RU2716853C1 - Biconical antenna with polariser - Google Patents

Biconical antenna with polariser Download PDF

Info

Publication number
RU2716853C1
RU2716853C1 RU2019129140A RU2019129140A RU2716853C1 RU 2716853 C1 RU2716853 C1 RU 2716853C1 RU 2019129140 A RU2019129140 A RU 2019129140A RU 2019129140 A RU2019129140 A RU 2019129140A RU 2716853 C1 RU2716853 C1 RU 2716853C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polarizer
antenna
biconical
horn
polariser
Prior art date
Application number
RU2019129140A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Олегович Бут
Кирилл Анатольевич Кораблев
Николай Викторович Самбуров
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун"
Priority to RU2019129140A priority Critical patent/RU2716853C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716853C1 publication Critical patent/RU2716853C1/en

Links

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
    • H01Q13/04—Biconical horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: antenna equipment.
SUBSTANCE: invention relates to antenna engineering, particularly to biconical antenna devices, having a polariser, and can be used, for example, in radar, radio communication and other radio engineering systems.
EFFECT: simplified design, besides, technical solution described in the invention extends the range of known means.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике, в частности к биконическим антенным устройствам, содержащим поляризатор, и может быть использовано, например, в радиолокационных, радиосвязных и других радиотехнических системах. Технический результат использования изобретения заключается в упрощении конструкции. Кроме того, описываемое в изобретении техническое решение расширяет арсенал известных средств.The invention relates to antenna technology, in particular to biconical antenna devices containing a polarizer, and can be used, for example, in radar, radio communications and other radio systems. The technical result of using the invention is to simplify the design. In addition, the technical solution described in the invention extends the arsenal of known means.

Известна биконическая рупорная антенна [1] у которой в непосредственной близости от раскрыва биконического рупора помещен поляризатор, представляющий собой соосную с запиткой биконического рупора многослойную проволочную структуру. Однако в [1] не указывается способ практической реализации конструкции поляризатора, который с целью обеспечения конструктивной жесткости проволочных слоев, должен содержать ряд дополнительных элементов. Также не указан способ крепления поляризатора к антенне. Known biconical horn antenna [1] in which in the immediate vicinity of the aperture of the biconical horn a polarizer is placed, which is a multilayer wire structure coaxial with washing of the biconical horn. However, [1] does not indicate a method for practical implementation of the design of the polarizer, which, in order to ensure the structural rigidity of the wire layers, should contain a number of additional elements. Also, the method of attaching the polarizer to the antenna is not indicated.

Известен биконический излучатель [2] представляющий биконус с помещенным в его раскрыв поляризационным фильтром (поляризатором). Поляризатор представляет собой соосную с запиткой биконуса симметричную конструкцию трапециевидных металлических пластин. Known biconical emitter [2] representing a bicone with a polarizing filter (polarizer) placed in its opening. The polarizer is a symmetric design of trapezoidal metal plates coaxial with biconus washing.

Однако в [2] не указывается способ практической реализации конструкции поляризатора, который с целью обеспечения конструктивной жесткости металлических пластин поляризатора, должен содержать ряд дополнительных элементов. Также из описания патента и поясняющего рисунка к [2] следует, что поляризатор помещается непосредственно в раскрыв излучателя. Следовательно, можно предположить, что в качестве несущей конструкции для крепления поляризатора выступают конические плечи излучателя. Однако, непосредственно способ крепления поляризатора в [2] не указывается.However, [2] does not indicate a method for practical implementation of the design of the polarizer, which, in order to ensure the structural rigidity of the metal plates of the polarizer, must contain a number of additional elements. It also follows from the description of the patent and the explanatory drawing to [2] that the polarizer is placed directly in the opening of the emitter. Therefore, it can be assumed that the conical arms of the radiator act as a supporting structure for mounting the polarizer. However, the method of attaching the polarizer directly is not indicated in [2].

Известна широкополосная всенаправленная антенна с изменяемой поляризацией [3], содержащая дискоконусную антенну, закрепленную на основании и поляризатор на основе концентрически расположенных проволочных структур, разделенных слоями диэлектрика. Снаружи поляризатор и вся антенна укрыты обтекателем, который крепится к основанию антенны. Таким образом описанная конструкция содержит элементы необходимые для обеспечения жесткости конструкции поляризатора (слои диэлектрика), а также элемент крепления поляризатора к антенне через основание, в качестве которого (элемента крепления) выступает обтекатель.Known broadband omnidirectional antenna with variable polarization [3], containing a discus antenna mounted on the base and a polarizer based on concentrically arranged wire structures separated by layers of dielectric. Outside, the polarizer and the entire antenna are covered with a fairing, which is attached to the base of the antenna. Thus, the described construction contains the elements necessary to ensure the rigidity of the polarizer design (dielectric layers), as well as the element for attaching the polarizer to the antenna through the base, which is the fairing (fastening element).

Однако данное техническое решение относится к другому типу антенн, имеет сложную конструкцию, т.к. содержит диэлектрические элементы сложной формы – основание, обтекатель, а также радиопоглащающие экраны. However, this technical solution relates to another type of antenna, has a complex structure, because contains dielectric elements of complex shape - base, fairing, as well as radar absorbing screens.

Данное изобретение было выбрано в качестве прототипа.This invention has been selected as a prototype.

Цель изобретения – упрощение конструкции и снижение трудоемкости изготовления биконических антенн, содержащих многослойный поляризатор, при сохранении жесткости конструкции и улучшении электрических характеристик. The purpose of the invention is to simplify the design and reduce the complexity of manufacturing biconical antennas containing a multilayer polarizer, while maintaining structural rigidity and improving electrical characteristics.

Достижение поставленной цели осуществляется за счет использования в поляризаторе фольгированных диэлектрических материалов, установочного кольца, а также исключения из состава конструкции основания, обтекателя и радиопоглощающих экранов. При этом жесткость поляризатора обеспечивается замкнутой цилиндрической многослойной конструкцией колец из фольгированного материала, разделённых слоями диэлектрика с низким значением величины диэлектрической проницаемости. За счет исключения из конструкции обтекателя обеспечивается снижение потерь энергии электромагнитной волны и увеличение коэффициента усиления антенны, а также становится возможным исключить радиопоглощающие экраны, предназначенные (как указывается в описании к [3]) для поглощения отраженной от обтекателя энергии. Achieving this goal is achieved through the use of foil-coated dielectric materials in the polarizer, an alignment ring, as well as exclusion from the structure of the base, fairing and radar absorbing screens. In this case, the rigidity of the polarizer is ensured by a closed cylindrical multilayer design of rings of foil material separated by dielectric layers with a low value of dielectric constant. By eliminating the radome from the design of the fairing, it is possible to reduce the energy loss of the electromagnetic wave and increase the antenna gain, and it also becomes possible to exclude radio-absorbing screens designed (as indicated in the description of [3]) to absorb the energy reflected from the fairing.

Поляризатор биконической антенны выполняется в виде цилиндрических колец из фольгированного диэлектрического материала, на котором выполняется рисунок, например, соответствующий проволочной структуре прототипа. Поляризатор крепится к верхнему и нижнему плечам биконического рупора с помощью установочных колец из диэлектрического материала, не затеняющих апертуру антенны.The polarizer of the biconical antenna is made in the form of cylindrical rings of foil-coated dielectric material, on which a pattern is made, for example, corresponding to the wire structure of the prototype. The polarizer is attached to the upper and lower shoulders of the biconical horn with mounting rings of dielectric material that do not obscure the antenna aperture.

Таким образом отличие от прототипа обеспечивается использованием фольгированных материалов вместо проволочных структур, а также исключением обтекателя, основания и радиопоглощающих экранов.Thus, the difference from the prototype is provided by the use of foil materials instead of wire structures, as well as the exception of the fairing, base and radar absorbing screens.

На чертеже представлен общий вид биконической антенны, разрез. Она состоит из биконического рупорного излучателя 1, многослойного поляризатора 2 и установочных колец 3. Размеры биконического рупора выбираются с целью формирования необходимой диаграммы направленности в рабочем диапазоне частот. Поляризатор 2 представляет собой многослойную цилиндрическую конструкцию с соосными цилиндрическими слоями, выполненными из фольгированного диэлектрического материала, с нанесенным травлением рисунком в виде параллельных проводников. Ширина, шаг и наклон проводников, а также количество слоев выбирается с целью обеспечения рабочего диапазона частот и рабочей поляризации антенны. Установочные кольца 3 крепятся к внешней поверхности раскрыва биконического рупора 1 и предназначены для удержания и центровки поляризатора 2 относительно биконического рупора 1. С целью снижения влияния на формируемое излучателем электромагнитное поле, кольца 3 имеют форму и размер исключающий затенение раскрыва биконического рупора 1, а также могут быть выполнены из диэлектрического материала. The drawing shows a General view of a biconical antenna, a section. It consists of a biconical horn emitter 1, a multilayer polarizer 2 and mounting rings 3. The sizes of the biconical horn are selected in order to form the necessary radiation pattern in the operating frequency range. Polarizer 2 is a multilayer cylindrical structure with coaxial cylindrical layers made of foil-coated dielectric material, etched with a pattern in the form of parallel conductors. The width, pitch and slope of the conductors, as well as the number of layers, are selected in order to ensure the working frequency range and working polarization of the antenna. The mounting rings 3 are attached to the outer surface of the aperture of the biconical horn 1 and are designed to hold and center the polarizer 2 relative to the biconical horn 1. In order to reduce the effect on the electromagnetic field generated by the emitter, the rings 3 have a shape and size that prevents shading of the aperture of the biconical horn 1, and can also be made of dielectric material.

Литература:Literature:

1. Patent US №8487824. Zero degree grid antenna / M. J. Josypenko. 2013.1. Patent US No. 8487824. Zero degree grid antenna / M. J. Josypenko. 2013.

2. Патент РФ №2559770. Биконический излучатель / Немыченков В.С., Самбуров Н.В., Кузнецова Д.А. Опубл. 10.08.2015. Бюл. №22.2. RF patent №2559770. Biconical emitter / Nemychenkov V.S., Samburov N.V., Kuznetsova D.A. Publ. 08/10/2015. Bull. Number 22.

3. Патент РФ №2371820. Широкополосная всенаправленная антенна с изменяемой поляризацией / Лизуро В.И., Бобков Н.И., Колесникова О.Н. Опубл. 27.10.2009. Бюл. №30.3. RF patent No. 2371820. Broadband omnidirectional antenna with variable polarization / Lizuro V.I., Bobkov N.I., Kolesnikova O.N. Publ. 10/27/2009. Bull. No. 30.

Claims (2)

1. Биконическая антенна с поляризатором, в раскрыв рупорного биконического излучателя которой помещен поляризатор, отличающаяся тем, что с целью упрощения конструкции, улучшения технологичности и снижения трудоемкости изготовления он выполнен на соосных цилиндрических кольцах из тонколистового фольгированного диэлектрика с выполненным на нем токопроводящим рисунком, а сам поляризатор крепится к плечам биконического рупора с помощью установочных колец из диэлектрического материала, не затеняющих апертуру антенны.1. A biconical antenna with a polarizer, in the opening of the horn biconical emitter of which a polarizer is placed, characterized in that in order to simplify the design, improve manufacturability and reduce the complexity of manufacturing, it is made on coaxial cylindrical rings of a thin-sheet foil dielectric with a conductive pattern made on it, and the polarizer is attached to the shoulders of the biconical horn with mounting rings of dielectric material that do not obscure the antenna aperture. 2. Биконическая антенна с поляризатором по п. 1, отличающаяся тем, что с целью улучшения электрических параметров установочные кольца выполнены из диэлектрического материала.2. A biconical antenna with a polarizer according to claim 1, characterized in that in order to improve the electrical parameters, the mounting rings are made of dielectric material.
RU2019129140A 2019-09-16 2019-09-16 Biconical antenna with polariser RU2716853C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129140A RU2716853C1 (en) 2019-09-16 2019-09-16 Biconical antenna with polariser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129140A RU2716853C1 (en) 2019-09-16 2019-09-16 Biconical antenna with polariser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2716853C1 true RU2716853C1 (en) 2020-03-17

Family

ID=69898628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129140A RU2716853C1 (en) 2019-09-16 2019-09-16 Biconical antenna with polariser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2716853C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04230106A (en) * 1990-05-07 1992-08-19 Hughes Aircraft Co Biconical antenna of hemispherical beam
CN2523034Y (en) * 2002-01-17 2002-11-27 中山市通宇通讯设备有限公司 Directive antenna
RU2245595C1 (en) * 2003-07-30 2005-01-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" им. акад. А.А. Расплетина" Feedthrough antenna system (alternatives)
JP4230106B2 (en) * 1997-09-26 2009-02-25 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） Selection of multiple Internet service providers by GPRS subscribers
US7525501B2 (en) * 2006-02-10 2009-04-28 Ems Technologies, Inc. Bicone pattern shaping device
RU2371820C2 (en) * 2007-09-17 2009-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Wideband omnidirectional antenna with varied polarisation
US8487824B1 (en) * 2010-09-13 2013-07-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Zero degree grid antenna

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04230106A (en) * 1990-05-07 1992-08-19 Hughes Aircraft Co Biconical antenna of hemispherical beam
JP4230106B2 (en) * 1997-09-26 2009-02-25 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） Selection of multiple Internet service providers by GPRS subscribers
CN2523034Y (en) * 2002-01-17 2002-11-27 中山市通宇通讯设备有限公司 Directive antenna
RU2245595C1 (en) * 2003-07-30 2005-01-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" им. акад. А.А. Расплетина" Feedthrough antenna system (alternatives)
US7525501B2 (en) * 2006-02-10 2009-04-28 Ems Technologies, Inc. Bicone pattern shaping device
RU2371820C2 (en) * 2007-09-17 2009-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Wideband omnidirectional antenna with varied polarisation
US8487824B1 (en) * 2010-09-13 2013-07-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Zero degree grid antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3168927B1 (en) Ultra compact ultra broad band dual polarized base station antenna
US20190386364A1 (en) Angle of incidence-stable frequency selective surface device
EP2922143B1 (en) Antenna device
CN109149131B (en) Dipole antenna and associated multiband antenna
EP3411922B1 (en) Integrated filtering for band rejection in an antenna element
US20170346191A1 (en) Dipole antenna with beamforming ring
Dey et al. Conformal miniaturized angular stable triband frequency selective surface for EMI shielding
US11522289B2 (en) Antenna radiator with pre-configured cloaking to enable dense placement of radiators of multiple bands
US11637373B2 (en) Multi-band antennas having enhanced directors therein that inhibit radiation interference across multiple frequency bands
CN104681927A (en) Antenna
WO2016137526A1 (en) Full wave dipole array having improved squint performance
GB2615582A (en) Multiband antenna and antenna system
CN113937465B (en) Dual-polarized electromagnetic transparent antenna and method for realizing dual-frequency scattering suppression
CN115528437A (en) Metamaterial antenna array with isolated antennas
Suganya et al. Polarization insensitive dual band FSS for S-band and X-band applications
Chatterjee et al. A polarization independent compact multi-band frequency selective surface
RU2716853C1 (en) Biconical antenna with polariser
Li et al. Amplitude controlled reflectarray using non-uniform FSS reflection plane
US20150009084A1 (en) Electromagnetic band gap device
CN113241527B (en) Double-frequency point independent adjustable FSS
EP3886250A1 (en) Multi-band antennas having enhanced directors therein that inhibit radiation interference across multiple frequency bands
RU2335834C1 (en) Super wide band transceiver antenna
RU2720048C1 (en) Annular resonant small-size circularly polarized antenna
CN108718005B (en) Double-resonance microwave absorber
Neto et al. A new compact dual-band FSS with angular and polarization stability for wireless applications