RU2500057C1 - Слабонаправленная волноводная антенна - Google Patents
Слабонаправленная волноводная антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500057C1 RU2500057C1 RU2012122766/08A RU2012122766A RU2500057C1 RU 2500057 C1 RU2500057 C1 RU 2500057C1 RU 2012122766/08 A RU2012122766/08 A RU 2012122766/08A RU 2012122766 A RU2012122766 A RU 2012122766A RU 2500057 C1 RU2500057 C1 RU 2500057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waveguide
- antenna
- open end
- screen
- plane
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к антенной технике, в частности к слабонаправленным волноводным антеннам диапазонов сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (КВЧ) частот. Технический результат - улучшение диаграммы направленности. Слабонаправленная антенна содержит круглый металлический волновод, дополнена экраном в виде проводящего усеченного обратного конуса. На внешнюю поверхность экрана нанесено полимерное покрытие, параметры которого определяются условиями размещения антенны. Плоскость малого основания усеченного обратного конуса совпадает с плоскостью открытого конца волновода, большое же основание расположено сзади от открытого конца волновода. По оси проводящего усеченного обратного конуса выполнено отверстие для установки волновода. Диаметр этого отверстия равен внешнему диаметру волновода. Антенна проста в изготовлении, имеет ШДН0,3, близкую к 90°. Коническая форма антенны с плавно увеличивающимся назад от раскрыва поперечным размером позволяет удобно вписываться в аэродинамически выгодные или целесообразные с точки зрения компоновки, близкие к уголковым радиопрозрачные обтекатели ЛА или устанавливать антенну в открытом потоке. 1 ил.
Description
Изобретение относится к антенной технике, в частности к слабонаправленным волноводным антеннам диапазонов сверхвысоких (СВЧ) и крайне высоких (KBЧ) частот.
Для приема электромагнитных волн диапазонов СВЧ и КВЧ с целью амплитудной пеленгации в секторе углов ±180° требуются слабонаправленные антенны с шириной диаграмм направленности по уровню 0,3 от максимума (ШДН0,3), близкой к 90°. При этом антенны должны быть максимально простыми по конструкции и обеспечивать возможность установки их внутри тесных крыльевых радиопрозрачных обтекателей современных летательных аппаратов (ЛА), а также в открытом потоке. Для уменьшения влияния обтекателя на диаграммы направленности антенны устанавливают так, чтобы расстояние между антенной и передней кромкой обтекателя было минимальным.
Широкая диаграмма направленности может быть обеспечена только при малой излучающей апертуре антенны, которая может быть реализована, если антенна выполнена в виде открытого конца волновода, являющегося принципиально слабонаправленным.
По соображениям простоты конструкции предпочтительнее антенна в виде открытого конца круглого волновода. Кроме того, при равных максимальных размерах раскрыва диаграммы излучения из открытого конца круглого волновода несколько шире, чем диаграммы излучения из открытого конца прямоугольного волновода (Фельд Я.Н., Бененсон Л.С. Антенно-фидерные устройства. Часть вторая. Издание ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1959, стр.150). Однако при малом диаметре круглого волновода, например, для стандартного волновода с 2ρ0=0,677λ0, где ρ0 - внутренний радиус сечения круглого волновода, а λ0 - длина волны в свободном пространстве, главный лепесток в Е-плоскости уже, чем в Н-плоскости, а уровень бокового и заднего излучения довольно значителен - примерно 30% (Рудольф Кюн. Микроволновые антенны. Перевод с немецкого. Издательство «Судостроение». 1967, стр.202, рис.5.2.а). Поэтому открытый конец волновода обычно дополняют элементами (диэлектрический стержень, металлический рупор и др.), позволяющими получить требуемые характеристики антенны.
Из всех типов антенн, использующих в качестве возбудителя отрезок металлического волновода, имеющие более постоянные по ширине диаграммы направленности и низкий уровень боковых и задних лепестков диаграмм направленности имеют рупорные излучатели.
Из известных технических решений наиболее близким по конструкции и технической сущности к слабонаправленной волноводной антенне является облучатель параболической антенны (патент РФ №2071155, H01Q 13/02, 1993 г.). Облучатель состоит из круглого волновода, заканчивающегося коническим рупором. На внутренней поверхности рупора выполнены три круглые концентрические канавки. Часть рупора, примыкающая к волноводу, представляет собой усеченный конус, малое основание которого присоединено к открытому концу волновода, а большое расположено спереди от открытого конца волновода.
Облучатель имеет стабильные диаграммы направленности с низким уровнем боковых лепестков, однако ШДН0,3 мала, составляет только 38-44°, что для данного применения является существенным недостатком. Другим недостатком является то, что из-за использования рупора поперечный размер антенны в месте раскрыва становится большим и антенну невозможно установить близко к передней кромке тесного крыльевого радиопрозрачного обтекателя. Кроме того, необходимость выполнения концентрических канавок в рупоре усложняет его изготовление, снижает технологичность.
Целью настоящего изобретения является разработка максимально простой в изготовлении слабонаправленной антенны на основе круглого волновода, имеющей ШДН0,3, близкую к 90°, которую можно легко устанавливать в тесных крыльевых радиопрозрачных обтекателях ЛА или в открытом потоке.
Поставленная цель достигается тем, что слабонаправленная антенна, содержащая круглый металлический волновод, дополнена экраном в виде проводящего усеченного обратного конуса. На внешнюю поверхность экрана нанесено полимерное покрытие, параметры которого определяются условиями размещения антенны. Плоскость малого основания усеченного обратного конуса совпадает с плоскостью открытого конца волновода, большое же основание расположено сзади от открытого конца волновода. По оси проводящего усеченного обратного конуса выполнено отверстие для установки волновода. Диаметр этого отверстия равен внешнему диаметру волновода.
На рис.1 представлена конструкция слабонаправленной волноводной антенны, где 1 - круглый металлический волновод, 2 - проводящий усеченный обратный конус, 3 - полимерное покрытие.
Слабонаправленная волноводная антенна содержит гальванически соединенные круглый металлический волновод и экран в виде проводящего усеченного конуса, обратного относительно рупорных антенн, например, круглого прямого, с отверстием по оси, на внешнюю коническую поверхность которого нанесено, например, полимерное покрытие с магнитодиэлектрическими свойствами. Круглый металлический волновод установлен внутри проводящего усеченного обратного конуса соосно с ним так, что плоскость малого основания экрана совпадает с плоскостью открытого конца волновода, большое основание экрана расположено сзади от открытого конца волновода, а диаметр отверстия в проводящем усеченном обратном конусе равен внешнему диаметру круглого металлического волновода.
Антенна предельно проста в изготовлении, требуется только токарная обработка, а покрытие наносится методом прессования.
Достаточно широкие диаграммы направленности определяются малым диаметром излучающего раскрыва антенны. Устойчивость ШДН0,3 в диапазоне частот в Е- и Н-плоскостях и низкий уровень боковых и задних лепестков обеспечивается тем, что экран в виде проводящего усеченного обратного конуса, на внешнюю коническую поверхность которого нанесено покрытие, например, с магнитодиэлектрическими свойствами, препятствует затеканию поверхностных токов за края апертуры. У слабонаправленной волноводной антенны диапазона КВЧ с перекрытием 1,25 диаграммы направленности имеют хорошую осесимметричную монотонную форму, пригодную для амплитудной пеленгации. ШДН0,3 составляет 88-94°, уровень боковых и задних лепестков не превышает 1%. Кроме того, в условиях реального размещения внутри крыльевых обтекателей ЛА экран антенны за счет применения покрытия, обладающего магнитодиэлектрическими свойствами, радикально уменьшает изрезанность диаграмм направленности, вызванную неизбежными переотражениями электромагнитных волн от стенок обтекателя и внутренних деталей крыла и обеспечивает вполне удовлетворительные монотонные диаграммы направленности. При установке антенны в открытый поток для защиты от внешних воздействий целесообразно использовать прочное эрозионно-устойчивое полимерное диэлектрическое покрытие.
Таким образом, разработана максимально простая в изготовлении слабонаправленная антенна на основе круглого волновода, имеющая ШДН0,3, близкую к 90°, коническая форма которой с плавно увеличивающимся назад от раскрыва поперечным размером позволяет удобно вписываться в аэродинамически выгодные или целесообразные с точки зрения компоновки близкие к уголковым радиопрозрачные обтекатели ЛА или устанавливать антенну в открытом потоке.
Антенны данной конструкции экспериментально проверены и могут быть использованы в составе приемного модуля амплитудного пеленгатора.
Claims (1)
- Слабонаправленная волноводная антенна, содержащая круглый металлический волновод, отличающаяся тем, что к открытому концу волновода гальванически присоединен экран в виде проводящего усеченного обратного конуса, на внешнюю коническую поверхность которого нанесено полимерное покрытие, параметры которого зависят от условий размещения антенны, при этом круглый металлический волновод установлен в отверстии внутри экрана соосно с ним так, что плоскость малого основания экрана совпадает с плоскостью открытого конца волновода, большое же основание экрана расположено сзади от открытого конца волновода, а диаметр отверстия в проводящем усеченном обратном конусе равен внешнему диаметру волновода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122766/08A RU2500057C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Слабонаправленная волноводная антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122766/08A RU2500057C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Слабонаправленная волноводная антенна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2500057C1 true RU2500057C1 (ru) | 2013-11-27 |
Family
ID=49710610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012122766/08A RU2500057C1 (ru) | 2012-06-01 | 2012-06-01 | Слабонаправленная волноводная антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2500057C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3942180A (en) * | 1973-08-31 | 1976-03-02 | Thomson-Csf | Wide-band omnidirectional antenna |
GB2165097A (en) * | 1982-05-18 | 1986-04-03 | Siemens Ag | Biconical antennae |
US4636798A (en) * | 1984-05-29 | 1987-01-13 | Seavey Engineering Associates, Inc. | Microwave lens for beam broadening with antenna feeds |
RU2071155C1 (ru) * | 1993-11-19 | 1996-12-27 | Научно-производственное объединение машиностроения | Облучатель параболической антенны |
RU2092941C1 (ru) * | 1988-04-04 | 1997-10-10 | Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина | Облучатель параболической антенны |
RU2099836C1 (ru) * | 1994-09-26 | 1997-12-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Широкополосная четырехлучевая зеркальная антенна (варианты) |
US6480164B2 (en) * | 2000-08-03 | 2002-11-12 | Ronald S. Posner | Corrective dielectric lens feed system |
RU2371820C2 (ru) * | 2007-09-17 | 2009-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Широкополосная всенаправленная антенна с изменяемой поляризацией |
-
2012
- 2012-06-01 RU RU2012122766/08A patent/RU2500057C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3942180A (en) * | 1973-08-31 | 1976-03-02 | Thomson-Csf | Wide-band omnidirectional antenna |
GB2165097A (en) * | 1982-05-18 | 1986-04-03 | Siemens Ag | Biconical antennae |
US4636798A (en) * | 1984-05-29 | 1987-01-13 | Seavey Engineering Associates, Inc. | Microwave lens for beam broadening with antenna feeds |
RU2092941C1 (ru) * | 1988-04-04 | 1997-10-10 | Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина | Облучатель параболической антенны |
RU2071155C1 (ru) * | 1993-11-19 | 1996-12-27 | Научно-производственное объединение машиностроения | Облучатель параболической антенны |
RU2099836C1 (ru) * | 1994-09-26 | 1997-12-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Широкополосная четырехлучевая зеркальная антенна (варианты) |
US6480164B2 (en) * | 2000-08-03 | 2002-11-12 | Ronald S. Posner | Corrective dielectric lens feed system |
RU2371820C2 (ru) * | 2007-09-17 | 2009-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" | Широкополосная всенаправленная антенна с изменяемой поляризацией |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Moosazadeh et al. | A compact high-gain and front-to-back ratio elliptically tapered antipodal Vivaldi antenna with trapezoid-shaped dielectric lens | |
Rajesh et al. | Design of Vivaldi antenna with wideband radar cross section reduction | |
US9991607B1 (en) | Circular array of ridged waveguide horns | |
JP6642862B2 (ja) | デュアルバンドスプラッシュプレートサポートを含むリフレクタアンテナ | |
US10476166B2 (en) | Dual-reflector microwave antenna | |
US20180115085A1 (en) | Sub-reflector assembly with extended dielectric radiator | |
CN105161854A (zh) | 一种基于径向盘阻抗变换器的超宽带高增益天线 | |
Puri et al. | Design and simulation of double ridged horn antenna operating for UWB applications | |
Dixit et al. | A dual band antipodal Vivaldi antenna for fifth-generation applications | |
CN102969557B (zh) | 一种Vivaldi天线阵列 | |
RU2500057C1 (ru) | Слабонаправленная волноводная антенна | |
Si et al. | Design of a 6–18 GHz UWB conformal antipodal Vivaldi antenna array | |
CN110190393B (zh) | 金属柱透镜加载的高增益渐变槽线天线 | |
Tenigeer et al. | Design of a novel broadband EMC double ridged guide horn antenna | |
US7852277B2 (en) | Circularly polarized horn antenna | |
US20150311596A1 (en) | Dielectric hollow antenna | |
US20170125915A1 (en) | Antenna with absorbent device | |
JP2017112460A (ja) | アンテナ装置 | |
Chen et al. | Millimeter wave multi-beam reflector antenna | |
RU2464681C1 (ru) | Симметричный вибратор | |
CN114759354A (zh) | 小型化宽带稳定波束喇叭馈源天线 | |
Pour et al. | A novel dual mode circular waveguide horn antenna | |
Hong et al. | A millimeter-wave radome with variable thickness for improvement of radiation patterns | |
Amiri et al. | Gain and lower cut-off frequency improvement of antipodal Vivaldi antenna | |
CN104319463A (zh) | 一种双谐振圆极化短背射c波段天线 |