RU2268520C1 - Antenna - Google Patents
Antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2268520C1 RU2268520C1 RU2004119645/09A RU2004119645A RU2268520C1 RU 2268520 C1 RU2268520 C1 RU 2268520C1 RU 2004119645/09 A RU2004119645/09 A RU 2004119645/09A RU 2004119645 A RU2004119645 A RU 2004119645A RU 2268520 C1 RU2268520 C1 RU 2268520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric
- vibrators
- antenna
- outputs
- given
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике и может быть применено в составе радиотехнических систем, использующих сигналы с круговой поляризацией.The invention relates to antenna technology and can be used as part of radio systems using circularly polarized signals.
Известна турникетная антенна, содержащая два взаимно перпендикулярных электрических вибратора с совмещенными центрами и фазовращатель, обеспечивающий фазовый сдвиг при возбуждении вибраторов на угол 90 градусов [1, с.251, рис.10.8а]. Недостатком данной антенны является то, что при отклонении направления прихода полезного сигнала круговой поляризации от нормали к поверхности раскрыва антенны ухудшается согласование приемной антенны по поляризации.A turnstile antenna is known that contains two mutually perpendicular electric vibrators with combined centers and a phase shifter that provides a phase shift when the vibrators are excited by an angle of 90 degrees [1, p. 251, fig. 10.8a]. The disadvantage of this antenna is that when the direction of arrival of the useful circular polarization signal from the normal to the aperture surface of the antenna deviates, the polarization of the receiving antenna decreases.
Известно устройство, осуществляющее независимый прием компонент электромагнитной волны ортогональной парой вибраторов, образующих турникетную антенну, и формирующее единичный коэффициент эллиптичности при низких и средних углах места [2]. Недостатком данной антенны является то, что при отклонении направления прихода полезного сигнала круговой поляризации от нормали к поверхности раскрыва антенны ухудшаются энергетические характеристики приемной антенны.A device is known that provides independent reception of the components of an electromagnetic wave by an orthogonal pair of vibrators forming a turnstile antenna and forming a single ellipticity coefficient at low and medium elevation angles [2]. The disadvantage of this antenna is that when the direction of arrival of the useful signal of circular polarization from the normal to the aperture surface of the antenna deteriorates, the energy characteristics of the receiving antenna deteriorate.
Наиболее близкой по техническому исполнению к предложенной антенне является антенна, состоящая из трех взаимно ортогональных вибраторов с совмещенными центрами, входы электрических вибраторов которой подключены к выходам делителя мощности, а электрические размеры плеч вибраторов выбраны таким образом, чтобы в заданном направлении обеспечивалось формирование «нуля» векторной ДН антенны [3]. Недостатком данной антенны является то, что синфазное возбуждение вибраторов не позволяет применить ее в каналах связи с круговой поляризацией.The closest in technical design to the proposed antenna is an antenna consisting of three mutually orthogonal vibrators with combined centers, the inputs of the electric vibrators of which are connected to the outputs of the power divider, and the electrical dimensions of the shoulders of the vibrators are selected so that in a given direction the formation of “zero” vector Beam antenna [3]. The disadvantage of this antenna is that the common-mode excitation of the vibrators does not allow its use in communication channels with circular polarization.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи формирования единичного коэффициента эллиптичности полезного сигнала в заданном направлении при сохранении энергетических характеристик антенны.The invention is aimed at solving the problem of forming a single coefficient of ellipticity of the useful signal in a given direction while maintaining the energy characteristics of the antenna.
Сущность изобретения состоит в том, что в антенную систему, состоящую из трех взаимно перпендикулярных электрических вибраторов с электрическими размерами плеч lx, ly, lz и совмещенными центрами, и делителя мощности, имеющего один вход и три выхода, между выходами делителя мощности и входами электрических вибраторов включены фазовращатели, причем для заданных распределения тока и направления θ, φ электрические размеры плеч lx, ly, lz электрических вибраторов и фазы возбуждения вибраторов ψx, ψy, ψz должны удовлетворять системе неравенств, полученных на основе соотношений, приведенных в [4]:The essence of the invention lies in the fact that in an antenna system consisting of three mutually perpendicular electric vibrators with electric arm sizes l x , l y , l z and combined centers, and a power divider having one input and three outputs, between the outputs of the power divider and inputs electric vibrators incorporated phase shifters, wherein for a given current distribution and direction θ, φ electrically shoulder dimensions l x, l y, l z electric dipoles and excitation vibrators phase ψ x, ψ y, ψ z must satisfy the inequality system Obtained based on the relationship given in [4]:
гдеWhere
Fθ(θ,φ)=(Fx(θ,φ)cosφ+Fy(θ,φ)sinφ)·cosθ-Fz(θ,φ)sinθ;F θ (θ, φ) = (F x (θ, φ) cosφ + F y (θ, φ) sinφ) cosθ-F z (θ, φ) sinθ;
Fφ(θ,φ)=Fy(θ,φ)cosφ-Fx(θ,φ)sinφ;F φ (θ, φ) = F y (θ, φ) cosφ-F x (θ, φ) sinφ;
Jx(x), Jу(у), Jz(z) - распределения поверхностных токов вдоль электрических вибраторов;J x (x), J y (y), J z (z) - distribution of surface currents along electric vibrators;
Ke0 - минимально допустимая величина коэффициента эллиптичности.K e0 is the minimum allowable ellipticity coefficient.
На фиг.1 изображена предложенная антенна. Фиг.2 иллюстрирует подключение питания к антенне. На фиг.3 изображено сечение зависимости коэффициента эллиптичности в пределах верхней полусферы видимых углов предложенной антенны для первого заданного в таблице направления.Figure 1 shows the proposed antenna. Figure 2 illustrates the power connection to the antenna. Figure 3 shows a cross section of the dependence of the coefficient of ellipticity within the upper hemisphere of the visible angles of the proposed antenna for the first direction specified in the table.
В таблице приведены электрические размеры плеч электрических вибраторов и значения фаз возбуждения вибраторов, позволяющие сформировать коэффициент эллиптичности Ke>Ke0 для ряда заданных направлений (θ, φ).The table shows the electrical dimensions of the shoulders of electric vibrators and the values of the phases of excitation of the vibrators, allowing to form the ellipticity coefficient K e > K e0 for a number of given directions (θ, φ).
Антенна состоит из трех взаимно перпендикулярных электрических вибраторов с совмещенными центрами, электрические размеры которых соответственно равны lx, ly, и lz (фиг.1). Входы электрических вибраторов 1, 2 и 3 подключены через фазовращатели 4, 5 и 6 к выходам делителя мощности 7, который имеет один вход (фиг.2). Для заданных распределения тока и направления θ, φ электрические размеры плеч lx, ly, lz электрических вибраторов и фазовые сдвиги ψx, ψy, ψz должны удовлетворять системе неравенств (1)-(3) и могут выбираться в ходе решения задачи максимизации величины Ke при дополнительных ограничениях вида (2), (3) любым из известных методов.The antenna consists of three mutually perpendicular electric vibrators with aligned centers, the electrical dimensions of which are respectively equal to l x , l y , and l z (figure 1). The inputs of the
Работа устройства организована следующим образом.The operation of the device is organized as follows.
Декартова система координат выбрана таким образом, чтобы электрический вибратор 1 был ориентирован вдоль оси ОХ, электрический вибратор 2 - вдоль оси OY, а электрический вибратор 3 - вдоль оси OZ (фиг.1). На вход делителя мощности 7 поступает модулированный высокочастотный сигнал с генератора. На выходах делителя мощности 7 образуются три идентичных по амплитуде и фазе сигнала. Каждый из сигналов сдвигается по фазе с помощью фазовращателей 4-6 на величину ψx, ψy, ψz соответственно. Сформированные сигналы возбуждают электрические вибраторы 1, 2 и 3. В заданном направлении θ, φ величина Ke>Ke0 может быть сформирована, если выполняются неравенства (1)-(3). Значения компонент векторной ДН Fθ(θ, φ) и Fφ(θ, φ) определяются суперпозицией векторных потенциалов Fx(θ, φ), Fy(θ, φ) и Fz(θ, φ). При этом выбор электрических размеров плеч вибраторов обуславливает амплитудные значения векторных потенциалов, а фазовых сдвигов, вносимых фазовращателями, - фазовые значения векторных потенциалов. Это означает, что вектор из данных шести параметров будет полностью определять величину коэффициента эллиптичности. При этом условия (2), (3) вытекают из физического смысла искомых параметров, а условие (1) является критерием выбора приемлемого решения.The Cartesian coordinate system is selected so that the
В таблице приведены значения электрических размеров плеч lx, ly, lz электрических вибраторов 1, 2 и 3 и фазовые сдвиги ψx, ψy, ψz, позволяющие сформировать Ke>Ke0 для случая синусоидального распределения токов в заданных направлениях в верхней полуплоскости. В нижней полуплоскости векторная ДН антенны с Ke>Кe0 может быть сформирована при тех же lx, ly, lz, но θ и φ увеличатся на π.The table shows the values of the electrical dimensions of the shoulders l x , l y , l z of the
На фиг.3 изображено сечение зависимости коэффициента эллиптичности в пределах верхней полусферы видимых углов предложенной антенны для первого заданного в таблице направления.Figure 3 shows a cross section of the dependence of the coefficient of ellipticity within the upper hemisphere of the visible angles of the proposed antenna for the first direction specified in the table.
Таким образом, получаемый технический результат, достигаемый в результате введения в антенну, состоящую из трех взаимно перпендикулярных электрических вибраторов с электрическими размерами плеч lx, ly, lz и совмещенными центрами и делителя мощности, между выходами делителя мощности и входами электрических вибраторов фазовращателей, обеспечивающих сдвиг фаз сигналов одинаковой мощности, заключается в формировании в заданном направлении коэффициента эллиптичности, близкого к единице без снижения энергетики антенны.Thus, the obtained technical result achieved by introducing into the antenna, consisting of three mutually perpendicular electric vibrators with electric arm sizes l x , l y , l z and combined centers and a power divider, between the outputs of the power divider and the inputs of the electric vibrators of the phase shifters, providing phase shift signals of the same power, consists in the formation in a given direction of the ellipticity coefficient close to unity without reducing the antenna power.
Источники информацииInformation sources
1. Проблемы антенной техники / Под ред. Л.Д.Бахраха, Д.И.Воскресенского. - М.: Радио и связь, 1988. - с.277.1. Problems of antenna technology / Ed. L.D. Bahrakh, D.I. Voskresensky. - M .: Radio and communications, 1988 .-- p.277.
2. Авт. свид. 1376146 (СССР). Фазированная антенная решетка с круговой поляризацией поля / Э.П.Абракин, Л.Л.Базеян и А.И.Браженко // 1988, Бюл. изобр. №7.2. Auth. testimonial. 1376146 (USSR). Phased antenna array with circular polarization of the field / E.P. Abrakin, L.L. Bazeyan and A.I. Brazhenko // 1988, Bull. fig.
3. Патент №2080713 (РФ). Антенна / Д.Д.Габриэльян, С.Е.Мищенко, В.В.Шацкий // 1997, Бюл. изобр. №15, 6 H 01 Q 21/24.3. Patent No. 2080713 (RF). Antenna / D.D. Gabrielyan, S.E. Mishchenko, V.V. Shatsky // 1997, Bull. fig. No. 15, 6 H 01 Q 21/24.
4. Гостюхин В.Л., Гринева К.И., Трусов В.Н. Вопросы проектирования активных ФАР с использованием ЭВМ / Под ред. В.Л.Гостюхина. - М.: Радио и связь, 1983. - с.248.4. Gostyukhin V.L., Grineva K.I., Trusov V.N. Problems of designing active headlights using a computer / Ed. V.L. Gostyukhina. - M .: Radio and communications, 1983. - p. 248.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119645/09A RU2268520C1 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004119645/09A RU2268520C1 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004119645A RU2004119645A (en) | 2006-01-10 |
RU2268520C1 true RU2268520C1 (en) | 2006-01-20 |
Family
ID=35871785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004119645/09A RU2268520C1 (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2268520C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514143C1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью Конструкторское бюро аппаратуры связи "Марс" | Antenna system |
CN105703084A (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-22 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | Indoor distribution antenna |
RU2649097C1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-03-29 | Игорь Валерьевич Демичев | Triorthogonal antenna |
CN108306116A (en) * | 2013-03-01 | 2018-07-20 | 霍尼韦尔国际公司 | Axial ratio bandwidth is extended for extremely low height above sea level |
RU2684433C2 (en) * | 2017-02-09 | 2019-04-09 | Общество с ограниченной ответственностью "РЭМО-Технологии" | Antenna adapter - circular polarization dipole |
-
2004
- 2004-06-28 RU RU2004119645/09A patent/RU2268520C1/en active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514143C1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью Конструкторское бюро аппаратуры связи "Марс" | Antenna system |
CN108306116A (en) * | 2013-03-01 | 2018-07-20 | 霍尼韦尔国际公司 | Axial ratio bandwidth is extended for extremely low height above sea level |
CN105703084A (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-22 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | Indoor distribution antenna |
CN105703084B (en) * | 2014-11-25 | 2018-05-11 | 中国移动通信集团设计院有限公司 | A kind of room divided antenna |
RU2649097C1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-03-29 | Игорь Валерьевич Демичев | Triorthogonal antenna |
RU2684433C2 (en) * | 2017-02-09 | 2019-04-09 | Общество с ограниченной ответственностью "РЭМО-Технологии" | Antenna adapter - circular polarization dipole |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004119645A (en) | 2006-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8537063B2 (en) | Antenna for reception of satellite radio signals emitted circularly, in a direction of rotation of the polarization | |
US6531984B1 (en) | Dual-polarized antenna | |
US6452565B1 (en) | Steerable-beam multiple-feed dielectric resonator antenna | |
CN107895846B (en) | Circular polarization patch antenna with broadband | |
US6690331B2 (en) | Beamforming quad meanderline loaded antenna | |
RU2380799C1 (en) | Compact circularly polarised antenna with spread frequency band | |
CN104885301B (en) | antenna for satellite navigation receiver | |
EP1264365A1 (en) | Multi-segmented dielectric resonator antenna | |
CN105990670B (en) | Circularly polarized antenna and communication equipment | |
US10992058B2 (en) | Capacitively coupled patch antenna | |
CN112787098A (en) | Two-dimensional circularly polarized wide-angle scanning phased array antenna | |
CN107026321A (en) | A kind of broad beam plane circular polarized antenna | |
US8988303B1 (en) | Extended performance SATCOM-ORIAN antenna | |
CN113745849A (en) | Single-frequency circularly polarized positioning antenna and wearable equipment | |
US4905011A (en) | Concentric ring antenna | |
CN110556625A (en) | Circularly polarized PIFA antenna with high stable phase center and GPS positioning system | |
RU2268520C1 (en) | Antenna | |
CN111525275A (en) | Variable polarization luneberg lens antenna | |
Kim et al. | Reconfigurable beam-steering antenna using double loops | |
CN103078182A (en) | Broadband cavity-backed microwave and millimeter-wave circular polarization antenna | |
CN111029758B (en) | BD B1 frequency band satellite navigation terminal antenna and working method thereof | |
CN105305050A (en) | Circular cut-arc microstrip antenna | |
Shafai et al. | Circularly polarized antennas | |
JPH07122930A (en) | Circular polarized wave planar antenna | |
JP4682705B2 (en) | Antenna device |