RU2459327C1 - Рупорная антенна - Google Patents
Рупорная антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2459327C1 RU2459327C1 RU2011121160/07A RU2011121160A RU2459327C1 RU 2459327 C1 RU2459327 C1 RU 2459327C1 RU 2011121160/07 A RU2011121160/07 A RU 2011121160/07A RU 2011121160 A RU2011121160 A RU 2011121160A RU 2459327 C1 RU2459327 C1 RU 2459327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plane
- parallel
- sector
- conical
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для построения широконаправленных в горизонтальной плоскости антенн СМ и ММ диапазонов волн для РТ станций, работающих в угломестных секторах от 0° до +50°÷60° и более в любом азимутальном направлении. Техническим результатом является создание антенн, формирующих в пространстве конические (воронкообразные) секторные ДН в полосе частот стандартного волновода. Широкоугольная антенна с ДН конической (воронкообразной) формы, имеющая в своем составе сектор радиальной волноводной линии с углом при вершине, определяющим заданную ширину ДН в горизонтальной (Е-плоскости), возбуждаемой зауженным прямоугольным волноводом с вектором электрического поля Е, параллельным широким стенкам радиального волновода, образующий цилиндрический «раскрыв», переходную секцию, широкие стенки которой выполнены в виде параллельных тороидально изогнутых поверхностей, образующих острый угол с Е-плоскостью, и излучающий раструб, широкие стенки которого выполнены в виде непараллельных конических поверхностей, ограниченных общими узкими стенками. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для построения широконаправленных в горизонтальной плоскости антенн СМ и ММ диапазонов волн, формирующих диаграммы направленности (ДН) воронкообразной (конической) формы и используемых в интересах ПВО.
При размещении радиотехнических средств на наземных, надводных или на летающих объектах требуется обеспечить их работу в широких азимутальных секторах с излучением или приемом СВЧ сигналов под требуемым углом над плоскостью горизонта или к плоскости горизонта в любом азимутальном направлении, что может быть обеспечено антеннами, формирующими ДН воронкообразной (конической) формы.
Известны антенны (патент Великобритании №2213997, H01Q 13/02, 1989 и патент России №2119215, H01Q 13/02, 1998), формирующие секторную ДН. Они содержат плавный переход от прямоугольного волновода к лунарному, выход которого соединен с узким концом секторного коаксиального рупора. Широкий конец рупора совместно с узким формирует раскрыв антенны. Симметрично относительно рупора (по патенту России) расположены два идентичных поглощающих экрана, представляющих собой незамкнутую многогранную поверхность. Расположение экранов и стенок экранов относительно секторного коаксиального рупора обеспечивает высокую крутизну скатов ДН по сравнению с патентом Великобритании №2213997.
Конусность ДН описанных антенн может быть получена путем придания конусности ее раскрыву.
Однако из-за сложности конструкции они трудновыполнимы практически, особенно в ММ диапазоне волн.
Конусные ДН могут быть получены с помощью биконической антенны путем придания конусности ее ракрыву, но они формируют всенаправленные в горизонтальной плоскости ДН.
Для получения секторных ДН в раскрыв биконической антенны помещают цилиндрический (или конический) металлический экран, покрытый радиопоглощающим материалом, для отсечки излучения (приема) в нежелательных азимутальных направлениях («Вопросы специальной радиоэлектроники», 2001 г., выпуск 2, Москва-Таганрог, стр.105-106). Однако такая антенна также довольно сложна в изготовлении, имеет значительные габариты по сравнению с другими, а на высоких частотах (в ММ диапазоне) изготовить ее практически невозможно. Кроме того, возбуждение биконической антенны осуществляемся коаксиальным фидером через волноводно-коаксиальный переход. В результате такая антенна имеет низкий КУ и большой КСВН.
Известна антенна, формирующая широкоугольную ДН (патент США №3831176, H01Q 17/00, H01Q 19/06, 1974 г.). Антенна представляет собой сектор радиальной волноводной линии (фиг.1). Наружные кромки двух параллельных пластин, образующих линию, представляют собой идентичные дуги окружностей, образующие цилиндрический раскрыв антенны. Сектор радиальной линии в центре (или вершине) соединяется с входной линией передачи в виде обуженного в месте соединения прямоугольного волновода. Возбуждаемая в радиальном секторе линии ЭМ волна распространяется таким образом, что электрические силовые линии (Е-поле) идут вдоль дуг окружностей между расходящимися боковыми стенками радиального волноводного сектора параллельно пластинам, образующим линию.
Поместив между пластинами радиального волноводного сектора перпендикулярно к ним несколько радиальных поглощающих пластин, расположенных по дуге окружности на некотором расстоянии одна от другой (при этом силовые линии электрического поля перпендикулярны ко всем поглощающим пластинам и к расходящимся боковым стенкам радиального волновода), и наличии в раскрыве соответствующего поляризатора авторы патента получили антенну, излучающую эллиптически поляризованные волны почти круговой поляризации во всем угловом секторе, угол которого лежит в пределах от 60° до 300° в широкой полосе частот, перекрывающей по крайней мере октаву.
При диаграмме направленности в 60° и меньше такая антенна превращается в обычный пирамидальный рупор, ширина диаграммы направленности которого определяется его апертурой. Ширину диаграммы направленности больше 300° невозможно получить, т.к. раздвинуть боковые стенки радиальной волноводной линии до 360° невозможно из-за наличия записывающего прямоугольного волновода. В пределах от 60° до 300° ширина диаграммы направленности будет определяться углом раствора радиальной линии.
Известная антенна формирует диаграммы направленности в широком угловом секторе в плоскости горизонта при ориентации широких стенок радиального волновода также в плоскости горизонта. Поляризация излучаемых волн - эллиптическая, близкая к круговой.
Описанная в патенте США №3831176 антенна выбрана за прототип как наиболее близкая к заявляемому объекту по технической сущности.
Задача заявляемого изобретения - создание антенны, формирующей конические (воронкообразные) по форме и широкоугольные в Е-плоскости ДН.
Решение этой задачи достигается тем, что в рупорной антенне, содержащей Е-плоскостной секториальный рупор в виде сектора радиальной волноводной линии с углом при вершине, определяющим заданную ширину ДН в Е-плоскости, возбуждаемый обуженным прямоугольным волноводом с вектором электрического поля Е, параллельным широким стенкам радиального волновода, и излучающий раструб, ограниченные общими узкими стенками, между Е-плоскостным секториальным рупором и излучающим раструбом расположена переходная секция, широкие стенки которой выполнены в виде параллельных тороидально изогнутых поверхностей, образующих острый угол α с Е-плоскостью, а широкие стенки излучающего раструба выполнены в виде непараллельных конических поверхностей.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 показана схема построения антенны (по патенту США №3831176);
на фиг.2 показан общий вид заявляемой антенны;
на фиг.3а и фиг.3б показаны фото макета заявляемой антенны в двух ракурсах;
на фиг.4 приведены ДН изготовленной антенны в Е-плоскости;
на фиг.5 приведены ДН изготовленной антенны в Н-плоскости.
Рупорная антенна (фиг.2) содержит Е-плоскостной секториальный рупор в виде сектора радиальной волноводной линии 1, возбуждаемый обуженным прямоугольным волноводом 2, и излучающий раструб 3, ограниченные узкими стенками 4. Между Е-плоскостным секториальным рупором в виде сектора радиальной волноводной линии 1 и излучающим раструбом 3 расположена переходная секция 5, широкие стенки которой выполнены в виде параллельных тороидально изогнутых поверхностей, образующих острый угол α с Е-плоскостью. Излучающий раскрыв заявляемой рупорной антенны обозначен на фиг.2 штрихами.
Предлагаемая антенна работает следующим образом. Возбуждаемая в радиальной волноводной линии 1 волноводом 2 обуженного сечения электромагнитная волна распространяется между двумя широкими плоскопараллельными металлическими поверхностями (стенками) 4 линии 1 таким образом, что электрические силовые линии (Е-поле) идут вдоль дуг окружностей между расходящимися боковыми стенками радиально-волноводного сектора, т.е. в секторе распространяется цилиндрическая ЭМ волна с одинаковыми амплитудами и фазами в любом азимутальном направлении. Наружные кромки двух параллельных пластин радиальной волноводной линии 1 в виде двух дуг окружностей образуют цилиндрический «раскрыв». Для получения широкоугольных в Е-плоскости ДН конической (воронкообразной) формы между упомянутым цилиндрическим «раскрывом» Е-плоскостного секториального рупора в виде сектора радиальной волноводной линии 1 и излучающим раструбом 3 размещена переходная секция 5, преобразующая цилиндрический фронт ЭМ волны в секторе радиальной линии в конический фронт ЭМ волны, излучаемый раструбом, широкие стенки которого выполнены в виде непараллельных конических поверхностей.
На предприятии был изготовлен макет и проведены испытания антенны в СМ диапазоне волн в виде 180° сектора радиальной волноводной линии с изгибом широких ее стенок на угол 20° (фото антенны на фиг.3а и фиг.3б.). Экспериментально сняты ДН изготовленной антенны в Е-плоскости в диапазоне работы стандартного прямоугольного волновода сечением 23×10 мм2 (фиг.4). В связи с тем, что 180° сектор радиальной волноводной линии был запитан волноводом без обужения в месте соединения с радиальной волноводной линией, ДН получилась несколько уже 180° (~157°).
Конусность полученных ДН подтверждена снятыми ДН в Н-плоскости (в нескольких азимутальных направлениях), приведенных на фиг.5. Все они имеют отклонение максимума от горизонтальной плоскости в 20°.
Дополнительным преимуществом заявляемой антенны, формирующей секторные воронкообразные (конические) ДН, является то, что при ее изготовлении используется только металл, что позволяет использовать антенну в любых условиях - на суше (стационарно и на движущихся объектах), на море (на кораблях любого водоизмещения) и других объектах.
Излучающий раскрыв заявляемой антенны может быть закрыт герметизирующим радипрозрачным обтекателем (заглушкой), изготовленным из стеклоткани, или радиопрозрачной пленкой из фторопласта.
Claims (1)
- Рупорная антенна, содержащая Е-плоскостной секториальный рупор в виде сектора радиальной волноводной линии с углом при вершине, определяющим заданную ширину ДН в Е-плоскости, возбуждаемый обуженным прямоугольным волноводом с вектором электрического поля, параллельным широким стенкам радиального волновода, и излучающий раструб, ограниченные общими узкими стенками, отличающаяся тем, что для формирования ДН воронкообразной (конической) формы между Е-плоскостным секториальным рупором в виде радиальной волноводной линии и излучающим раструбом расположена переходная секция, широкие стенки которой выполнены в виде параллельных тороидально изогнутых поверхностей, образующих острый угол с Е-плоскостью, а широкие стенки излучающего раструба выполнены в виде непараллельных конических поверхностей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011121160/07A RU2459327C1 (ru) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Рупорная антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011121160/07A RU2459327C1 (ru) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Рупорная антенна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2459327C1 true RU2459327C1 (ru) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011121160/07A RU2459327C1 (ru) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Рупорная антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2459327C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778279C1 (ru) * | 2021-10-04 | 2022-08-17 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина") | Рупорная антенна с эллиптическим поляризатором |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU356636A1 (ru) * | УСТРОЙСТВО дл ВВОДА ДАННЫХ В СЧЕТНО-РЕШАЮЩИЕ МАШИНЫ | |||
US3831176A (en) * | 1973-06-04 | 1974-08-20 | Gte Sylvania Inc | Partial-radial-line antenna |
SU1483512A1 (ru) * | 1987-04-21 | 1989-05-30 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Рупорна антенна |
GB2213997A (en) * | 1987-12-22 | 1989-08-23 | Philips Electronic Associated | Horn antenna arrangement |
RU2119215C1 (ru) * | 1993-12-02 | 1998-09-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Широкополосная антенна с секторной диаграммой направленности в н-плоскости |
RU2289872C1 (ru) * | 2005-06-02 | 2006-12-20 | Открытое акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "АЛМАЗ" ИМ. АКАД. А.А. РАСПЛЕТИНА" (ОАО "НПО "АЛМАЗ") | Приемный моноимпульсный облучатель |
RU2369949C2 (ru) * | 2007-06-21 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Рупорная антенна |
-
2011
- 2011-05-25 RU RU2011121160/07A patent/RU2459327C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU356636A1 (ru) * | УСТРОЙСТВО дл ВВОДА ДАННЫХ В СЧЕТНО-РЕШАЮЩИЕ МАШИНЫ | |||
US3831176A (en) * | 1973-06-04 | 1974-08-20 | Gte Sylvania Inc | Partial-radial-line antenna |
SU1483512A1 (ru) * | 1987-04-21 | 1989-05-30 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | Рупорна антенна |
GB2213997A (en) * | 1987-12-22 | 1989-08-23 | Philips Electronic Associated | Horn antenna arrangement |
RU2119215C1 (ru) * | 1993-12-02 | 1998-09-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Широкополосная антенна с секторной диаграммой направленности в н-плоскости |
RU2289872C1 (ru) * | 2005-06-02 | 2006-12-20 | Открытое акционерное общество "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "АЛМАЗ" ИМ. АКАД. А.А. РАСПЛЕТИНА" (ОАО "НПО "АЛМАЗ") | Приемный моноимпульсный облучатель |
RU2369949C2 (ru) * | 2007-06-21 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) | Рупорная антенна |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778279C1 (ru) * | 2021-10-04 | 2022-08-17 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина") | Рупорная антенна с эллиптическим поляризатором |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ranga et al. | An ultra-wideband quasi-planar antenna with enhanced gain | |
CN105576368B (zh) | 天线电磁辐射转向系统 | |
US2597391A (en) | Antenna | |
RU2459327C1 (ru) | Рупорная антенна | |
JP4819766B2 (ja) | 平面アンテナ | |
JP2004207856A (ja) | ホーンアンテナ装置、およびこれを用いた方位探知用アンテナ装置 | |
CN102820528A (zh) | 一种雷达天线以及雷达系统 | |
Mohamed et al. | Quad ridged UWB TEM horn antenna for GPR applications | |
Raha et al. | Through Wall Imaging Radar Antenna with a Focus on Opening New Research Avenues. | |
Han et al. | Broadband and wide-angle RCS reduction based on an optimal-arranged metasurface | |
Knott et al. | Design of a disc-cone antenna for passive radar in the DVB-T frequency range | |
CN107069225A (zh) | 一种卡赛格伦天线馈源结构及卡赛格伦天线 | |
US9786993B1 (en) | Steerable high-power microwave antennas | |
US8164505B2 (en) | Structure for reducing scattering of electromagnetic waves | |
Zhang et al. | Structured radio beam for radar detection | |
JP6747790B2 (ja) | レーダ装置 | |
Rahardiyanti et al. | Design of Corrugated Horn Antenna for Electronic Support Measure Application | |
RU147706U1 (ru) | Волноводная антенна с наклонной поляризацией и секторной диаграммой шириной 180° | |
Yang et al. | A low-RCS microstrip antenna using EBG and HIS structure | |
Rentang et al. | A novel low-profile antenna with end-fire radiation | |
Yurduseven et al. | Symmetric/asymmetric H-plane horn fed offset parabolic reflector antenna with switchable pencil/fan-beam radiation characteristics | |
Koli et al. | A linearly polarised radial line slot array antenna with reflection cancelling slots | |
Jackson et al. | Development of leaky-wave antennas | |
Ren et al. | Wideband antennas for modern radar systems | |
Yeşilyurt | Design and realization of a broad band antenna loaded with a metamaterial-inspired lens for subsurface microwave imaging applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170526 |