RU2680733C1

RU2680733C1 - Antenna radiator

Info

Publication number: RU2680733C1
Application number: RU2018113036A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Юрьевич Платонов; Виктор Владимирович Шаломеев; Игорь Викторович Данюков; Ирина Алексеевна Балина; Сергей Сергеевич Бушкин
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2019-02-26

Abstract

FIELD: antenna equipment.SUBSTANCE: proposed invention relates to antenna equipment and can be used for creating onboard antennas used in communication systems. Antenna radiator contains base (1) with window (2), first comb (3), second comb (4), first waveguide (5), second waveguide (6), angle (7), two plates (8), (9), flange (10). Along the longitudinal sides of window (2) of base (1) are fixed plates (8) and (9). Between plates (8) and (9), first and second combs (3), (4) are fixed along the edges of window (2) of base (1), and corner (7) is centered in center of window (2), forming two oppositely directed waveguides (5) and (6). Corner (7) is made as follows: its lower part is made in the form of a parallelepiped, and the upper part is made in the form of a prism. Corner (7) is installed in the hole of flange (10).EFFECT: reducing the mass and dimensions of the radiator due to the combination in one design of two radiators with a slowing down system while maintaining the symmetry of the generated radiation patterns.6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для создания бортовых антенн, применяемых в системах связи.The invention relates to antenna technology and can be used to create on-board antennas used in communication systems.

Известна радиочастотная антенная система, описанная в «Conformal lens-reflector antenna system» [US 8773319 опубликовано 08.07.2014 МПК H01Q 19/10], включающая высокочастотную линзу, содержащую выступающую вверх часть и корпус, проходящий в боковом направлении от указанной выступающей части; и радиочастотный отражатель, расположенный в углублении в указанной выступающей части указанной линзы, причем указанный радиочастотный отражатель имеет такую форму, чтобы отражать радиочастотный сигнал между упомянутым корпусом упомянутой линзы и радиочастотным облучающим трактом к указанной приподнятой части указанной линзы, причем указанный канал радиочастотного облучателя обычно параллелен оси, проходящей через углубление в указанной выступающей части указанной линзы.Known radio frequency antenna system described in the "Conformal lens-reflector antenna system" [US 8773319 published 08.07.2014 IPC H01Q 19/10], including a high-frequency lens containing a protruding upward part and a housing extending laterally from the specified protruding part; and a radio frequency reflector located in a recess in said protruding part of said lens, said radio frequency reflector having such a shape as to reflect the radio frequency signal between said body of said lens and the radio frequency irradiation path to said raised part of said lens, said channel of the radio frequency irradiator being usually parallel to the axis passing through a recess in said protruding portion of said lens.

Недостатком указанного решения являются большие масса и габариты при объединении двух антенн для формирования противоположно направленных диаграмм направленности.The disadvantage of this solution is the large mass and dimensions when combining two antennas to form oppositely directed radiation patterns.

Известна «Рупорная антенна» [RU 2302062, опубликовано 10.11.2006, МПК H01Q 13/02], содержащая рупор с решетчатыми боковыми стенками, узел возбуждения в виде Н-волновода и два экспоненциальных Н-образных выступа, выполненных с увеличивающейся к раскрыву рупора шириной S до размера S=10t, где t - ширина выступа в Н-волноводе, отличающаяся тем, что решетчатые боковые стенки выполнены в виде стержней диаметром D=0,1-0,11λмакс, где λмакс - максимальная длина волны рабочего диапазона, расстояние d между которыми изменяется от первого стержня, расположенного в раскрыве рупора, по закону геометрической прогрессии со знаменателем τ=0,7÷0,73, а длина стержней 1 изменяется по тому же закону со знаменателем g=0,895÷0,905, т.е. dn+1=dnτ и ln+1=lng, где n - порядковый номер стержня, при этом верхняя и нижняя поверхности рупора имеют изломы в точках крепления стержней.The well-known “Horn antenna” [RU 2302062, published 10.11.2006, IPC H01Q 13/02], containing a horn with lattice side walls, an excitation node in the form of an H-waveguide and two exponential H-shaped protrusions made with a width increasing to the opening of the horn S to size S = 10t, where t is the width of the protrusion in the H-waveguide, characterized in that the lattice side walls are made in the form of rods with a diameter of D = 0.1-0.111max, where λmax is the maximum wavelength of the operating range, distance d between which varies from the first rod located in the aperture stop, according to the law of geometric progression with τ = 0,7 ÷ 0,73, and the length of the rods 1 is changed by the same law with denominator g = 0,895 ÷ 0,905, i.e. dn + 1 = dnτ and ln + 1 = lng, where n is the serial number of the rod, while the upper and lower surfaces of the horn have kinks at the points of attachment of the rods.

Наиболее близким по технической сущности является построение импедансной антенны, описанное в [«Антенны и устройства СВЧ», Сазонов Д.М. - М.: Высшая школа, 1988, стр. 307-308, рис. 11.25]. Антенна состоит из небольшого рупора и ребристой структуры, установленной в продолжение одной из стенок рупора.The closest in technical essence is the construction of the impedance antenna, described in ["Antennas and microwave devices", Sazonov DM - M.: Higher School, 1988, pp. 307-308, Fig. 11.25]. The antenna consists of a small horn and a ribbed structure installed in the continuation of one of the walls of the horn.

Недостатком указанных технических решений является высокие массогабаритные параметры при объединении двух антенн для формирования противоположно направленных диаграмм направленности и необходимость смещения диаграммы направленности одной из антенн для обеспечения их симметричности.The disadvantage of these technical solutions is the high weight and size parameters when combining two antennas to form oppositely directed radiation patterns and the need to shift the radiation pattern of one of the antennas to ensure their symmetry.

Технической проблемой решаемой предлагаемым изобретением является создание компактного и легкого антенного излучателя с замедляющей системой, формирующего две симметричные диаграммы направленности.The technical problem solved by the present invention is the creation of a compact and light antenna emitter with a delay system, forming two symmetrical radiation patterns.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение массы и габаритов излучателя за счет объединения в одном конструктиве двух излучателей с замедляющей системой с сохранением симметричности формируемых диаграмм направленности.The technical result of the invention is to reduce the mass and dimensions of the emitter due to the combination of two emitters in one design with a slowing system while maintaining the symmetry of the generated radiation patterns.

Сущность предлагаемого антенного излучателя заключается в том, что он содержит первую направляющую структуру, первый волновод.The essence of the proposed antenna emitter is that it contains a first guide structure, the first waveguide.

Новым в предлагаемом техническом решении является то, что дополнительно введены основание с окном, вторая направляющая структура, две пластины, уголок, фланец. Вдоль продольных сторон окна основания закреплены пластины, между которыми по краям окна установлены направляющие структуры, а по центру окна уголок, образуя стенки двух противоположно направленных волноводов, причем нижняя часть уголка имеет форму параллелепипеда и жестко установлена в отверстие фланца, а верхняя часть уголка выполнена в виде призмы. Основание выполнено из металлического листа. Первая и вторая направляющие структуры выполнены в виде гребенок. По краю основания расположены бобышки. Основание, первая и вторая направляющие структуры, пластины, уголок и фланец выполнены из сплава АМц. Основание первая и вторая направляющие структуры, пластины, уголок и фланец объединены в единую конструкцию пайкой.New in the proposed technical solution is that an additional base with a window, a second guide structure, two plates, a corner, a flange are introduced. Plates are fixed along the longitudinal sides of the base window, between which guide structures are installed at the edges of the window, and a corner in the center of the window, forming the walls of two oppositely directed waveguides, the lower part of the corner being parallelepiped and rigidly installed in the hole of the flange, and the upper part of the corner made in form of a prism. The base is made of metal sheet. The first and second guide structures are made in the form of combs. On the edge of the base are bosses. The base, the first and second guide structures, plates, corner and flange are made of alloy AMts. The base is the first and second guide structures, plates, corner and flange are combined into a single structure by soldering.

На Фиг. 1 изображен антенный излучатель в изометрической проекции с вырывом в основании.In FIG. 1 is an isometric view of an antenna emitter with a tear in the base.

На Фиг. 2 изображен вид спереди с разрезом антенного излучателя.In FIG. 2 is a sectional front view of an antenna emitter.

На Фиг. 3 изображен уголок в изометрической проекции.In FIG. 3 shows a corner in isometric view.

На Фиг. 4 изображен антенный излучатель в изометрической проекции со стороны фланца.In FIG. 4 shows an antenna emitter in isometric view from the flange side.

Антенный излучатель содержит основание (1), выполненное из металлического листа, с окном (2), первую гребенку (3), вторую гребенку (4), первый волновод (5), второй волновод (6), уголок (7), две пластины (8), (9), фланец (10), бобышки (11).The antenna emitter contains a base (1) made of a metal sheet with a window (2), a first comb (3), a second comb (4), a first waveguide (5), a second waveguide (6), a corner (7), two plates (8), (9), flange (10), bosses (11).

Антенный излучатель выполнен следующим образом. Вдоль продольных сторон окна (2) основания (1) закреплены пластины (8) и (9).Antenna emitter is made as follows. Along the longitudinal sides of the window (2) of the base (1), plates (8) and (9) are fixed.

Между пластинами (8) и (9) по краям окна (2) основания (1) закреплены первая и вторая гребенки (3), (4), а по центру окна (2) уголок (7), образуя два противоположно направленных волновода (5) и (6). Первый и второй волноводы (5) и (6) образованы следующим образом: первая и вторая пластины (8) и (9) формируют узкие стенки волноводов (5) и (6). Широкие стенки волновода (5) сформированы стенками гребенки (3) и уголка (7), а широкие стенки волновода (6) сформированы стенками гребенки (4) и уголка (7). Выходы волноводов (5) и (6) расположены параллельно гребенкам (3) и (4). Уголок (7) (Фиг. 3) выполнен следующим образом: нижняя его часть выполнена в виде параллелепипеда, а верхняя часть выполнена в виде призмы. За счет призмы уголка (7) осуществляется поворот волноводов (5) и (6). Угол наклона верхней части уголка (7) составляет 45 градусов. Уголок (7) установлен в отверстие фланца (10). По краю основания (1) расположены бобышки (11).Between the plates (8) and (9) along the edges of the window (2) of the base (1), the first and second combs (3), (4) are fixed, and in the center of the window (2) corner (7), forming two oppositely directed waveguides ( 5) and (6). The first and second waveguides (5) and (6) are formed as follows: the first and second plates (8) and (9) form the narrow walls of the waveguides (5) and (6). The wide walls of the waveguide (5) are formed by the walls of the comb (3) and the corner (7), and the wide walls of the waveguide (6) are formed by the walls of the comb (4) and the corner (7). The outputs of the waveguides (5) and (6) are parallel to the combs (3) and (4). The corner (7) (Fig. 3) is made as follows: its lower part is made in the form of a parallelepiped, and the upper part is made in the form of a prism. Due to the prism of the angle (7), the waveguides (5) and (6) are rotated. The angle of inclination of the upper part of the corner (7) is 45 degrees. The corner (7) is installed in the hole of the flange (10). Lugs (11) are located along the edge of the base (1).

Детали антенного излучателя: основание (1), гребенки (3), (4), уголок (7), пластины (8), (9), фланец (10) и бобышки (11) выполнены из сплава АМц, обеспечивающего дополнительную легкость конструкции и возможность сопряжения деталей пайкой в расплаве солей.Details of the antenna emitter: base (1), combs (3), (4), corner (7), plates (8), (9), flange (10) and bosses (11) are made of alloy AMTS, providing additional ease of construction and the possibility of interfacing parts by soldering in a molten salt.

Антенный излучатель стыкуется фланцем (10) к фланцу питающей системы, например, к двум питающим волноводам, и крепится к корпусу объекта с помощью бобышек (11) расположенных по краю основания (1). Электромагнитная энергия, передаваемая в волноводы (5), (6), излучается в пространство за счет гребенок (3), (4), которые осуществляют замедление электромагнитной волны.The antenna radiator is joined by a flange (10) to the flange of the supply system, for example, to two supply waveguides, and is attached to the object body using bosses (11) located along the edge of the base (1). The electromagnetic energy transmitted to the waveguides (5), (6) is radiated into space due to combs (3), (4), which carry out the deceleration of the electromagnetic wave.

Использование данной конструкции, объединяющей в одном конструктиве два излучателя с замедляющей системой и формирующей два волновода одним уголком, двумя гребенками и двумя пластинами позволяет снизить массогабаритные параметры антенного излучателя с замедляющей системой, а также достичь симметричности двух формируемых диаграмм направленности.The use of this design, combining two emitters with a retardation system in one construct and forming two waveguides with one corner, two combs and two plates, allows to reduce the weight and size parameters of the antenna emitter with a retardation system, as well as to achieve the symmetry of the two formed radiation patterns.

Claims

1. An antenna radiator comprising a first guide structure, a first waveguide, characterized in that an additional base with a window, a second guide structure, two plates, a corner, a flange are introduced, and plates are fixed along the longitudinal sides of the base window, between which the first is installed along the edges of the window and the second guide structure, and in the center of the window a corner, forming the walls of two oppositely directed waveguides, the lower part of the corner having the shape of a parallelepiped and rigidly installed in the hole of the flange, and the top the nny part of the corner is made in the form of a prism.

2. The antenna emitter according to claim 1, characterized in that the base is made of a metal sheet.

3. The antenna emitter according to claim 1, characterized in that the first and second guide structures are made in the form of combs.

4. The antenna emitter according to claim 1, characterized in that the bosses are located on the edge of the base.

5. The antenna emitter according to claim 1, characterized in that the base, the first and second guide structures, plates, corner and flange are made of alloy AMts.

6. The antenna emitter according to claim 1, characterized in that the base of the first and second guide structures, plates, corner and flange are combined into a single structure by soldering.