RU2671969C1 - Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации - Google Patents
Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671969C1 RU2671969C1 RU2017137243A RU2017137243A RU2671969C1 RU 2671969 C1 RU2671969 C1 RU 2671969C1 RU 2017137243 A RU2017137243 A RU 2017137243A RU 2017137243 A RU2017137243 A RU 2017137243A RU 2671969 C1 RU2671969 C1 RU 2671969C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- vertical polarization
- antenna
- operating range
- nozzle
- Prior art date
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 3
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/02—Waveguide horns
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области антенной техники, в частности к слабонаправленным осесимметричным антеннам вертикальной поляризации, используемым в качестве приемных/передающих антенн на летательных аппаратах. Представленная антенна содержит круглый волновод, обеспечивающий вертикальную поляризацию с помощью оригинальной схемы возбуждения единственной моды Е01; металлический корпус, имеющий 3 ступени с различными значениями диаметров и высот, пропорциональными значениям длин волн рабочего диапазона; металлический стержень, имеющий 2 цилиндрических участка и конический участок, размеры которых являются пропорциональными значениям длин волн рабочего диапазона; а также торцевой диск и металлическую насадку, размеры которых являются пропорциональными значениям длин волн рабочего диапазона. При этом величины диаметров D1, D2, d1, d2 получают как расчетные параметры двухступенчатого чебышевского согласующего трансформатора. Полоса рабочих частот составляет ±20% от центральной частоты рабочего диапазона. Технический результат заключается в обеспечении создания невыступающей волноводной антенны вертикальной поляризации с диаграммой направленности, близкой к диаграмме направленности вертикального вибратора и высокого качества согласования. 7 ил.
Description
Изобретение относится к области антенной техники, в частности к слабонаправленным осесимметричным антеннам вертикальной поляризации, и может быть использовано в качестве приемной/передающей антенны на летательных аппаратах.
Известными слабонаправленными осесимметричными антеннами вертикальной поляризации являются вертикальные вибраторы, устанавливаемые над проводящей поверхностью [1], [2]. Известные антенны формируют осесимметричные диаграммы направленности (ДН) в широкой полосе частот. Недостатком известных выступающих над проводящей поверхностью антенн является невозможность их использования на скоростных летательных аппаратах.
Известна волноводная антенна [3], наиболее близкая по своей технической сущности к патентуемому изобретению и выбранная в качестве прототипа. Известная волноводная антенна содержит круглый волновод, металлический экран и формирует осевую ДН с эллиптической поляризацией поля. К недостаткам известной волноводной антенны относится то, что она не формирует осесимметричную ДН с вертикальной поляризацией электромагнитного поля.
Технический результат, который достигается патентуемым изобретением - обеспечивается создание широкополосных невыступающих волноводных антенн вертикальной поляризации с ДН близкой к ДН вертикального вибратора и высоким качеством согласования.
Сущность патентуемого изобретения поясняется описанием, чертежами и рисунками, на которых представлены:
Фиг. 1. Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации.
Фиг. 2. Корпус.
Фиг. 3. Стержень.
Фиг. 4. Насадка.
Фиг. 5. Диаграмма направленности невыступающей волноводной антенны вертикальной поляризации.
Фиг. 6. Диаграмма направленности вертикального четвертьволнового вибратора.
Фиг. 7. КСВ невыступающей волноводной антенны вертикальной поляризации в рабочем диапазоне частот.
Как видно из фиг. 1 в состав невыступающей волноводной антенны вертикальной поляризации входят металлические корпус 1, стержень 2, насадка 3.
Патентуемая антенна предназначена для подключения к коаксиальному кабелю.
Корпус 1 (см. фиг. 2) имеет три ступени - первую ступень с внутренним диаметром D1 и высотой Н1 вторую ступень с внутренним диаметром D2 и высотой Н2 и третью ступень с внутренним диаметром D3, внешним диаметром D4 и высотой Н3.
Стержень 2 (см. фиг. 3) содержит цилиндрический участок с диаметром d2 и длиной h2 цилиндрический участок с диаметром d2 и длиной h2, конический участок с диаметром малого основания конуса d2, диаметром большого основания конуса d3 и длиной h3 и торцевой диск диаметром d4 и толщиной h4.
Насадка 3 (см. фиг. 4) имеет цилиндрическую часть с внутренним диаметром D6, и глубиной Н4 и дно с отверстием диаметра D5.
Вертикальную поляризацию в излучаемом антенной электромагнитном поле обеспечивают возбуждением в третьей ступени корпуса 1 единственного типа волны - волны типа Е01.
Величину диаметра D3 выбирают из условия 0,77λмакс<D3<0,97λмин, где λмакс - максимальная длина волны рабочего диапазона, λмин - минимальная длина волны рабочего диапазона. Выполнение этого условия дает возможность существовать в третьей ступени корпуса 1 волнам типа E01.
В качестве возбудителя волны E01 используют конический участок стержня 2, с диаметром малого основания конуса d2, диаметром большого основания конуса d3 и длиной h3 и торцевой диск стержня 2 диаметром d4 и толщиной h4 (см. фиг. 1, фиг. 3).
Согласование патентуемой антенны обеспечивают (см. фиг. 1) с помощью насадки 3 и коаксиального узла, который состоит из первой ступени корпуса 1 и цилиндрического участка стержня 2 с диаметром d1 и длиной h1 и второй ступени корпуса 1 и цилиндрического участка стержня 2 с диаметром d2 и длиной h2. Коаксиальный узел выполняет функцию двухступенчатого чебышевского согласующего трансформатора. Насадку 3 используют для дополнительного повышения качества согласования.
Стержень 2 располагают соосно с корпусом 1 (см. фиг. 1).
Размеры высоты Н1 высоты Н2, глубины Н4, длины h1, длины h2, длины h3, диаметра d3 выбирают равными 0,25λср, где - средняя длина волны рабочего диапазона.
Диаметр торцевого диска d4 выбирают равным d4=0,7λcp, а толщину h4 выбирают равной h4=(1÷3)мм.
Высоту Н3 выбирают из условия Н3≥0,75λср.
На третьей ступени корпуса 1 (см. фиг.1) устанавливают насадку 3 так, чтобы расстояние Н5 от плоскости торца цилиндрической части насадки 3 до плоскости торца корпуса 1 составляло величину Н5=0,125λср, обеспечивая электрический контакт отверстия в дне насадки 3 с внешней поверхностью третьей ступени корпуса 1. Величину диаметра D4 выбирают из конструктивных соображений.
Величины D1, D2, d1, d2 получают как расчетные параметры двухступенчатого чебышевского согласующего трансформатора, при которых обеспечивается согласование коаксиального кабеля с круглым волноводом. Функцию двухступенчатого чебышевского согласующего трансформатора выполняет коаксиальный узел, функцию круглого волновода выполняет третья ступень корпуса 1.
С использованием патентуемого изобретения была разработана невыступающая волноводная антенна с входным сопротивлением 50 Ом для рабочего диапазона частот 2000-3000 МГц. Экспериментально установлено, что указанная антенна создает электромагнитное поле вертикальной поляризации, ее ДН (см. фиг. 5) аналогична ДН вертикального вибратора (см. фиг. 6), а КСВ не превышает величины 1,8 в полосе ±20% от центральной частоты рабочего диапазона (см. фиг. 7).
Таким образом, показано, что благодаря предложенной совокупности признаков, патентуемое изобретение обеспечивает заявленный технический результат - позволяет создавать широкополосные невыступающие волноводные антенны вертикальной поляризации с ДН близкой к ДН вертикального вибратора и высоким качеством согласования.
Литература.
1. Г.З. Айзенберг, С.П. Белоусов и др. Коротковолновые антенны. - М.; Радио и связь, 1985: раздел 11.5, с. 212-223
2. Волноводная антенна, Патент РФ №2565352, 22.07.2014 г.
Claims (1)
- Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации, содержащая круглый волновод, отличающаяся тем, что в ее состав включают металлический корпус, имеющий первую ступень с внутренним диаметром D1 и высотой H1=0,25λcp, где λср - средняя длина волны рабочего диапазона, вторую ступень с внутренним диаметром D2 и высотой Н2=0,25λср и третью ступень с внутренним диаметром D3, величину которого выбирают из условия 0,77λмакс<D3<0,97λмин, где λмакс - максимальная длина волны рабочего диапазона, λмин - минимальная длина волны рабочего диапазона, и высотой Н3, величину которой выбирают из условия Н3≥0,75λср, металлический стержень, состоящий из цилиндрического участка с диаметром d1 и длиной h1=0,25λcp, цилиндрического участка с диаметром d2 и длиной h2=0,25λcp, конического участка с диаметром малого основания конуса, равным d2, с диаметром большого основания конуса d3=0,25λcp и длиной h3=0,25λср, торцевого диска диаметром d4=0,7λcp и толщиной h4=(1÷3)мм, металлическую насадку с цилиндрической частью внутренним диаметром D6, величину которого выбирают из условия D6-D4=(5÷15)мм, и глубиной Н4=0,25λср, отверстием в дне с диаметром D5=D4, величины диаметров D1, D2, d1, d2 получают как расчетные параметры двухступенчатого чебышевского согласующего трансформатора, при которых обеспечивается согласование антенны, стержень располагают соосно с корпусом, на третьей ступени корпуса устанавливают насадку так, чтобы расстояние Н5 от плоскости торца цилиндрической части насадки до плоскости торца корпуса составляло величину Н5=0,125λср и чтобы был обеспечен электрический контакт дна насадки с внешней поверхностью третьей ступени корпуса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137243A RU2671969C1 (ru) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137243A RU2671969C1 (ru) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2671969C1 true RU2671969C1 (ru) | 2018-11-08 |
Family
ID=64103169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137243A RU2671969C1 (ru) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2671969C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1709443A1 (ru) * | 1990-01-11 | 1992-01-30 | Севастопольский Приборостроительный Институт | Щелева кольцева антенна |
RU2360338C1 (ru) * | 2008-06-17 | 2009-06-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Широкополосная трехдиапазонная рупорно-микрополосковая антенна |
RU2387060C1 (ru) * | 2009-01-11 | 2010-04-20 | ОАО "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Логопериодическая антенна |
US8077103B1 (en) * | 2007-07-07 | 2011-12-13 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Cup waveguide antenna with integrated polarizer and OMT |
RU2565352C1 (ru) * | 2014-07-22 | 2015-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Волноводная антенна |
-
2017
- 2017-10-24 RU RU2017137243A patent/RU2671969C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1709443A1 (ru) * | 1990-01-11 | 1992-01-30 | Севастопольский Приборостроительный Институт | Щелева кольцева антенна |
US8077103B1 (en) * | 2007-07-07 | 2011-12-13 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Cup waveguide antenna with integrated polarizer and OMT |
RU2360338C1 (ru) * | 2008-06-17 | 2009-06-27 | Министерство обороны Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного | Широкополосная трехдиапазонная рупорно-микрополосковая антенна |
RU2387060C1 (ru) * | 2009-01-11 | 2010-04-20 | ОАО "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Логопериодическая антенна |
RU2565352C1 (ru) * | 2014-07-22 | 2015-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Волноводная антенна |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9917356B2 (en) | Band-notched spiral antenna | |
CA2764005A1 (en) | A compact ultra wide band antenna for transmission and reception of radio waves | |
JP6258045B2 (ja) | アンテナ | |
TWI566474B (zh) | 多頻天線 | |
US9431715B1 (en) | Compact wide band, flared horn antenna with launchers for generating circular polarized sum and difference patterns | |
KR101974546B1 (ko) | 필터 내장형 캐비티 백 안테나 | |
RU2671969C1 (ru) | Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации | |
CN104241862A (zh) | 一种基于超表面的宽带低副瓣天线 | |
KR101720455B1 (ko) | 근접 센서용 야기 안테나 | |
Kuroptev et al. | Modified 0.6–50 ghz ultra-wideband double-ridged horn antenna design for parameters improvement | |
US2908001A (en) | Wave energy radiator | |
JP4178265B2 (ja) | 導波管ホーンアンテナ、アンテナ装置、および、レーダ装置 | |
Pour et al. | A Novel Impedance Matched Mode Generator for Excitation of the TE $ _ {21} $ Mode in Compact Dual-Mode Circular Waveguide Feeds | |
US10847883B2 (en) | Enhanced printed circuit board monopole antenna | |
RU2335834C1 (ru) | Сверхширокополосная приемо-передающая антенна | |
RU2589774C2 (ru) | Кольцевая щелевая антенна | |
KR101974548B1 (ko) | 필터 내장형 캐비티 백 안테나 | |
RU2654903C1 (ru) | Кольцевая щелевая антенна | |
RU2680110C1 (ru) | Антенна эллиптической поляризации | |
US7586455B2 (en) | Method and apparatus for antenna systems | |
Soodmand et al. | Small antenna with stable impedance and circular polarization | |
RU2634801C1 (ru) | Сверхширокополосная двухпортовая антенна | |
RU2210844C2 (ru) | Спиральная антенна | |
RU2696661C1 (ru) | Диэлектрический стержневой излучатель | |
RU2601215C1 (ru) | Многочастотная микрополосковая антенна |