RU2593422C1

RU2593422C1 - Annular slit antenna

Info

Publication number: RU2593422C1
Application number: RU2015118291/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Вертей; Михаил Иванович Мигачев
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2016-08-10

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.

SUBSTANCE: invention relates to antenna technology. Annular slit antenna comprises coaxially arranged hollow metal inner and outer cylinders, conducting ring, first and second coaxial connectors, first and second feed points, first and second conducting pins. Conductive ring connects cylinders and is installed on side of open end of inner cylinder in cavity formed between outer and inner cylinders. Feed points are located on inner side surface of inner cylinder. Second feed point is radially displaced relative to first feed point by 90°. First feed point is connected to first coaxial connector, centre conductor of which is extended in formed cavity and is connected to external cylinder. Second feed point is connected to second coaxial connector. Conducting pins are installed in formed cavity and outer and inner cylinders are connected, respectively. Connection points of first and second pins with cylinders are located diametrically opposite first and second feed points, respectively. Antenna is configured for separation of working channels on polarisation with isolation between feed points of 20 dB.

EFFECT: enabling simultaneous operation in two frequency bands.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, например, на подвижных объектах.The invention relates to the field of radio engineering and can be used as transceiver antennas of various radio systems, for example, on moving objects.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является кольцевая щелевая антенна (Г.Т. Марков, Д.М. Сазонов. Антенны. - М.: Энергия, 1975 г., стр. 352, рис. 10-6), содержащая коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо, соединяющее цилиндры и установленное со стороны открытого торца внутреннего цилиндра в полости, образованной между внешним и внутренним цилиндрами. Точка питания может быть расположена как на внутренней боковой поверхности внутреннего цилиндра, так и на внешней боковой поверхности внешнего цилиндра. К точке питания, расположенной на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров, подключен коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром.The closest set of essential features to the claimed invention is a ring slit antenna (G.T. Markov, D.M. Sazonov. Antennas. - M .: Energy, 1975, p. 352, Fig. 10-6), containing coaxially located hollow metal outer and inner cylinders closed at one end, a conductive ring connecting the cylinders and mounted on the open end of the inner cylinder in a cavity formed between the outer and inner cylinders. The power point can be located both on the inner side surface of the inner cylinder, and on the outer side surface of the outer cylinder. A coaxial connector is connected to a power point located on the internal or external lateral surface of one of the cylinders, the central conductor of which is elongated into the formed cavity and connected to another cylinder.

Недостатком известной антенны является невозможность одновременной работы антенны в двух частотных диапазонах, например на прием и передачу одновременно.A disadvantage of the known antenna is the inability to simultaneously operate the antenna in two frequency ranges, for example, for receiving and transmitting simultaneously.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в возможности одновременной работы в двух частотных диапазонах.The technical result, to which the claimed invention is directed, consists in the possibility of simultaneous operation in two frequency ranges.

Данный технический результат достигается тем, что в кольцевой щелевой антенне, содержащей коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо, соединяющее цилиндры и установленное со стороны открытого торца внутреннего цилиндра в полости, образованной между внешним и внутренним цилиндрами, первую точку питания, расположенную на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров, к которой подключен первый коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром, новым является то, что дополнительно введены в образованную полость первый и второй проводящие штыри, соединяющие внешний и внутренний цилиндры соответственно, и вторая точка питания, расположенная на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров и радиально смещенная относительно первой точки питания на 90°, при этом точки соединения первого и второго штырей с цилиндрами расположены диаметрально противоположно первой и второй точкам питания соответственно, к последней из которых подключен дополнительно введенный второй коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром.This technical result is achieved in that in a ring slit antenna containing coaxially arranged hollow metal outer and inner cylinders closed at one end, a conductive ring connecting the cylinders and mounted on the open end of the inner cylinder in the cavity formed between the outer and inner cylinders, the first a power point located on the inner or outer side surface of one of the cylinders to which the first coaxial connector, the central conductor, is connected is elongated into the formed cavity and connected to another cylinder, it is new that the first and second conductive pins connecting the outer and inner cylinders, respectively, and the second supply point located on the inner or outer side surface of one of the cylinders are additionally inserted into the formed cavity radially offset from the first supply point by 90 °, while the connection points of the first and second pins with cylinders are diametrically opposed to the first and second supply points, respectively Actually, the latter of which is connected to an additionally introduced second coaxial connector, the central conductor of which is elongated into the formed cavity and connected to another cylinder.

Применение второй точки питания и ее радиального смещения относительно первой точки питания на 90°, а также установка в образованной полости между цилиндрами проводящих штырей, точки соединения с цилиндрами которых расположены диаметрально противоположно первой и второй точкам питания соответственно, позволяет разделить рабочие каналы по поляризации и обеспечить развязку между точками питания порядка 20 дБ, тем самым обеспечивается одновременная работа антенны в двух частотных диапазонах.The use of the second supply point and its radial displacement relative to the first supply point by 90 °, as well as the installation of conductive pins between the cylinders between the cylinders, the connection points with the cylinders of which are diametrically opposed to the first and second supply points, respectively, allows to separate the working channels by polarization isolation between power points is of the order of 20 dB, thereby ensuring simultaneous operation of the antenna in two frequency ranges.

На фиг. 1 представлен вариант конструкции кольцевой щелевой антенны. На фиг. 2 представлен результат измерения коэффициента передачи между входами кольцевой щелевой антенны.In FIG. 1 shows an embodiment of a ring slot antenna design. In FIG. 2 shows the result of measuring the transmission coefficient between the inputs of a ring slot antenna.

Кольцевая щелевая антенна (фиг. 1) содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний 1 и внутренний 2 закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо 3, первую 4 и вторую 5 точки питания, первый 6 и второй 7 коаксиальные соединители, первый 8 и второй 9 проводящие штыри.The annular slot antenna (Fig. 1) contains coaxially arranged hollow metal outer 1 and inner 2 cylinders closed at one end, a conducting ring 3, a first 4 and a second 5 power points, the first 6 and second 7 coaxial connectors, the first 8 and second 9 conductive pins.

Проводящее кольцо 3 соединяет цилиндры 1 и 2 и установлено со стороны открытого торца внутреннего цилиндра 2 в полости, образованной между внешним 1 и внутренним 2 цилиндрами. Образованная полость образует излучающую кольцевую щель.The conductive ring 3 connects the cylinders 1 and 2 and is installed on the open side of the inner cylinder 2 in the cavity formed between the outer 1 and inner 2 cylinders. The formed cavity forms a radiating annular gap.

Первая 4 и вторая 5 точки питания расположены на внутренней боковой поверхности внутреннего цилиндра 2. Вторая точка 5 питания радиально смещена относительно первой точки 4 питания на 90°.The first 4 and second 5 power points are located on the inner side surface of the inner cylinder 2. The second power point 5 is radially offset from the first power point 4 by 90 °.

К первой точке 4 питания подключен первый коаксиальный соединитель 6, центральный проводник 10 которого удлинен в образованную полость и соединен с внешним цилиндром 1. Ко второй точке 5 питания подключен второй коаксиальный соединитель 7, центральный проводник 11 которого удлинен в образованную полость и соединен с внешним цилиндром 1.The first coaxial connector 6 is connected to the first power point 4, the central conductor 10 of which is elongated into the formed cavity and connected to the external cylinder 1. The second coaxial connector 7 is connected to the second power point 4, the second coaxial connector 7, the central conductor 11 of which is extended into the formed cavity and connected to the external cylinder one.

Первый 8 и второй 9 проводящие штыри установлены в образованную полость и соединяют внешний 1 и внутренний 2 цилиндры соответственно.The first 8 and second 9 conductive pins are installed in the formed cavity and connect the outer 1 and 2 inner cylinders, respectively.

Точки соединения первого 8 и второго 9 штырей с цилиндрами 1 и 2 расположены диаметрально противоположно первой 4 и второй 5 точкам питания соответственно.The connection points of the first 8 and second 9 pins with cylinders 1 and 2 are located diametrically opposite the first 4 and second 5 power points, respectively.

К коаксиальным соединителям 6 и 7 подключены коаксиальные кабели питания (на фигуре не показано).Coaxial power cables are connected to coaxial connectors 6 and 7 (not shown in the figure).

Кольцевая щелевая антенна работает следующим образом.Ring slot antenna works as follows.

Сигналы разных частотных диапазонов по коаксиальным кабелям питания подаются на центральные проводники 10 и 11 коаксиальных соединителей 6 и 7 соответственно. Тем самым возбуждают волны Н₁₁ типа в полости между внешним 1 и внутренним 2 цилиндрами и через кольцевую щель излучают в свободное пространство.Signals of different frequency ranges via coaxial power cables are fed to the central conductors 10 and 11 of coaxial connectors 6 and 7, respectively. Thus, type ₁₁ H waves are excited in the cavity between the outer 1 and inner 2 cylinders and radiate into the free space through the annular gap.

Таким образом, использование заявляемой кольцевой щелевой антенны позволяет излучать поля с ортогональными поляризациями в двух частотных диапазонах.Thus, the use of the inventive ring slit antenna allows you to radiate fields with orthogonal polarizations in two frequency ranges.

Результат измерения коэффициента передачи между входами кольцевой щелевой антенны (фиг. 2) показывает, что использование заявляемой кольцевой щелевой антенны позволяет обеспечить развязку между точками питания порядка 20 дБ.The result of measuring the transfer coefficient between the inputs of the ring slot antenna (Fig. 2) shows that the use of the inventive ring slot antenna allows for isolation between the power points of the order of 20 dB.

Claims

An annular slot antenna containing coaxially arranged hollow metal outer and inner cylinders closed at one end, a conductive ring connecting the cylinders and mounted on the open end of the inner cylinder in a cavity formed between the outer and inner cylinders, a first supply point located on the inner or outer the lateral surface of one of the cylinders and to which the first coaxial connector is connected, the central conductor of which is elongated into the formed cavity and connected with another cylinder, characterized in that the first and second conductive pins connecting the outer and inner cylinders, respectively, and the second feed point located on the inner or outer side surface of one of the cylinders and radially offset by 90 °, while the connection points of the first and second pins with cylinders are located diametrically opposite to the first and second power points, respectively, to the last of which is connected a second coaxial connector is inserted, the central conductor of which is elongated into the formed cavity and connected to another cylinder.