RU2505893C2 - Однонаправленная коническая антенна - Google Patents
Однонаправленная коническая антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505893C2 RU2505893C2 RU2012117295/08A RU2012117295A RU2505893C2 RU 2505893 C2 RU2505893 C2 RU 2505893C2 RU 2012117295/08 A RU2012117295/08 A RU 2012117295/08A RU 2012117295 A RU2012117295 A RU 2012117295A RU 2505893 C2 RU2505893 C2 RU 2505893C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hollow cones
- antenna
- reflector
- vertices
- cones
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно, к антенной технике, находящей широкое применение в радиосвязи, в радиолокации, в радионавигации, где требуются широкополосные или сверхширокополосные антенны, обладающие однонаправленной диаграммой направленности. Технический результат - увеличение широкополосности частотного диапазона и обеспечение однонаправленности антенны путем создания постоянного фазового центра, приподнятого над плоским рефлектором. Для этого V-образная однонаправленная вибраторная антенна содержит пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, подключенную к вершинам конусов. Оси симметрии плеч вибраторов полых конусов расположены в одной плоскости. Перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси симметрии плеч вибраторов полых конусов, размещен плоский металлический рефлектор. Вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором для создания постоянного фазового центра, а кромки плеч вибраторов соединены с кромкой плоского рефлектора шлейфами в форме металлических штырей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно, к антенной технике, находящей широкое применение в радиосвязи, в радиолокации, в радионавигации, где требуются широкополосные или сверхширокополосные антенны, обладающие однонаправленной диаграммой направленности (ДН). Диаграмма направленности такой формы необходима, например, для облучателей зеркальных антенн.
Из уровня техники известно, что широкополосные и широкодиапазонные антенны необходимы для ряда направлений антенной техники, например для радиосвязи и радиолокации с использованием широкополосных сигналов (Л. 1, Л. 5). В том случае, когда антенная система должна быть компактной, с успехом можно использовать конические или биконические (Л. 1) вибраторные антенны.
Наиболее близким техническим решением является биконическая вибраторная антенна, описанная в Л. 2-4.
Однако диаграмма направленности (ДН), коэффициент стоячей волны (КСВ) и фазовый центр такой антенны будут существенно зависеть от частоты. Нежелательными для широкодиапазонного радиолокатора (Л. 5) являются: плавающий фазовый центр, сильная частотная зависимость - обратного излучения, степени согласования по входу. Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков V-образного биконического вибратора.
Технический результат состоит в увеличении широкополосности частотного диапазона, обеспечении однонаправленности антенны, создании постоянного фазового центра.
Для этого V-образная однонаправленная вибраторная антенна содержит пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, подключенную к вершинам конусов. Оси симметрии плеч вибраторов полых конусов расположены в одной плоскости. Перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси симметрии плеч вибраторов полых конусов, размещен плоский металлический рефлектор. Вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором, а кромки плеч вибраторов соединены с кромкой плоского рефлектора шлейфами в форме металлических штырей.
Металлический рефлектор может быть выполнен в форме диска.
Дополнительно может быть введена вторая пара полых конусов, обращенных вершинами друг к другу. Оси симметрии плеч вибраторов второй пары полых конусов расположены в другой плоскости, причем обе плоскости взаимно перпендикулярны друг другу. Вершины второй пары полых конусов приподняты над плоским рефлектором. Кромки плеч вибраторов второй пары полых конусов соединены с кромкой плоского рефлектора шлейфами в форме металлических штырей, причем цепи питания обоих пар полых конусов соединены параллельно для снижения входного сопротивления и сглаживания формы главного лепестка диаграммы направленности вибраторной антенны.
На Фиг.1 показана схема V-образной конической антенны, на Фиг.2 показана схема V-образной конической антенны с двумя парами полых конусов.
Такая однонаправленная коническая вибраторная антенна содержит пару полых конусов 1 и 2, обращенных вершинами друг к другу, плоский металлический рефлектор 3, питающую линию 4, подключенную к вершинам конусов, и шлейфы 5 и 6 в форме металлических штырей.
При использовании симметричного вибратора в качестве облучателя однонаправленная диаграмма создается благодаря размещению вибратора над плоскостью плоского металлического рефлектора 3 (чаще всего в форме диска) на расстоянии Н от рефлектора, равном, например, четверти длины волны Н≈λ/4. Диапазонность собственно вибратора можно обеспечить, выполняя его в форме биконической антенны.
Однако при работе в широком диапазоне частот условие Н≈λ/4 не может быть выполнено, что приводит к развалу диаграммы направленности облучателя и росту боковых лепестков зеркальной антенны.
При анализе ДН такой антенны полагалось, что в плечах биконического вибратора длиной L создается бегущая волна тока возбуждения. Это возможно только в том случае, если эти плечи достаточно длинные (Н≥2λ). При этом сами плечи будут находиться существенно вне фокуса, что повышает уровень боковых лепестков ДН и снижает коэффициент использования апертуры зеркала. К такому же эффекту приводит и наличие существенного обратного излучения V-образного вибратора.
Постоянство фазового центра антенны и подавление ее обратного излучения достигается использованием рефлектора 3 в форме диска, устойчивость ДН в широком диапазоне частот - использованием шлейфов 5 и 6, которые приподнимают фазовый центр самой V-образной антенны над плоскостью рефлектора, создавая узлы тока плеч вибраторов на их концах. Таким образом, использование шлейфов 5 и 6 является неотъемлемой сущностью предлагаемой конструкции, принципиально влияющей на ДН антенны, ее входное сопротивление и диапазонность работы. Угол наклона плеч вибратора α над плоскостью рефлектора 3, угол при вершине конусов β, диаметр D рефлектора 3 и высота плеч точек питания над плоскостью рефлектора Н выбирается таким образом, чтобы получить приемлемые значения диапазонности работы, величины входного сопротивления, уровня обратного излучения и формы главного лепестка диаграммы направленности.
При необходимости антенную систему можно выполнить из двух биконических вибраторов, расположенных во взаимно ортогональных плоскостях, перпендикулярных площади рефлектора (Фиг.2). При параллельном возбуждении этих вибраторов результирующее входное сопротивление снижается вдвое, а главный лепесток результирующей диаграммы направленности получается более сглаженным.
Расчетные значения одного из вариантов реализации антенны как облучателя параболической антенны имели следующие значения:
- коэффициент стоячей волны по входу <2;
- уровень обратного излучения <0,15;
- ширина главного лепестка ДН по уровню 0,7 - 80 -1200;
- диапазонность работы 1:10.
Литература
1. Ерохин Г.А., Чернышев О.В., Козырев Н.Д., Кочержевский В.Г. Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. М.: изд. «Горячая линия - Телеком», 2004.
2. Туркин В.А. Разработка излучателей сверхкоротких электромагнитных импульсов для испытаний радиотехнической аппаратуры. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2006.
3. Туркин В.А., Михеев О.В., Сахаров К.Ю., Соколов А.А. Antennas for beaming and receiving short ultra wideband electromagnetic impulses // Information and Telecommunication Technologies in Intelligent Systems. Proc. of Internat. Conf. in Blanes / Barcelona, Spain, May 22-29, 2004, p.37-39.
4. Туркин В.А. Излучатели сверхширокополосных электромагнитных импульсов для испытаний телекоммуникационной и радиотехнической аппаратуры. Сборник научных трудов «Проектирование телекоммуникационных и информационных средств и систем» / Под ред. Л. Н.Кечиева. - М.: МИЭМ, 2006. - С.51-60.
5. Хармут Х.Ф. Несинусоидальные волны в радиолокации и радиосвязи. М.: изд. «Радио и связь», 1985.
Claims (3)
1. V-образная однонаправленная вибраторная коническая антенна, содержащая пару полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, и питающую линию, подключенную к вершинам конусов, отличающаяся тем, что оси симметрии плеч вибраторов полых конусов расположены в одной плоскости; перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси симметрии плеч вибраторов полых конусов, размещен плоский металлический рефлектор, вершины полых конусов приподняты над плоским рефлектором, а кромки плеч вибраторов соединены с кромкой плоского рефлектора шлейфами в форме металлических штырей, приподнимающими фазовый центр V-образной конической антенны.
2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что металлический рефлектор выполнен в форме диска.
3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно введена вторая пара полых конусов, обращенных вершинами друг к другу, оси симметрии плеч вибраторов второй пары полых конусов расположены в другой плоскости, причем обе плоскости взаимно перпендикулярны друг другу, вершины второй пары полых конусов приподняты над плоским рефлектором, кромки плеч вибраторов второй пары полых конусов соединены с кромкой плоского рефлектора шлейфами в форме металлических штырей, причем цепи питания обеих пар полых конусов соединены параллельно для снижения входного сопротивления и сглаживания формы главного лепестка диаграммы направленности вибраторной антенны.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117295/08A RU2505893C2 (ru) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Однонаправленная коническая антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012117295/08A RU2505893C2 (ru) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Однонаправленная коническая антенна |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012117295A RU2012117295A (ru) | 2013-11-10 |
RU2505893C2 true RU2505893C2 (ru) | 2014-01-27 |
Family
ID=49516519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012117295/08A RU2505893C2 (ru) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Однонаправленная коническая антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2505893C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634085C2 (ru) * | 2014-12-25 | 2017-10-23 | Роман Юрьевич Бородулин | Составной конический несимметричный вибратор |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6909400B2 (en) * | 2002-03-07 | 2005-06-21 | Kathrein-Werke Kg | Allround aerial arrangement for receiving terrestrial and satellite signals |
RU2383088C2 (ru) * | 2008-05-05 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики | Вибраторная логопериодическая антенна поперечного излучения |
RU93589U1 (ru) * | 2009-08-12 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" (ОАО НПК НИИДАР) | Вибраторная спиральная антенна кв диапазона |
RU94066U1 (ru) * | 2009-12-21 | 2010-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Логопериодическая вибраторная антенна |
RU2394318C2 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр по радиоэлектронным системам и информационным технологиям имени В.И. Шимко" (ФГУП Федеральный НПЦ "Радиоэлектроника" им. В.И. Шимко") | Широкополосная вибраторная антенна |
US20120050120A1 (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Delphi Delco Electronics Europe Gmbh | Receiving aerial for circularly polarized radio signals |
-
2012
- 2012-04-27 RU RU2012117295/08A patent/RU2505893C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6909400B2 (en) * | 2002-03-07 | 2005-06-21 | Kathrein-Werke Kg | Allround aerial arrangement for receiving terrestrial and satellite signals |
RU2383088C2 (ru) * | 2008-05-05 | 2010-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский технический университет связи и информатики | Вибраторная логопериодическая антенна поперечного излучения |
RU2394318C2 (ru) * | 2008-09-22 | 2010-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр по радиоэлектронным системам и информационным технологиям имени В.И. Шимко" (ФГУП Федеральный НПЦ "Радиоэлектроника" им. В.И. Шимко") | Широкополосная вибраторная антенна |
RU93589U1 (ru) * | 2009-08-12 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" (ОАО НПК НИИДАР) | Вибраторная спиральная антенна кв диапазона |
RU94066U1 (ru) * | 2009-12-21 | 2010-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Логопериодическая вибраторная антенна |
US20120050120A1 (en) * | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Delphi Delco Electronics Europe Gmbh | Receiving aerial for circularly polarized radio signals |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ТУРКИН В.А. Излучатели сверхширокополосных электромагнитных импульсов для испытаний телекоммуникационной и радиотехнической аппаратуры. Сборник научных трудов Проектирование телекоммуникационных и информационных средств и систем./Под ред. П.Н. Кечиева. - М.: МИЭМ, 2006, с.51-60. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634085C2 (ru) * | 2014-12-25 | 2017-10-23 | Роман Юрьевич Бородулин | Составной конический несимметричный вибратор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012117295A (ru) | 2013-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7724200B2 (en) | Antenna device, array antenna, multi-sector antenna, high-frequency wave transceiver | |
US8686918B1 (en) | Multi-function magnetic pseudo-conductor antennas | |
Muller et al. | Design and analysis of a 3-arm spiral antenna | |
KR101927708B1 (ko) | 마이크로스트립 바룬으로 급전하는 4-암 시누어스 안테나 | |
WO2016067269A1 (en) | Null forming in circularly polarized antenna patterns using reactive loading of multi-arm spiral antenna | |
WO2017037516A1 (en) | Multi-mode composite antenna | |
RU2505893C2 (ru) | Однонаправленная коническая антенна | |
JP2014049785A (ja) | 円偏波アンテナ | |
Foster | Antennas and UWB signals | |
Sayidmarie et al. | Synthesis of wide beam array patterns using random phase weights | |
JP2010245789A (ja) | アンテナ装置 | |
RU2568340C1 (ru) | Активный антенный треугольно-петлевой элемент милкина | |
CN108321530B (zh) | 基于单个介质谐振器的oam无线电波产生装置 | |
RU2552232C2 (ru) | Способ изготовления сверхширокополосной антенной системы с управляемой диаграммой направленности | |
Pour et al. | A novel dual mode circular waveguide horn antenna | |
RU2682592C2 (ru) | Способ получения диаграммы направленности антенной решетки свч с частотным сканированием | |
RU2752288C2 (ru) | Двухдиапазонный излучатель для антенной решетки | |
RU2752558C1 (ru) | Широкополосная треугольно-петлевая антенна | |
Zheksenov et al. | LC circuits designed for excitation of turnstile radiators consisting of three electric and three magnetic dipoles | |
Mahmoud et al. | Folded reflectarray with dually polarized cells | |
RU2022428C1 (ru) | Биконическая антенна | |
RU2505892C2 (ru) | Многорезонансная однонаправленная вибраторная антенна | |
Kim et al. | Metasurface-pair design for a scan-angle enhancement system | |
Turkmen et al. | Bandwidth enhancement of omnidirectional circularly polarized Slotted antenna for satellite communication | |
Apostolov et al. | Non uniform array antenna with three Luneburg lenses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140428 |