RU2474015C1 - Dipole antenna - Google Patents

Dipole antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2474015C1
RU2474015C1 RU2011127437/07A RU2011127437A RU2474015C1 RU 2474015 C1 RU2474015 C1 RU 2474015C1 RU 2011127437/07 A RU2011127437/07 A RU 2011127437/07A RU 2011127437 A RU2011127437 A RU 2011127437A RU 2474015 C1 RU2474015 C1 RU 2474015C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrator
balancing device
flat
arms
dipole
Prior art date
Application number
RU2011127437/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Волошин
Владимир Владимирович Задорожный
Александр Юрьевич Ларин
Михаил Борисович Мануилов
Олег Владимирович Оводов
Дмитрий Юрьевич Пойменов
Юрий Викторович Тюрин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority to RU2011127437/07A priority Critical patent/RU2474015C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474015C1 publication Critical patent/RU2474015C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: arms of dipole antenna are made of flat plates attached to external wires of balancing device made in the form of flat three-wire overhead line, the external wires of which have the width that is the same to that of dipole arms. Upper part of central flat conductor of balancing device is attached to one of the dipole arms. Connection of dipole arms to balancing device has 45° inclination in the direction to the screen; lower parts of external conductors of balancing device form on their outer side a flange with a rectangular opening between internal surfaces of external conductors of balancing device and round openings to attach the dipole antenna to flat screen. Lower part of central conductor of balancing device is dipole input and has a convergent pass to provide convenient connection to external signal transfer line.
EFFECT: increasing the directivity pattern width, improving vibration strength and efficiency of dipole.
3 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения фазированных антенных решеток из состава антенно-фидерных устройств систем радиосвязи и радиолокационных устройств.The invention relates to antenna technology and is intended to build phased antenna arrays from the composition of the antenna-feeder devices of radio communication systems and radar devices.

Известен симметричный вибраторный излучатель, имеющий тонкие цилиндрические плечи с диаметром d, закрепленные на симметрирующем устройстве под углом 90°, при этом d<<λ0, где λ0 - длина волны, соответствующая центральной частоте рабочего диапазона частот [1 - Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. Под ред. Д.И.Воскресенского, М.: Радиотехника, 2003, рис.2.6.1а].Known symmetric vibrator emitter having thin cylindrical shoulders with a diameter d, mounted on a balancing device at an angle of 90 °, with d << λ 0 , where λ 0 is the wavelength corresponding to the center frequency of the operating frequency range [1 - Microwave and antenna devices . Designing phased array antennas. Ed. D. I. Voskresensky, M .: Radio engineering, 2003, Fig. 2.6.1a].

Недостатком этого излучателя является узкая ширина диаграммы направленности (ДН) [1 - стр.222].The disadvantage of this emitter is the narrow beam pattern (BF) [1 - p. 222].

Наиболее близким по сущности к изобретению является симметричный вибратор [1 - рис.2.6.1б], взятый за прототип, плечи которого выполнены из плоских пластин и крепятся под углом 90° к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи высотой λ0/4 и шириной, равной ширине плеч вибратора, нижние концы внешних проводников симметрирующего устройства закреплены на плоском проводящем экране, верхняя часть центрального плоского проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть имеет экспоненциальный переход для соединения с центральным проводником коаксиальной линии передачи, оплетка которого соединена с проводящим экраном, боковые края плеч вибратора загнуты по направлению к экрану, а боковые края внешних проводников симметрирующего устройства загнуты наружу.The closest in essence to the invention is a symmetric vibrator [1 - Fig.2.6.1b], taken as a prototype, the shoulders of which are made of flat plates and are mounted at an angle of 90 ° to the outer conductors of the balancing device, made in the form of a three-wire flat overhead transmission line with a height λ 0/4 and a width equal to the width of the shoulders of the vibrator, the lower ends of the outer conductors of the balancing device mounted on a flat conducting screen, the upper part of the central flat conductor balun connected to one m from the shoulders of the vibrator, and its lower part has an exponential transition for connecting to the central conductor of the coaxial transmission line, the braid of which is connected to the conductive screen, the side edges of the shoulders of the vibrator are bent toward the screen, and the side edges of the external conductors of the balun device are bent outward.

К недостаткам прототипа следует отнести следующее.The disadvantages of the prototype include the following.

- Недостаточная ширина ДН, что не обеспечивает построение на его основе антенных решеток с широкоугольным сканированием луча ДН. Так, конструкция прототипа обеспечивает по уровню -3 дБ ширину ДН не более 80° [2 - Лифшиц М.Ю. Антенны. М.: Вузовская книга. 2009, стр.37], поэтому использование прототипа в антенной решетке обеспечит углы сканирования антенной решетки не более ±40°. Однако для современных антенных решеток этого недостаточно, требуются углы сканирования не менее ±45°. Для реализации такой антенной решетки ширина ДН вибратора должна быть не менее 90°.- Insufficient width of the beam, which does not provide the construction on its basis of antenna arrays with wide-angle scanning of the beam of the beam. So, the design of the prototype provides at the level of -3 dB the width of the beam is not more than 80 ° [2 - Lifshits M.Yu. Antennas M.: University book. 2009, p. 37], therefore, the use of the prototype in the antenna array will provide scanning angles of the antenna array of not more than ± 40 °. However, this is not enough for modern antenna arrays; scanning angles of at least ± 45 ° are required. To implement such an antenna array, the width of the bottom of the vibrator must be at least 90 °.

- Прототип выполнен из тонких металлических полос, что не обеспечивает достаточной механической прочности при использовании его в условиях вибрации.- The prototype is made of thin metal strips, which does not provide sufficient mechanical strength when used in vibration.

- В прототипе отсутствует возможность оперативной установки вибратора - прототип закреплен на проводящем экране неразъемно, а сигнал подается через соединенный пайкой коаксиальный кабель.- The prototype does not have the ability to quickly install the vibrator - the prototype is fixed to the conductive screen all in one, and the signal is fed through a coaxial cable connected by soldering.

Еще один недостаток прототипа был выявлен в [3 - Мейлукс Р. Дж. Теория и техника фазированных антенных решеток. - ТИИЭР, 1982, т.7, №3, с.5…62], когда при моделировании бесконечной фазированной антенной решетки, на основе прямых вибраторов, аналогичных прототипу, установленных параллельно плоскому экрану, был обнаружен эффект ослепления.Another disadvantage of the prototype was identified in [3 - Meilux R. J. Theory and technique of phased antenna arrays. - TIIER, 1982, v.7, No. 3, p.5 ... 62], when, when modeling an infinite phased antenna array, based on direct vibrators similar to the prototype installed parallel to a flat screen, a glare effect was detected.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение ширины диаграммы направленности, повышение вибропрочности и оперативности установки вибратора.The aim of the invention is to increase the width of the radiation pattern, increasing vibration resistance and speed of installation of the vibrator.

Для достижения указанной цели предлагается симметричный вибратор, предназначенный для установки на плоском металлическом экране, в котором плечи выполнены из плоских пластин, прикрепленных к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, внешние проводники которой имеют такую же ширину, как плечи вибратора, верхняя часть центрального проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть является входом вибратора и имеет сужающийся переход для подключения к внешней линии передачи сигнала.To achieve this goal, a symmetric vibrator is proposed for installation on a flat metal screen, in which the shoulders are made of flat plates attached to the outer conductors of a balancing device made in the form of a three-wire flat overhead transmission line, the outer conductors of which have the same width as the shoulders vibrator, the upper part of the Central conductor of the balancing device is connected to one of the shoulders of the vibrator, and its lower part is the input of the vibrator and has a narrowing A transition to connect to an external signal line.

Согласно изобретению плечи вибратора выполнены как продолжение внешних проводников трехпроводной линии передачи и имеют наклон 44,5-45,5° в направлении экрана, нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с прямоугольным отверстием между внутренними поверхностями этих проводников симметрирующего устройства и круглыми отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану, при этом высота вибратора равна 0,24-0,25 λ0, длина плеч вибратора равна 0,23-0,24 λ0, ширина плеч вибратора равна 0,08-0,09 λ0, где λ0 - длина волны в свободном пространстве, соответствующая центральной частоте рабочего диапазона частот.According to the invention, the vibrator arms are made as a continuation of the external conductors of the three-wire transmission line and have a slope of 44.5-45.5 ° in the direction of the screen, the lower parts of the external conductors of the balancing device on the outside form a flange with a rectangular hole between the inner surfaces of these conductors of the balancing device and round holes for mounting the vibrator to a flat screen, while the height of the vibrator is 0.24-0.25 λ 0 , the length of the arms of the vibrator is 0.23-0.24 λ 0 , the width of the arms of the vibrator is 0.08-0.09 λ 0 , where λ 0 is the wavelength in free space corresponding to the center frequency of the working frequency range.

Проведенный сравнительный анализ заявленного устройства и прототипа показывает, что заявленное устройство отличается тем, что:A comparative analysis of the claimed device and prototype shows that the claimed device is characterized in that:

- изменен угол наклона плеч вибратора с 90° на 45°;- the angle of the vibrator’s shoulders is changed from 90 ° to 45 °;

- прототип имеет неразъемное соединение с экраном, в отличие от этого в заявляемом устройстве нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с прямоугольным отверстием между внутренними поверхностями этих проводников и четырьмя круглыми отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану; наличие фланца обеспечивает возможность оперативной установки вибратора;- the prototype has an integral connection with the screen, in contrast to the claimed device, the lower parts of the external conductors of the balancing device on the outside form a flange with a rectangular hole between the inner surfaces of these conductors and four round holes for mounting the vibrator to a flat screen; the presence of a flange provides the ability to quickly install a vibrator;

- прототип выполнен из тонких гнутых пластин, в отличие от этого заявляемое устройство выполнено методом фрезерования или литья и является единой конструкцией с одинаковой толщиной плоских элементов, что обеспечивает высокую механическую прочность и точность повторения расчетных геометрических размеров при изготовлении.- the prototype is made of thin bent plates, in contrast to this, the claimed device is made by milling or casting and is a single design with the same thickness of flat elements, which provides high mechanical strength and the accuracy of repetition of the calculated geometric dimensions in the manufacture.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого симметричного вибратора из литературы не известно, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinctive features and properties of the proposed symmetric vibrator from the literature is not known, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.

На фиг.1 приведен внешний вид симметричного вибратора.Figure 1 shows the appearance of a symmetric vibrator.

На фиг.2 приведена расчетная ДН в Е-плоскости.Figure 2 shows the design day in the E-plane.

На фиг.3 приведена расчетная ДН в Н-плоскости.Figure 3 shows the design day in the N-plane.

Симметричный вибратор (фиг.1) состоит из левого 1 и правого 2 плечей, симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, содержащей левый 3, правый 4 внешние проводники и центральный проводник 5. Верхняя часть центрального проводника 5 соединена с левым плечом 1. Нижние части левого 3 и правого 4 внешних проводников трехпроводной плоской воздушной линии передачи образуют фланец 6 с круглыми отверстиями 7, обеспечивающими крепление симметричного вибратора к плоскому металлическому экрану (на фиг.1 не показан). Фланец 6 имеет также прямоугольное отверстие 8, через которое осуществляется соединение центрального проводника 5 симметрирующего устройства с линией передачи сигнала (на фиг.1 не показана).The symmetric vibrator (Fig. 1) consists of left 1 and right 2 shoulders, a balancing device made in the form of a three-wire flat overhead transmission line containing left 3, right 4 outer conductors and a central conductor 5. The upper part of the central conductor 5 is connected to the left shoulder 1. The lower parts of the left 3 and right 4 external conductors of a three-wire flat overhead transmission line form a flange 6 with round holes 7, which ensure the mounting of a symmetrical vibrator to a flat metal screen (in figure 1 not shown). The flange 6 also has a rectangular hole 8 through which the central conductor 5 of the balancing device is connected to the signal transmission line (not shown in FIG. 1).

Нижняя часть центрального проводника 5 симметрирующего устройства является входом симметричного вибратора и имеет сужающийся переход для удобства подключения с помощью пайки к внешней линии передачи сигнала (на фиг.1 не показана).The lower part of the central conductor 5 of the balancing device is the input of a symmetric vibrator and has a tapered transition for easy connection by soldering to an external signal transmission line (not shown in Fig. 1).

Высота симметричного вибратора составляет 0,24-0,25 λ0, плечи 1 и 2, элементы полосковой линии питания 3 и 4 имеют ширину 0,08-0,09 λ0. Длина плеч 1 и 2 составляет 0,23-0,24 λ0,The height of the symmetrical vibrator is 0.24-0.25 λ 0 , shoulders 1 and 2, elements of the strip power line 3 and 4 have a width of 0.08-0.09 λ 0 . The length of the shoulders 1 and 2 is 0.23-0.24 λ 0 ,

Симметричный вибратор выполнен из дюралюминия методом фрезерования или литья и представляет собой единую конструкцию, что обеспечивает его высокую вибропрочность и точность повторения расчетных геометрических размеров при изготовлении.The symmetric vibrator is made of duralumin by milling or casting and represents a single design, which ensures its high vibration resistance and the accuracy of repetition of the calculated geometric dimensions in the manufacture.

Расчетная ширина ДН в Е-плоскости составляет 92° (фиг.2), а в Н-плоскости - 100° (фиг.3). Таким образом, предлагаемый симметричный вибратор имеет более широкую ДН, чем у прототипа, поэтому он может быть использован для построения антенных решеток с широкоугольным сканированием луча ДН.The calculated beam width in the E-plane is 92 ° (figure 2), and in the H-plane - 100 ° (figure 3). Thus, the proposed symmetric vibrator has a wider beam than that of the prototype, so it can be used to build antenna arrays with wide-angle scanning of the beam of the beam.

Наличие у предлагаемого симметричного вибратора фланца обеспечивает возможность оперативной установки вибратора, в отличие от прототипа, соединение которого с экраном неразъемно.The presence of the proposed symmetric vibrator of the flange provides the ability to quickly install the vibrator, in contrast to the prototype, the connection of which with the screen is integral.

Проведенное электромагнитное моделирование антенной решетки, использующей излучатели, выполненные на основе предлагаемого симметричного вибратора, показало отсутствие эффекта «ослепления» в секторе углов ±45°.Conducted electromagnetic modeling of an antenna array using emitters made on the basis of the proposed symmetric vibrator showed the absence of the effect of "blinding" in the sector of angles ± 45 °.

Для измерения параметров предлагаемого устройства был изготовлен макет, его фотография приведена на фиг.1. Экспериментально измеренные характеристики подтверждают расчетные данные.To measure the parameters of the proposed device was made a layout, its photograph is shown in figure 1. The experimentally measured characteristics confirm the calculated data.

Claims (1)

Симметричный вибратор, предназначенный для установки на плоском металлическом экране, в котором плечи выполнены из плоских пластин, прикрепленных к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, внешние проводники которой имеют такую же ширину, как плечи вибратора, верхняя часть центрального проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть является входом вибратора и имеет сужающийся переход для подключения к внешней линии передачи сигнала, отличающийся тем, что плечи вибратора выполнены как продолжение внешних проводников трехпроводной линии передачи и имеют наклон 44,5-45,5° в направлении экрана, нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с прямоугольным отверстием между внутренними поверхностями этих проводников симметрирующего устройства и круглыми отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану, при этом высота вибратора равна 0,24-0,25 λ0, длина плеч вибратора равна 0,23-0,24 λ0, ширина плеч вибратора равна 0,08-0,09 λ0, где λ0 - длина волны в свободном пространстве, соответствующая центральной частоте рабочего диапазона частот. A symmetric vibrator designed to be mounted on a flat metal screen, in which the shoulders are made of flat plates attached to the external conductors of a balancing device made in the form of a three-wire flat overhead transmission line, the external conductors of which have the same width as the shoulders of the vibrator, the upper part of the central the conductor of the balancing device is connected to one of the shoulders of the vibrator, and its lower part is the input of the vibrator and has a narrowing transition for connecting to an external signal transmission, characterized in that the vibrator arms are made as a continuation of the external conductors of the three-wire transmission line and have a slope of 44.5-45.5 ° in the direction of the screen, the lower parts of the external conductors of the balancing device on the outside form a flange with a rectangular hole between the inner surfaces these conductors of the balancing device and round holes for mounting the vibrator to a flat screen, while the height of the vibrator is 0.24-0.25 λ 0 , the length of the arms of the vibrator is 0.23-0.24 λ 0 , the width of the arms of the vibrator Ator is 0.08-0.09 λ 0 , where λ 0 is the wavelength in free space corresponding to the center frequency of the operating frequency range.
RU2011127437/07A 2011-07-04 2011-07-04 Dipole antenna RU2474015C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127437/07A RU2474015C1 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Dipole antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011127437/07A RU2474015C1 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Dipole antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2474015C1 true RU2474015C1 (en) 2013-01-27

Family

ID=48807156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011127437/07A RU2474015C1 (en) 2011-07-04 2011-07-04 Dipole antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474015C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542890C2 (en) * 2013-07-23 2015-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Dipole antenna
RU2542892C2 (en) * 2013-07-23 2015-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Dipole antenna

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2434893A (en) * 1943-07-09 1948-01-27 Standard Telephones Cables Ltd Unidirectional antenna system
US4543583A (en) * 1983-06-06 1985-09-24 Gerard A. Wurdack & Associates, Inc. Dipole antenna formed of coaxial cable
WO2000051204A1 (en) * 1999-02-22 2000-08-31 Intermec Ip Corp. Switched gain antenna for enhanced system performance
RU2158993C1 (en) * 1999-08-30 2000-11-10 Войсковая часть 25714 Strip dipole
RU2314605C1 (en) * 2006-07-24 2008-01-10 Военная академия связи Subsurface shunt-fed antenna
RU2381600C2 (en) * 2008-04-07 2010-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио" (ФГУП СОНИИР) Antenna

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2434893A (en) * 1943-07-09 1948-01-27 Standard Telephones Cables Ltd Unidirectional antenna system
US4543583A (en) * 1983-06-06 1985-09-24 Gerard A. Wurdack & Associates, Inc. Dipole antenna formed of coaxial cable
WO2000051204A1 (en) * 1999-02-22 2000-08-31 Intermec Ip Corp. Switched gain antenna for enhanced system performance
RU2158993C1 (en) * 1999-08-30 2000-11-10 Войсковая часть 25714 Strip dipole
RU2314605C1 (en) * 2006-07-24 2008-01-10 Военная академия связи Subsurface shunt-fed antenna
RU2381600C2 (en) * 2008-04-07 2010-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио" (ФГУП СОНИИР) Antenna

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. / Под ред. Д.И.Воскресенского. - М.: Радиотехника, 2003, рис.2.6.1б). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542890C2 (en) * 2013-07-23 2015-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Dipole antenna
RU2542892C2 (en) * 2013-07-23 2015-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Dipole antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6437942B2 (en) Antenna device
JP4390651B2 (en) Antenna for UWB (Ultra-WideBand) communication
CA2915707C (en) Augmented e-plane taper techniques in variable inclination continuous transverse stub antenna arrays
US20200036104A1 (en) Antenna Element
CN102820542B (en) Waveguide aperture antenna and wireless communication system
WO2015029946A1 (en) Antenna and sector antenna
EP2211423A2 (en) Radar antenna
CN102723603A (en) Horn-shaped antenna
RU2464681C1 (en) Dipole antenna
KR20150087963A (en) Antenna apparatus for radar system
RU2474015C1 (en) Dipole antenna
RU2472262C1 (en) Symmetrical vibrator of metric waves
WO2015159871A1 (en) Antenna and sector antenna
RU2542892C2 (en) Dipole antenna
RU2593932C1 (en) Vhf dipole
TWI559614B (en) Dual - frequency directional antenna device and its array
TWI698049B (en) Antenna structure and electronic device using the same
RU2542890C2 (en) Dipole antenna
JP6747790B2 (en) Radar equipment
Nüßler Design of a 32 element Rotman lens at 220 GHz with 20 GHz bandwidth
RU157949U1 (en) SYMMETRIC VIBRATOR
CN105390818A (en) Radiation device
JP4879289B2 (en) Dual frequency planar antenna
JP6555610B2 (en) ANTENNA DEVICE AND DOPPLER SENSOR HAVING THE SAME
RU2552933C2 (en) Antenna array