RU2486644C1 - Aircraft antenna - Google Patents

Aircraft antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2486644C1
RU2486644C1 RU2012103526/08A RU2012103526A RU2486644C1 RU 2486644 C1 RU2486644 C1 RU 2486644C1 RU 2012103526/08 A RU2012103526/08 A RU 2012103526/08A RU 2012103526 A RU2012103526 A RU 2012103526A RU 2486644 C1 RU2486644 C1 RU 2486644C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
lightning
housing
frequency
aircraft
Prior art date
Application number
RU2012103526/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Бойко
Мария Викторовна Ковалёва
Юрий Николаевич Королев
Александр Сергеевич Петров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт космического приборостроения" (ОАО "НИИ КП")
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 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт космического приборостроения" (ОАО "НИИ КП") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт космического приборостроения" (ОАО "НИИ КП")
Priority to RU2012103526/08A priority Critical patent/RU2486644C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2486644C1 publication Critical patent/RU2486644C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.SUBSTANCE: aircraft antenna, having a housing with a flange, having foamed dielectric filler, two antenna radiators lying therein and connected to a high-frequency connector through a channel splitter, and a lightning protection system, is provided with a base, a dielectric board and an additional antenna radiator; the board is in form of a sheet, having on one of its sides a topology of three printed antenna radiators on frequency bands F, F, F; the radiator on the top frequency band Fis a quarter-wave radiator and is connected directly to the high-frequency connector; radiators on lower frequency bands F, Fare shortened and their inputs are provided with matching L-links consisting of inductive elements; the channel splitter has band-pass filters in form of series oscillation circuits L-C, L-C; the lightning protection system is in form of lightning rods lying horizontally on both sides of the crest of the housing, lightning conductor tracks running downwards from the lightning rods on the side surfaces of the housing, and continuous metal-coated areas on the flange of the housing; the lightning conductor tracks are separated from the lightning rods and the continuous metal-coated area by gaps and are in form of sections of conductors lying away from each other.EFFECT: providing antenna operation in three frequency bands, easier tuning and high lightning safety.7 cl, 17 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве многодиапазонной приемной или передающей антенны в системах связи, в частности в качестве передающей антенны системы КОСПАС/SARSAT.The invention relates to radio engineering and can be used as a multi-band receiving or transmitting antenna in communication systems, in particular as a transmitting antenna of the COSPAS / SARSAT system.

Актуальной задачей является обеспечение работы антенны в нескольких частотных диапазонах одновременно, для антенны КОСПАС/SARSAT это частоты F1=406 МГц, F2=243 МГц и F3=121,5 МГц.An urgent task is to ensure the operation of the antenna in several frequency ranges at the same time, for the COSPAS / SARSAT antenna these are frequencies F 1 = 406 MHz, F 2 = 243 MHz and F 3 = 121.5 MHz.

Для самолетных антенн также существенным является требование по их молниестойкости [Резников Г.Б. Антенны летательных аппаратов. - М: Радио и связь, 1967. 416 с.]. При этом антенна должна не только не разрушаться, что само по себе вообще не допустимо с точки зрения безопасности полета, но и сохранять работоспособность после удара молнии.For aircraft antennas is also an essential requirement for their lightning resistance [Reznikov GB Aerials of aircraft. - M: Radio and communications, 1967. 416 p.]. At the same time, the antenna should not only not collapse, which in itself is generally not acceptable from the point of view of flight safety, but also maintain operability after a lightning strike.

Известна трехчастотная антенна, представляющая стальную трубу четвертьволновой длины, которая служит также несущей мачтой для двух четвертьволновых излучателей более низкого диапазона частот. На входе антенны все три излучателя спаяны друг с другом и к ним подключена центральная жила коаксиального кабеля, экран которого соединен с возможно большим количеством радиальных противовесов. Основной штырь в виде стальной трубы при этом оказывается несколько укороченным против нормы, что обусловлено наличием двух параллельно включенных излучателей. Для приблизительного согласования с 50-омным кабелем противовесы должны быть наклонены вниз под углом 135 градусов [К.Ротхамель. Антенны. T.1, изд. 11-е, исправленное. - М.: Додека, 2005. - с.388].A three-frequency antenna is known, which is a quarter-wavelength steel pipe, which also serves as a carrier mast for two quarter-wave radiators of a lower frequency range. At the antenna input, all three emitters are soldered together and the central core of the coaxial cable is connected to them, the screen of which is connected to as many radial counterweights as possible. The main pin in the form of a steel pipe turns out to be somewhat shortened against the norm, due to the presence of two emitters connected in parallel. For approximate coordination with a 50-ohm cable, the balances should be tilted down at an angle of 135 degrees [K. Rothamel. Antennas T.1, ed. 11th, corrected. - M .: Dodeka, 2005. - p. 388].

Недостатком этой антенны является громоздкость конструкции, недостаточно хорошее согласование во всех частотных диапазонах и отсутствие средств молниезащиты.The disadvantage of this antenna is the cumbersome design, poor coordination in all frequency ranges and the lack of lightning protection.

Известна также трехчастотная антенна, включающая один штырь и четыре радиальных противовеса той же длины. На входе штыря последовательно включены параллельные резонансные контуры L1-C1 и L22, с помощью которых поддерживается резонанс вертикальной секции и противовесов в нескольких диапазонах. Параллельно контурам подключен закороченный отрезок коаксиального кабеля, причем экран подключен к входу антенны, а центральная жила через конденсаторы С3 и C4 подключена по кратчайшему пути к двум точкам на штыре. Антенна обладает острой настройкой [К.Ротхамель. Антенны. T.1, изд. 11-е, исправленное. - М.: Додека, 2005. - с.389].A three-frequency antenna is also known, including one pin and four radial counterweights of the same length. At the input of the pin, parallel resonant circuits L 1 -C 1 and L 2 -C 2 are connected in series, with the help of which the resonance of the vertical section and the balances in several ranges is maintained. A shortened segment of the coaxial cable is connected in parallel with the circuits, with the screen connected to the antenna input, and the central core through the capacitors C 3 and C 4 connected via the shortest path to two points on the pin. The antenna has sharp tuning [K. Rothamel. Antennas T.1, ed. 11th, corrected. - M .: Dodeka, 2005. - p. 389].

Недостатком этой антенны является ее большая высота, поскольку она имеет один штырь с длиной, рассчитанной на работу в самом длинноволновом диапазоне, сложность настройки и отсутствие средств молниезащиты.The disadvantage of this antenna is its high height, since it has one pin with a length designed to work in the longest wavelength range, the difficulty of tuning and the absence of lightning protection.

Наиболее близкой к заявляемой является самолетная антенна, включающая корпус, установленный на основании и имеющий вспененный диэлектрический наполнитель, расположенные в нем два антенных излучателя, подключенных к высокочастотному разъему через разделитель каналов, и систему молниезащиты [патент РФ №2063654, H01Q 5/00, опубл. 10.07.1996].Closest to the claimed is an aircraft antenna, comprising a housing mounted on the base and having foamed dielectric filler, two antenna emitters located therein, connected to a high-frequency connector through a channel splitter, and a lightning protection system [RF patent No. 2063654, H01Q 5/00, publ. . 07/10/1996].

Антенна содержит два полых металлических (верхний и нижний) излучателя, разделенных изолятором. Нижний излучатель имеет фланец, служащий для крепления антенны к корпусу самолета.The antenna contains two hollow metal (upper and lower) emitters, separated by an insulator. The lower emitter has a flange that serves to mount the antenna to the aircraft body.

Разделитель каналов выполнен в виде резонансного контура, состоящего из индуктивности, конденсатора постоянной емкости и подстроечного конденсатора.The channel separator is made in the form of a resonant circuit consisting of an inductance, a constant capacitor and a tuning capacitor.

Система молниезащиты выполнена следующим образом. Своей верхней точкой верхний излучатель соединен (пайкой или сваркой) посредством проводника (молниеотводящая шина) с корпусом самолета. Верхний излучатель проводником присоединен к высоковольтному конденсатору, который встроен внутри этого излучателя, и изготовлен из двухстороннего фольгированного диэлектрика, при этом одна обкладка конденсатора соединена (пайкой) с проводником, подключенным к центральной жиле разъема, а другая соединена с шиной, припаянной к внутренней поверхности этого излучателя. Внутренние полости верхнего вибратора и нижнего вибратора-основания, соединенных внутри проводником молниеотводящей шины, образуют коаксиальный резонатор с зазором в средней части, сочетание входного сопротивления которого с сопротивлением вибраторов определяет диапазонные свойства антенны.The lightning protection system is as follows. The upper emitter is connected by its upper point (by soldering or welding) by means of a conductor (lightning rod) to the aircraft body. The upper radiator is connected by a conductor to a high-voltage capacitor that is built inside this radiator and is made of a double-sided foil insulator, while one lining of the capacitor is connected (by soldering) to a conductor connected to the central core of the connector, and the other is connected to a bus soldered to the inner surface of this emitter. The internal cavities of the upper vibrator and the lower base vibrator, connected internally by the lightning rod conductor, form a coaxial cavity with a gap in the middle part, the combination of the input resistance of which with the resistance of the vibrators determines the range properties of the antenna.

Недостатком такой антенны является возможность работы только в одном, пусть и широком, диапазоне частот. Молниеотвод осуществляется через тело антенны, что может привести к ее разрушению.The disadvantage of this antenna is the ability to work in only one, albeit wide, frequency range. Lightning conduction is carried out through the body of the antenna, which can lead to its destruction.

Техническим результатом изобретения является обеспечение работы антенны в трех частотных диапазонах, упрощение настройки и повышение ее молниезащищенности.The technical result of the invention is to ensure the operation of the antenna in three frequency ranges, simplifying tuning and increasing its lightning protection.

Указанный результат достигается тем, что самолетная антенна, включающая корпус с фланцем, имеющий вспененный диэлектрический наполнитель, расположенные в нем два антенных излучателя, подключенных к высокочастотному разъему через разделитель каналов, и систему молниезащиты, снабжена основанием, диэлектрической платой и дополнительным антенным излучателем, плата выполнена в виде листа с нанесенной на одну из его сторон топологией трех печатных вышеназванных антенных излучателей на частотные диапазоны F1, F2, F3, причем F1>F2>F3, излучатель на верхний частотный диапазон F1 выполнен четвертьволновым и соединен непосредственно с высокочастотным разъемом, излучатели на нижние частотные диапазоны F2, F3 выполнены укороченными, а их входы снабжены согласующими Г-звеньями, состоящими из индуктивных элементов, разделитель каналов имеет полосно-пропускающие фильтры, выполненные в виде последовательных колебательных контуров Lf2-Cf2, Lf3-Cf3, система молниезащиты содержит расположенные по обеим сторонам гребня корпуса молниеприемники, выполненные в виде отрезков металлизированных лент и закрепленные вдоль гребня корпуса, металлизированные дорожки молниеотводов, идущие вниз от молниеприемников по боковым поверхностям корпуса, и сплошные участки металлизации, расположенные на фланце корпуса, дорожки молниеотводов отделены от молниеприемников и сплошного участка металлизации зазорами шириной не более 0,25 мм и выполнены в виде отрезков проводников, не превышающих 5 мм, расположенных друг от друга с зазором не более 0,25 мм.This result is achieved in that the aircraft antenna, comprising a housing with a flange, having foamed dielectric filler, two antenna emitters located in it, connected to the high-frequency connector through a channel splitter, and a lightning protection system, is equipped with a base, a dielectric board and an additional antenna emitter, the board is made in the form of a sheet with the topology of the three printed above-mentioned antenna radiators on the frequency ranges F 1 , F 2 , F 3 applied to one of its sides, and F 1 > F 2 > F 3 , will emit the spruce to the upper frequency range F 1 is made quarter-wave and connected directly to the high-frequency connector, the emitters to the lower frequency ranges F 2 , F 3 are shortened, and their inputs are equipped with matching G-links consisting of inductive elements, the channel separator has band-pass filters formed as a series resonant circuit L f2 -C f2, L f3 -C f3, lightning protection system comprises at both sides of the ridge lightning housing made in the form of segments are metallised of tapes and fixed along the crest of the casing, metallized paths of lightning rods going down from the lightning rods along the side surfaces of the case, and solid sections of metallization located on the flange of the case, the paths of lightning rods are separated from the lightning rods and the continuous section of metallization with gaps of no more than 0.25 mm wide and made in the form of segments of conductors not exceeding 5 mm, spaced from each other with a gap of not more than 0.25 mm.

Целесообразно основание выполнить в виде эллипсовидного металлического элемента с пазом для установки антенной платы, а корпус - из стекловолокна методом холодной формовки обтекаемой формы.It is advisable to make the base in the form of an ellipsoidal metal element with a groove for installing the antenna board, and the body is made of fiberglass by the method of cold forming a streamlined shape.

Для сохранения молниезащитных свойств корпуса и отвода статического электричества антенна покрыта краской, в которую добавлена бронзовая пудра в соотношении 1:10.To preserve the lightning protection properties of the housing and the removal of static electricity, the antenna is coated with paint, in which bronze powder is added in a ratio of 1:10.

На фиг.1 представлена схема трехчастотной самолетной антенны.Figure 1 presents a diagram of a three-frequency aircraft antenna.

На фиг.2 - схема включения излучателей антенны.Figure 2 is a diagram of the inclusion of antenna emitters.

На фиг.3 - система молниезащиты антенны.Figure 3 - system of lightning protection of the antenna.

На фиг.4 - фотография трехчастотной самолетной антенны.Figure 4 is a photograph of a three-frequency aircraft antenna.

На фиг.5 - топология печатной платы трехчастотной антенны.Figure 5 - topology of the printed circuit board of a three-frequency antenna.

На фиг.6 - фотография макета трехчастотной вибраторной антенны с канальными фильтрами и согласующими Г-звеньями.Figure 6 is a photograph of the layout of a three-frequency vibrator antenna with channel filters and matching G-links.

На фиг.7 - зависимость КСВ антенны от частоты.In Fig.7 - the dependence of the SWR antenna on the frequency.

На фиг.8 - ДН антенны на частоте 406 МГц.On Fig - bottom antenna at a frequency of 406 MHz.

На фиг.9 - ДН антенны на частоте 243 МГц.In Fig.9 - the bottom of the antenna at a frequency of 243 MHz.

На фиг 10 - ДН антенны на частоте 121,5 МГц.In Fig. 10 - antenna patterns at a frequency of 121.5 MHz.

На фиг 11 - Составляющая тока разряда А.In Fig 11 - a component of the discharge current A.

На фиг 12 - Составляющие тока разряда В и С.In Fig. 12 - Components of the discharge current B and C.

На фиг 13 - Составляющая тока разряда DOn Fig - a component of the discharge current D

На фиг 14 - Вид антенны после проведения испытания на молниестойкость по зоне 1А: а) вид справа, б) вид слева.On Fig - View of the antenna after conducting a lightning test in zone 1A: a) right side view, b) left side view.

На фиг 15 - Вид антенны после проведения испытания на молниестойкость по зоне 1В: а) вид справа, б) вид слева.On Fig - View of the antenna after testing for lightning resistance in zone 1B: a) view from the right, b) view from the left.

Антенна состоит из: основания 1, антенной платы 2, корпуса 3, диэлектрического наполнителя 4, высокочастотного разъема 5 (фиг.1).The antenna consists of: base 1, antenna board 2, housing 3, dielectric filler 4, high-frequency connector 5 (figure 1).

Основание 1 представляет собой эллипсовидный металлический элемент с пазом для установки антенной платы 2, отверстиями для установки высокочастотного разъема и отверстиями для крепления антенны к корпусу самолета.The base 1 is an ellipsoidal metal element with a groove for installing the antenna board 2, holes for installing a high-frequency connector and holes for attaching the antenna to the aircraft body.

Антенная плата 2 представляет собой диэлектрический лист с нанесенной на одну из ее сторон топологией трех печатных антенных излучателей 6, 7, 8 на частотные диапазоны F1, F2, F3, причем F1>F2>F3, и разделителя каналов. Излучатель 6 на верхний частотный диапазон F1 выполнен четвертьволновым. Излучатели 7, 8 на нижние частотные диапазоны F2, F3 выполнены укороченными, а на входе для компенсации укорочения включены согласующие Г-звенья, состоящие из индуктивных элементов [Iyer V., Makarov S.N., Harty D.D., Nekoogar F., Ludwig R. A Lumped Circuit for Wideband Impedance Matching of a Non-Resonant, Short Dipole or Monopole Antenna // IEEE Trans. Antennas Propag., vol.58. No.1, January, 2010, pp.18-26]. Антенная плата 2 вставляется нижней частью в паз основания (не показан) и закрепляется в нем. В плате 2 имеются сквозные отверстия 9 вне топологии антенных излучателей 6, 7, 8 для взаимопроникновения пенного наполнителя при заливке внутренней полости антенны.Antenna board 2 is a dielectric sheet with the topology of three printed antenna emitters 6, 7, 8 applied to one of its sides in the frequency ranges F 1 , F 2 , F 3 , with F 1 > F 2 > F 3 , and a channel separator. The emitter 6 on the upper frequency range F1 is made quarter-wave. The emitters 7, 8 on the lower frequency ranges F 2 , F 3 are made shortened, and matching L-links consisting of inductive elements are included at the input to compensate for shortening [Iyer V., Makarov SN, Harty DD, Nekoogar F., Ludwig R. A Lumped Circuit for Wideband Impedance Matching of a Non-Resonant, Short Dipole or Monopole Antenna // IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 58. No.1, January, 2010, pp. 18-26]. Antenna board 2 is inserted with the bottom into the groove of the base (not shown) and fixed in it. The board 2 has through holes 9 outside the topology of the antenna emitters 6, 7, 8 for the interpenetration of the foam filler when filling the internal cavity of the antenna.

Три излучателя 6, 7, 8 подключены к одному входу с помощью трехчастотного разделителя каналов, или триплексера (фиг.2). Излучатели 7, 8 на нижние частотные диапазоны F2, F3 выполнены с согласующими Г-звеньями (трансформаторами импедансов) 10, 11, состоящими из индуктивных элементов Ls1-Lp2, Ls3-Lp3. Частотный разделитель каналов реализован на полосно-пропускающих фильтрах 12, 13, которые выполнены в виде последовательных колебательных контуров Lf2-Cf2, Lf3-Cf3, причем колебательный контур на частоту F1 отсутствует и излучатель 6 на эту частоту подключен к входу антенны напрямую.Three emitters 6, 7, 8 are connected to one input using a three-frequency channel splitter, or triplexer (figure 2). The emitters 7, 8 to the lower frequency ranges F 2 , F 3 are made with matching G-links (impedance transformers) 10, 11, consisting of inductive elements L s1 -L p2 , L s3 -L p3 . The frequency channel separator is implemented on the bandpass filters 12, 13, which are made in the form of successive oscillatory circuits L f2 -C f2 , L f3 -C f3 , and there is no oscillatory circuit to the frequency F 1 and the emitter 6 is connected to the antenna input to this frequency directly.

Корпус 3 выполнен из стекловолокна методом холодной формовки и имеет обтекаемую форму в виде крыла с гребнем на периферии.The body 3 is made of fiberglass by cold forming and has a streamlined shape in the form of a wing with a ridge on the periphery.

Сверху на корпус 3 нанесена оригинальная система молниезащиты, состоящая из молниеприемников 14, расположенных горизонтально по обе стороны гребня корпуса 1, дорожек молниеотводов 15, идущих вниз от молниеприемников 14 по обеим сторонам корпуса и сплошного участка металлизации 16 в основании корпуса (фиг.3). Для функционирования системы молниезащиты между молниеприемниками 14 и дорожками молниеотводов 15, как и между дорожками молниеотводов 15 и сплошным участком металлизации 16, должны быть зазоры шириной не более 0,25 мм, а сами дорожки 15 должны иметь разрывы той же ширины.On top of the casing 3, an original lightning protection system is applied, consisting of lightning rods 14 located horizontally on both sides of the crest of the casing 1, tracks of lightning rods 15 going down from the lightning rods 14 on both sides of the casing and a solid section of metallization 16 at the base of the casing (Fig. 3). For the operation of the lightning protection system between the lightning rods 14 and the paths of the lightning rods 15, as well as between the paths of the lightning rods 15 and the continuous section of metallization 16, there should be gaps of a width of not more than 0.25 mm, and the tracks 15 themselves must have gaps of the same width.

Для сохранения молниезащитных свойств антенны и отвода статического электричества с корпуса в краску, которой покрыт корпус 3 антенны, должна быть добавлена бронзовая пудра в соотношении 1:10.To preserve the lightning protection properties of the antenna and to remove static electricity from the housing, a bronze powder in the ratio of 1:10 should be added to the paint with which the antenna housing 3 is coated.

При разряде молнии в антенну в вышеупомянутых зазорах возникают воздушные разряды, которые смыкаются между собой, образуя сплошные нити тока вдоль корпуса 1 антенны. Затем ток разряда уходит через крепежные винты на корпус самолета. Для образования нити тока сплошные отрезки проводников дорожек молниеотводов 15 не должны превышать 5 мм. В результате разряд молнии не проникает внутрь антенны, а идет по воздуху вдоль внешней образующей корпуса 1, в результате чего корпус при ударе молнии не разрушается и антенна сохраняет свою работоспособность. Более того, антенна может выдержать три удара молнии, следующих друг за другом, что подтверждено экспериментально.When a lightning bolt discharges into the antenna in the aforementioned gaps, air discharges occur that close together, forming continuous current strands along the antenna body 1. Then, the discharge current passes through the fixing screws to the aircraft body. For the formation of a current filament, continuous segments of the conductors of the tracks of lightning rods 15 should not exceed 5 mm. As a result, a lightning bolt does not penetrate into the antenna, but travels through the air along the outer generatrix of the housing 1, as a result of which the housing does not collapse upon a lightning strike and the antenna remains operational. Moreover, the antenna can withstand three lightning strikes following each other, which is confirmed experimentally.

Диэлектрический наполнитель 4 служит для герметизации внутренности антенны и представляет собой пенополиуретановое заполнение.The dielectric filler 4 serves to seal the inside of the antenna and is a polyurethane foam filling.

Антенна данного типа отрабатывалась экспериментально для самолетных радиомаяков системы КОСПАС/SARSAT для частот F1=406 МГц, F2=243 МГц и F3=121,5 МГц.An antenna of this type was tested experimentally for aircraft radio beacons of the COSPAS / SARSAT system for frequencies F1 = 406 MHz, F2 = 243 MHz and F3 = 121.5 MHz.

Вертикальные участки излучателей 6, 7, 8 максимально разнесены в пространстве для минимизации их взаимной связи. С этой целью излучатели 6, 7 выполнены с изломом. Длины излучателей на соответствующие частотные диапазоны составили: излучатель 6 на частоту F1 - 0,235λg, излучатель 7 на частоту F2 - 0,23λg, излучатель 8 на частоту F3 - 0,12λg, где λg=λ/√εr, εr - относительная диэлектрическая проницаемость материала диэлектрического наполнителя 4 антенны. Номиналы элементов, формирующих Г-секции трансформаторов: Ls3=220 нГн, Lp3=24 нГн, Ls2=3,3 нГн, Lp2=10 нГн. Номиналы элементов последовательных колебательных контуров: Lf3=220 нГн, Cf3=7,5 пФ, Lf2=100 нГн, Cf2=4 пф.The vertical sections of the emitters 6, 7, 8 are maximally spaced in space to minimize their mutual connection. To this end, the emitters 6, 7 are made with a kink. The lengths of the emitters to the corresponding frequency ranges were: emitter 6 at the frequency F1 - 0.235λ g , emitter 7 at the frequency F2 - 0.23λ g , emitter 8 at the frequency F3 - 0.12λ g , where λ g = λ / √ε r , ε r is the relative dielectric constant of the material of the dielectric filler 4 of the antenna. The values of the elements forming the G-section of the transformers: L s3 = 220 nH, L p3 = 24 nH, L s2 = 3.3 nH, L p2 = 10 nH. The values of the elements of the successive oscillatory circuits: L f3 = 220 nH, C f3 = 7.5 pF, L f2 = 100 nH, C f2 = 4 pF.

На фиг.7 четко видны три резонанса с центральными рабочими частотами F1=406 МГц, F2=243 МГц и F3=121,5 МГц. Ширины полос пропускания по уровню КСВ<2 составили: Δf1=104 МГц, Δf2=11,2 МГц, Δf3=2,3 МГц.7, three resonances with central operating frequencies F 1 = 406 MHz, F 2 = 243 MHz and F 3 = 121.5 MHz are clearly visible. The bandwidths at the SWR level <2 were: Δf 1 = 104 MHz, Δf 2 = 11.2 MHz, Δf 3 = 2.3 MHz.

Из фиг.8 видно, что диаграмма направленности на частоте 406 МГц имеет торообразную форму с шириной ДН 42 градуса (по уровню - 3 дБ) и максимумом коэффициента усиления при θ=50 градусов, равным 2,5 дБ.From Fig. 8 it can be seen that the radiation pattern at a frequency of 406 MHz has a toroidal shape with a beam width of 42 degrees (level - 3 dB) and a maximum gain at θ = 50 degrees equal to 2.5 dB.

Из фиг.9 видно, что диаграмма направленности на частоте 243 МГц имеет торообразную форму с шириной ДН 55 градусов и максимумом коэффициента усиления при θ=40 градусов, равным - 2,5 дБ.Figure 9 shows that the radiation pattern at a frequency of 243 MHz has a toroidal shape with a beam width of 55 degrees and a maximum gain at θ = 40 degrees equal to - 2.5 dB.

Из фиг.10 видно, что диаграмма направленности на частоте 121,5 МГц имеет торообразную форму с шириной ДН 60 градусов и максимумом коэффициента усиления при θ=40 градусов, равным - 8,75 дБ.Figure 10 shows that the radiation pattern at a frequency of 121.5 MHz has a toroidal shape with a beam width of 60 degrees and a maximum gain at θ = 40 degrees equal to - 8.75 dB.

Испытаниям на молниестойкость подверглись три образца самолетной антенны. Осциллограммы импульсов испытательного тока, соответствующих различным зонам установки антенны на корпус самолета, представлены на фиг.11-13. Эти импульсы характеризуются следующими параметрами: составляющая А (импульс тока первого обратного разряда, фиг.11) - амплитуда Ip1=200±10% кА с интегралом действия ∫i2dt=2·106±20% кА2·с и временем воздействия tp1=500 мкс; составляющая В (промежуточный ток, фиг.12) - средняя амплитуда IpT=2±10% кА длительностью tT=5 мс, переносимый заряд QB=10±10% Кл; составляющая С (постоянный ток, фиг.12) - амплитуда IpC=200-800 А длительностью tC=0,25 мс - 1 с, переносимый заряд QB=200±20% Кл; составляющая D (ток повторного разряда, фиг.13) - амплитуда Ip2=100±10% кА с интегралом действия 0,25·106±20% кА2·с и временем воздействия tp2=500 мкс.Three lightning antenna samples were tested for lightning resistance. Oscillograms of the test current pulses corresponding to the different zones for mounting the antenna on the aircraft body are shown in FIGS. 11-13. These pulses are characterized by the following parameters: component A (current pulse of the first reverse discharge, 11) - amplitude I p1 = 200 ± 10% kA with the action integral действияi 2 dt = 2 · 10 6 ± 20% kA 2 · s and time exposure t p1 = 500 μs; component B (intermediate current, FIG. 12) - average amplitude I pT = 2 ± 10% kA, duration t T = 5 ms, transfer charge Q B = 10 ± 10% C; component C (direct current, Fig. 12) - amplitude I pC = 200-800 A, duration t C = 0.25 ms - 1 s, portable charge Q B = 200 ± 20% C; component D (re-discharge current, Fig. 13) is the amplitude I p2 = 100 ± 10% kA with an action integral of 0.25 · 10 6 ± 20% kA 2 · s and the exposure time t p2 = 500 μs.

На фиг.14 представлены фотографии антенны после проведения испытания на молниестойкость по зоне 1А, соответствующей установке антенны в средней части фюзеляжа самолета (составляющая тока разряда А, фиг.11). Из фиг.14 видно, что в результате воздействий двумя разрядами тока разрушения корпуса антенны не происходит. При этом срабатывают три дорожки молниеотводов из пяти на обеих сторонах корпуса.On Fig presents photographs of the antenna after conducting a lightning test in zone 1A, the corresponding installation of the antenna in the middle part of the fuselage of the aircraft (component of the discharge current A, 11). From Fig.14 it is seen that as a result of exposure to two discharges of current, the destruction of the antenna body does not occur. In this case, three out of five lightning rods are triggered on both sides of the case.

На фиг.15 представлены фотографии антенны после проведения испытания на молниестойкость по зоне 1В, соответствующей установке антенны в хвостовой части фюзеляжа самолета (составляющие тока разряда А, В, C и D. фиг.11-13). Из фиг.14 видно, что в результате воздействия полного тока разряда видимых повреждений корпуса антенны не происходит. При этом срабатывают все дорожки молниеотводов, кроме одной, на обеих сторонах корпуса.On Fig presents photographs of the antenna after testing for lightning resistance in zone 1B, the corresponding installation of the antenna in the rear of the fuselage of the aircraft (components of the discharge current A, B, C and D. 11-13). From Fig.14 it is seen that as a result of the influence of the total discharge current, visible damage to the antenna body does not occur. In this case, all tracks of lightning rods are triggered, except for one, on both sides of the case.

После проведения испытаний на молниестойкость все три антенны сохранили работоспособность.After testing for lightning resistance, all three antennas remained operational.

В результате испытаний были выявлены оптимальные размеры отрезков проводников дорожек молниеотводов не более 5 мм, а также зазоров между ними и зазоров между дорожками молниеотводов, молниеприемниками и сплошными участками металлизации не более 0,25 мм.As a result of the tests, the optimal sizes of the segments of the conductors of the paths of lightning rods were not more than 5 mm, as well as the gaps between them and the gaps between the paths of lightning rods, lightning rods and solid sections of metallization not more than 0.25 mm.

Размеры антенны составили: 240 мм × 240 мм × 60 мм. Масса антенны - 460 г.The dimensions of the antenna were: 240 mm × 240 mm × 60 mm. The mass of the antenna is 460 g.

Claims (7)

1. Самолетная антенна, включающая корпус с фланцем, имеющий вспененный диэлектрический наполнитель и выполненный в виде крыла, расположенные в нем два антенных излучателя, подключенных к высокочастотному разъему через разделитель каналов, и систему молниезащиты, отличающаяся тем, что антенна снабжена основанием, диэлектрической платой и дополнительным антенным излучателем, плата выполнена в виде листа с нанесенной на одну из его сторон топологией трех печатных вышеназванных антенных излучателей на частотные диапазоны F1, F2, F3, причем F1>F2>F3, излучатель на верхний частотный диапазон F1 выполнен четвертьволновым и соединен непосредственно с высокочастотным разъемом, излучатели на нижние частотные диапазоны F2, F3 выполнены укороченными, а их входы снабжены согласующими Г-звеньями, состоящими из индуктивных элементов, разделитель каналов имеет полосно-пропускающие фильтры, выполненные в виде последовательных колебательных контуров Lf2-Cf2, Lf3-Cf3, система молниезащиты содержит расположенные по обеим сторонам гребня корпуса молниеприемники, выполненные в виде отрезков металлизированных лент и закрепленные вдоль гребня корпуса, металлизированные дорожки молниеотводов, идущие вниз от молниеприемников по боковым поверхностям корпуса, и сплошные участки металлизации, расположеные на фланце корпуса.1. Aircraft antenna, comprising a housing with a flange, having foamed dielectric filler and made in the form of a wing, two antenna radiators located in it, connected to a high-frequency connector through a channel splitter, and a lightning protection system, characterized in that the antenna is equipped with a base, a dielectric board and additional antenna emitter, the board is made in the form of a sheet with the topology of the three printed above-mentioned antenna emitters on the frequency ranges F 1 , F 2 , F 3 applied to one of its sides, moreover F 1 > F 2 > F 3 , the emitter to the upper frequency range F 1 is made quarter-wave and connected directly to the high-frequency connector, the emitters to the lower frequency ranges F 2 , F 3 are shortened, and their inputs are equipped with matching G-links consisting of inductive elements, channel separator has a bandpass filter formed as a series resonant circuit L f2 -C f2, L f3 -C f3, lightning protection system comprises at both sides of the ridge lightning housing configured as the segment s metallized tapes and secured along the casing ridge lightning metallized tracks extending downwardly from the lightning rods on the lateral surfaces of the housing and solid areas of metallization disposed on the flange of the housing. 2. Самолетная антенна по п.1, отличающаяся тем, что дорожки молниеотводов отделены от молниеприемников и сплошного участка металлизации зазорами шириной не более 0,25 мм и выполнены в виде отрезков проводников, не превышающих 5 мм, расположенных друг от друга с зазором не более 0,25 мм.2. The aircraft antenna according to claim 1, characterized in that the paths of the lightning rods are separated from the lightning rods and the solid metallization section with gaps of a width of not more than 0.25 mm and made in the form of pieces of conductors not exceeding 5 mm, spaced from each other with a gap of not more than 0.25 mm. 3. Самолетная антенна по п.1, отличающаяся тем, что основание выполнено в виде эллипсовидного металлического элемента с пазом для установки антенной платы.3. Aircraft antenna according to claim 1, characterized in that the base is made in the form of an ellipsoidal metal element with a groove for installing the antenna board. 4. Самолетная антенна по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен из стекловолокна методом холодной формовки и имеет обтекаемую форму.4. Aircraft antenna according to claim 1, characterized in that the casing is made of fiberglass by cold forming and has a streamlined shape. 5. Самолетная антенна по п.1, отличающаяся тем, что антенна покрыта краской, в которую добавлена бронзовая пудра в соотношении 1:10.5. Aircraft antenna according to claim 1, characterized in that the antenna is coated with paint, in which bronze powder is added in a ratio of 1:10. 6. Самолетная антенна по п.1, отличающаяся тем, что корпус антенны заполнен полностью наполнителем, при этом в плате выполнены сквозные отверстия вне топологии антенных излучателей.6. Aircraft antenna according to claim 1, characterized in that the antenna body is completely filled with filler, and through holes are made in the board outside the topology of the antenna emitters. 7. Самолетная антенна по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель выполнен из пенополиуретана. 7. Aircraft antenna according to claim 1, characterized in that the filler is made of polyurethane foam.
RU2012103526/08A 2012-02-03 2012-02-03 Aircraft antenna RU2486644C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103526/08A RU2486644C1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 Aircraft antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012103526/08A RU2486644C1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 Aircraft antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2486644C1 true RU2486644C1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012103526/08A RU2486644C1 (en) 2012-02-03 2012-02-03 Aircraft antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486644C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678777C1 (en) * 2018-02-12 2019-02-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Aircraft vibrator type antenna
RU223064U1 (en) * 2023-12-22 2024-01-30 Акционерное общество "ЭЙРБУРГ" VHF ANTENNA

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1532986A1 (en) * 1987-03-13 1989-12-30 Предприятие П/Я Р-6510 Top power supply airborne antenna
RU2063634C1 (en) * 1993-04-26 1996-07-10 Московский медицинский стоматологический институт им.Н.А.Семашко Method for determining atherosclerotic lesion of coronary arteries
WO2000076023A1 (en) * 1999-06-02 2000-12-14 University Of Waterloo Flat-plate monopole antennae
US6661388B2 (en) * 2002-05-10 2003-12-09 The Boeing Company Four element array of cassegrain reflector antennas
US6809698B2 (en) * 2002-12-14 2004-10-26 Antennigues Corp. Broadband dual-frequency tablet antennas
EP1837950A2 (en) * 2001-09-13 2007-09-26 Fractus, S.A. Multilevel and space-filling round-planes for miniature and multiband antennas
EP2088644A1 (en) * 2004-10-21 2009-08-12 The Boeing Company Structurally integrated antenna aperture and fabrication method
RU2440648C1 (en) * 2010-07-20 2012-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" Transceiving antenna for installation on aircrafts

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1532986A1 (en) * 1987-03-13 1989-12-30 Предприятие П/Я Р-6510 Top power supply airborne antenna
RU2063634C1 (en) * 1993-04-26 1996-07-10 Московский медицинский стоматологический институт им.Н.А.Семашко Method for determining atherosclerotic lesion of coronary arteries
WO2000076023A1 (en) * 1999-06-02 2000-12-14 University Of Waterloo Flat-plate monopole antennae
EP1837950A2 (en) * 2001-09-13 2007-09-26 Fractus, S.A. Multilevel and space-filling round-planes for miniature and multiband antennas
US6661388B2 (en) * 2002-05-10 2003-12-09 The Boeing Company Four element array of cassegrain reflector antennas
US6809698B2 (en) * 2002-12-14 2004-10-26 Antennigues Corp. Broadband dual-frequency tablet antennas
EP2088644A1 (en) * 2004-10-21 2009-08-12 The Boeing Company Structurally integrated antenna aperture and fabrication method
RU2440648C1 (en) * 2010-07-20 2012-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" Transceiving antenna for installation on aircrafts

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678777C1 (en) * 2018-02-12 2019-02-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Aircraft vibrator type antenna
RU223064U1 (en) * 2023-12-22 2024-01-30 Акционерное общество "ЭЙРБУРГ" VHF ANTENNA

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zou et al. Omnidirectional cylindrical dielectric resonator antenna with dual polarization
Yu et al. Ku-band linearly polarized omnidirectional planar filtenna
EP3035442B1 (en) Antenna and mobile terminal
KR100803496B1 (en) Dual band patch antenna and radio communications apparatus
US9548530B2 (en) Antenna
EP2280448B1 (en) Antenna and communication device including the same
Rajkumar et al. A compact ACS-fed mirrored L-shaped monopole antenna with SRR loaded for multiband operation
AU2016250326B2 (en) Multiband antenna
CN105098336A (en) Miniature multi-band antenna based on asymmetrical coplanar feeding
WO2019127496A1 (en) Cavity filter
Basavarajappa et al. An integrated wideband multifunctional antenna using a microstrip patch with two U-slots
Jangid et al. A novel UWB band notched rectangular patch antenna with square slot
RU2486644C1 (en) Aircraft antenna
CN103427154B (en) High efficiency antenna
KR20120101956A (en) Multi-band antenna
Chen et al. A GPS/Wi-Fi dual-band arc-shaped slot patch antenna for UAV application
US11223110B2 (en) Unmanned aerial vehicle built-in antenna and unmanned aerial vehicle
Pan et al. A compact multiband antenna based on metamaterial for WLAN/WiMAX/WAVE applications
RU2205478C2 (en) Superbroad-band transceiving antenna
Al-Zayed et al. Design and analysis of a band-notched staircase ultra-wideband antenna
Ogunlade et al. Design of multiband microstrip antenna for mobile wireless communication
RU2654903C1 (en) Annular slit antenna
Xie et al. A compact multi-band dielectric resonator antenna loaded with CSRRs for communication systems
RU2324267C1 (en) Broadband unipole antenna
El Dyasti et al. Novel and Compact Circular Ring Microstrip Antenna with Parasitic Chip for 5G Applications

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner