaped slots of equal length and width. Pins the height of which equals distance between disc and resonator base are installed under the above-indicated loops on resonator base. Part of pins is closed to disc, and their total quantity, as well as number of closed and open pins depend on required distance between antenna operating bands. Central conductor of axial power supply cable is connected to disc edge at angular distance of 45 deg. from short-circuited edge of sector slot. EFFECT: more effective design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве конформной приемно-передающей антенны для подвижных объектов. The invention relates to antenna technology and can be used as a conformal receive-transmit antenna for moving objects.

Известна кольцевая щелевая антенна, содержащая коаксиально-радиальный резонатор, нагруженный на излучающую щель, образованную между боковыми стенками резонатора и краем металлического соосного с резонатором диска, и коаксиальную линию питания (Г.Б Резников. Самолетные антенны. М. Советское радио, 1962 прототип). Known annular slot antenna containing a coaxial-radial resonator loaded on a radiating slit formed between the side walls of the resonator and the edge of the metal disk coaxial with the resonator, and a coaxial power line (G. B. Reznikov. Aircraft antennas. M. Soviet radio, 1962 prototype) .

Существенным недостатком такой антенны является узкая полоса рабочих частот. A significant disadvantage of such an antenna is a narrow operating frequency band.

Целью изобретения является создание невыступающей кольцевой щелевой антенны с двумя рабочими полосами частот. The aim of the invention is the creation of a protruding ring slot antenna with two working frequency bands.

Сущность изобретения заключается в том, что в невыступающей кольцевой щелевой антенне, содержащей резонатор с фланцем для крепления антенны, расположенный в одной плоскости с фланцем соосно с резонатором и параллельно его основанию металлический диск, диэлектрическую крышку и коаксиальный кабель питания, резонатор выполнен в виде перевернутого усеченного конуса, диаметр большего основания которого не превышает 0,3 длины волны, соответствующей центральной частоте нижней рабочей полосы, в металлическом диске вырезана секторная щель с углом раскрыва менее 5^o, один из краев которой гальванически соединен с основанием резонатора прямоугольной металлической пластиной, перпендикулярной поверхности диска, а с другого края секторной щели в секторе углов, меньшем 180^o, с помощью нескольких концентрических дугообразных щелей, две из которых имеют угловую длину более 90^o, сформированы концентрические дугообразные шлейфы, под которыми на основании резонатора установлены штыри высотой, равной расстоянию между диском и основанием резонатора, часть из которых замкнута на диск, а их общее количество, так же как и количество замкнутых и незамкнутых штырей, обусловлено требуемым разносом рабочих полос антенны, причем концентрические линии, вдоль которых установлены штыри, являются проекциями средних линий шлейфов на основание резонатора, при этом центральный проводник коаксиального кабеля питания подключен к краю диска на угловом расстоянии 45^o от короткозамкнутого края секторной щели.The essence of the invention lies in the fact that in a non-protruding ring slit antenna containing a resonator with a flange for mounting the antenna, located in the same plane with the flange coaxially with the resonator and parallel to its base, a metal disk, a dielectric cover and a coaxial power cable, the resonator is made in the form of an inverted truncated a cone, the diameter of the larger base of which does not exceed 0.3 wavelength, corresponding to the center frequency of the lower working strip, a sector slot with aperture scrap least 5 ^o, one of the ends of which are electrically connected to the base of the resonator rectangular metal plate perpendicular to the disk surface, and the other end sector gap in the sector of angles less than 180 ^o, with several concentric arcuate slots, two of which have an angular length 90 ^o, formed concentric arcuate loops by which on the basis of the resonator installed pins in height equal to the distance between the disc and the cavity base, part of which is closed on the disk, but also the total number, as well as the number of closed and open pins, is due to the required spacing of the working bands of the antenna, the concentric lines along which the pins are installed are the projections of the middle lines of the loops on the resonator base, while the central conductor of the coaxial power cable is connected to the edge of the disk on an angular distance of 45 ^o from the short-circuited edge of the sectoral gap.

На чертеже представлена конструкция предлагаемой антенны, где для примера изображено два дугообразных шлейфа. The drawing shows the design of the proposed antenna, where for example two arcuate loops are shown.

Антенна состоит из металлического резонатора 1, выполненного в виде перевернутого усеченного конуса с фланцем для крепления диэлектрической крышки 2 и самой антенны на посадочное место. Внутри резонатора 1 соосно ему без зазора относительно диэлектрической крышки 2 расположен металлический диск 3, образующий с боковыми стенками резонатора 1 кольцевую щель 4. В металлическом диске 3 прорезана секторная щель 5, один край которой гальванически соединен прямоугольной металлической пластиной 6 с основанием резонатора 1. С другого края секторной щели 5 в металлическом диске 3 прорезаны концентрические дугообразные щели 7 различной длины и ширины, формирующие дугообразные шлейфы 8, под которыми на основании резонатора 1 установлены штыри 9 высотой, равной расстоянию между диском 3 и основанием резонатора 1, часть из которых замкнута на диск 3, причем концентрические линии, вдоль которых установлены штыри 9, является проекциями средних линий шлейфов 8 на основание резонатора 1. К диску 3 на угловом расстоянии 45^o от короткозамкнутого края секторной щели 5 в точке 10 подключен центральный проводник 11 коаксиального кабеля питания 12.The antenna consists of a metal resonator 1, made in the form of an inverted truncated cone with a flange for attaching the dielectric cover 2 and the antenna itself to the seat. Inside the resonator 1 there is a metal disk 3 coaxial to it without a gap with respect to the dielectric cover 2, which forms an annular gap 4 with the side walls of the resonator 4. A sector gap 5 is cut in the metal disk 3, one edge of which is galvanically connected by a rectangular metal plate 6 to the base of the resonator 1. C on the other edge of the sectoral slit 5, in the metal disk 3, concentric arcuate slots 7 of various lengths and widths are cut, forming arcuate loops 8, under which is installed on the base of the resonator 1 there are pins 9 with a height equal to the distance between the disk 3 and the base of the resonator 1, some of which are closed to the disk 3, and the concentric lines along which the pins 9 are installed are the projections of the middle lines of the stubs 8 onto the base of the resonator 1. To the disk 3 at an angular distance 45 ^o from the short-circuited edge of the sector gap 5 at point 10 is connected to the Central conductor 11 of the coaxial power cable 12.

Антенна работает следующим образом. The antenna works as follows.

Сигнал через коаксиальный кабель питания 12 поступает на металлический диск 3. Металлический диск 3 с секторной щелью 5 и основание резонатора 1, соединенные с одного края секторной щели 5 прямоугольной металлической пластиной 6, представляет собой свернутую короткозамкнутую четвертьволновую передающую линию. The signal through a coaxial power cable 12 enters the metal disk 3. The metal disk 3 with the sector slot 5 and the base of the resonator 1, connected to one edge of the sector slot 5 by a rectangular metal plate 6, is a rolled up short-circuited quarter-wave transmission line.

Дугообразные щели 7 разбивают ее на систему связанных параллельных эквивалентных контуров, резонансные характеристики которых определяются геометрическими параметрами шлейфом 8 и размещением замкнутых и разомкнутых штырей 9, а величина связи между ними определяется шириной дугообразных щелей 7. Arcuate slots 7 divide it into a system of connected parallel equivalent circuits, the resonant characteristics of which are determined by the geometric parameters of the cable 8 and the placement of closed and open pins 9, and the magnitude of the connection between them is determined by the width of the arcuate slots 7.

Построенная таким образом система, имеющая две полосы пропускания, возбуждает кольцевую щель 4, которая в свою очередь, обеспечивает излучение сигнала в пространство. A system constructed in this way, having two passbands, excites an annular slit 4, which, in turn, provides the radiation of the signal into space.

Предлагаемая антенна, реализованная в следующих физических размерах относительно длины волны, соответствующей центральной частоте нижней рабочей полосы частот: максимальный диаметр резонатора 0,256, глубина резонатора - 0,023, с тремя дугообразными щелями и общим количество штырей, равным 7, обеспечила работу в двух полосах частот с отношением f_в/f_н=1,12 с неравномерностью диаграммы направленности в азимутальной плоскости менее 3 дБ.The proposed antenna, implemented in the following physical dimensions with respect to the wavelength corresponding to the center frequency of the lower working frequency band: the maximum diameter of the resonator is 0.256, the depth of the resonator is 0.023, with three arcuate slots and a total number of pins equal to 7, provided operation in two frequency bands with the ratio f _in / f _n = 1.12 with irregularity in the azimuthal plane of less than 3 dB.

Claims

1. Non-protruding ring slit antenna containing a resonator with a flange for mounting the antenna, located in the same plane with the flange coaxial with the resonator and parallel to its base, a metal disk, a dielectric cover and a coaxial power cable, characterized in that the resonator is made in the form of an inverted truncated cone, the diameter of the larger base of which does not exceed 0.3 wavelength corresponding to the center frequency of the lower working frequency band, a sector gap is cut out in a metal disk with an opening angle of m her 5 ^o, one of the ends of which are electrically connected to the base of the resonator rectangular metal plate perpendicular to the disk surface, and the other end sector gap in the sector of angles less than 180 ^o, with several concentric arcuate slots, two of which have an angular length of more than 90 ^o, formed concentric arcuate loops by which on the basis of the resonator installed pins in height equal to the distance between the disc and the cavity base, part of which is closed on the disk and their overall koliches in the same way as the number of closed and open pins is due to the required spacing of the antenna working bands, the concentric lines along which the pins are installed are the projections of the middle lines of the cables on the resonator base, while the central conductor of the coaxial power cable is connected to the edge of the disk at an angular a distance of 45 ^o from the short-circuited edge of the sectoral gap.

2. The antenna according to claim 1, characterized in that the dielectric cover and the metal disk are made in the form of a single part of a one-sided foil dielectric.