RU2723904C1 - Волноводный излучатель - Google Patents
Волноводный излучатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723904C1 RU2723904C1 RU2019132016A RU2019132016A RU2723904C1 RU 2723904 C1 RU2723904 C1 RU 2723904C1 RU 2019132016 A RU2019132016 A RU 2019132016A RU 2019132016 A RU2019132016 A RU 2019132016A RU 2723904 C1 RU2723904 C1 RU 2723904C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- waveguide
- outer diameter
- rings
- screens
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области волноводных антенн, и может быть использовано в качестве самостоятельной широкополосной антенны либо в качестве широкополосного облучателя зеркальной антенны. Волноводный излучатель содержит круглый волновод, на открытом конце которого установлены последовательно чередующиеся первые и вторые экраны, выполненные в виде металлических колец, при этом внешний диаметр каждого первого экрана больше внешнего диаметра каждого второго экрана, в продольном направлении от раскрыва волновода внешний диаметр каждого первого экрана меньше внешнего диаметра последующего первого экрана, а внешний диаметр каждого второго экрана меньше внешнего диаметра последующего второго экрана, при этом толщина первых колец меньше толщины вторых колец и выбирается из соотношениягде λ- длина волны на центральной частоте диапазона. Технический результат – стабилизация ширины диаграммы направленности и повышение коэффициента усиления в широкой полосе частот. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области волноводных антенн, и может быть использовано в качестве самостоятельной широкополосной антенны, либо в качестве широкополосного облучателя зеркальной антенны.
Известен волноводный излучатель (патент RU №2674564 приоритет от 19.02.2018 г. «Волноводная антенна», авторы: Мигачев М.И., Ишеева И.В., МПК: H01Q 21/24, опубликовано 11.12.2018), содержащая круглый волновод, на открытый конец которого в плоскости его раскрыва установлен круглый металлический экран в виде кольца и установлены дополнительные металлические экраны, в виде колец с двумя разными внешними диаметрами, один из которых равен внешнему диаметру металлического экрана, установленного в плоскости раскрыва волновода, при этом все металлические экраны установлены вплотную с последовательным чередованием между собой по внешнему диаметру. Данный волноводный излучатель является наиболее близким аналогом заявляемого изобретения.
Недостатками известного волноводного излучателя являются нестабильная ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности и наличие обратного излучения в широкой полосе частот.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание волноводного излучателя, обладающего стабильной шириной диаграммы направленности по уровню половинной мощности в широкой полосе.
Достигаемыми техническими результатами являются стабилизация ширины диаграммы направленности по уровню половинной мощности и увеличение коэффициента усиления в широкой полосе частот.
Данные технические результаты достигаются тем, что в волноводном излучателе, содержащем круглый волновод, на открытом конце которого установлены последовательно чередующиеся первые и вторые экраны, выполненные в виде металлических колец, при этом внешний диаметр каждого первого экрана больше внешнего диаметра каждого второго экрана, отличающаяся тем, что в продольном направлении от раскрыва волновода внешний диаметр каждого первого экрана меньше внешнего диаметра последующего первого экрана, а внешний диаметр каждого второго экрана меньше внешнего диаметра последующего второго экрана, при этом толщина вторых колец больше толщины первых колец и выбирается из соотношения: где t - толщина вторых колец, λ0 - длина волны на центральной частоте диапазона.
Между металлическими первыми и вторыми экранами разного диаметра, поочередно установленными на свободный конец волновода, за счет увеличения внешних диаметров первых и вторых экранов в продольном направлении от раскрыва волновода, и различных толщин этих экранов, образуются различные резонансные области, в каждой из которых происходит рекомбинация токов одних частот и излучения токов других частот, что приводит к стабилизации ширины диаграммы направленности по уровню половинной мощности в широкой полосе частот. За счет выполнения внешнего диаметра каждого первого экрана больше внешнего диаметра каждого второго экрана, а также в продольном направлении от раскрыва волновода выполнение внешнего диаметра каждого первого экрана меньше внешнего диаметра последующего первого экрана и внешнего диаметра каждого второго экрана меньше внешнего диаметра последующего второго экрана обеспечивается чередование больших и малых диаметров экранов (колец), что приводит к уменьшению интенсивности обратного излучения, в результате чего происходит увеличение коэффициента усиления.
На фиг. 1 представлен вариант выполнения волноводного излучателя (три первых и два вторых экранов). На фиг. 2 представлено продольное сечение волноводного излучателя.
Волноводный излучатель (фиг. 1 и фиг. 2) содержит круглый волновод 1, поляризатор 2, выполненный в виде диэлектрической пластины, первые экраны 31, 32, 33 вторые экраны 41, 42.
Первые 31, 32, 33 и вторые 41, 42 экраны выполнены в виде металлических колец.
Первый экран 31 установлен в плоскости раскрыва открытого конца круглого волновода 1, далее установлены последовательно чередующиеся первые 32, 33 и вторые 41, 42 экраны, которые установлены вплотную друг к другу. При этом внешний диаметр каждого первого экрана 31 (32, 33) больше внешнего диаметра каждого второго экрана 41 (42).
В продольном направлении от раскрыва круглого волновода 1 внешний диаметр первого экрана 31 меньше внешнего диаметра первого экрана 32, который меньше внешнего диаметра первого экрана 33. Внешний диаметр второго экрана 41 меньше внешнего диаметра последующего второго экрана 42.
Поляризатор 2, выполненный в виде диэлектрической пластины устанавливается в полости круглого волновода 1.
Количество первых (31, 32, 33) и вторых (41, 42) экранов определяется шириной рабочего частотного диапазона.
Первые экраны 31, 32, 33 выполнены одинаковой толщины. Вторые экраны 41, 42 выполнены одинаковой толщины. При этом толщина каждого первого экрана 31 (32, 33) выбирается меньшей, чем толщина каждого второго экрана 41 (42), а толщина t каждого второго экрана 41 (42) выбирается из соотношения где λ0 - длина волны на центральной частоте диапазона.
Волноводный излучатель работает следующим образом.
При возбуждении электромагнитной волны типа Н11 в круглом волноводе 1, излучается поле с эллиптической поляризацией. При этом ширина диаграммы направленности уменьшается с ростом рабочей частоты антенны, так же происходит затекание токов на наружные стенки волновода, вследствие чего происходит интенсивное излучение в обратную сторону.
Первые 31, 32, 33 и вторые 41, 42 экраны, выполненные в виде металлических колец, препятствуют затеканию токов на наружную стенку круглого волновода, что приводит к уменьшению интенсивности обратного излучения волноводного излучателя. Увеличение коэффициента усиления происходит за счет уменьшения интенсивности обратного излучения. Между металлическими экранами 31, 41 и 32 образуется область, в которой происходит рекомбинация токов таким образом, что происходит излучение токов верхних частот диапазона, а токи нижних частот диапазона в процессе излучения не участвуют. Между металлическими экранами 32, 42 и 33 образуется область, в которой происходит рекомбинация токов таким образом, что происходит излучение токов нижних частот диапазона, а токи верхних частот диапазона в процессе излучения не участвуют.
Таким образом, использование заявляемого волноводного излучателя позволяет стабилизировать ширину диаграммы направленности и уменьшить уровень обратного излучения волноводной антенны в широком диапазоне частот.
Claims (3)
- Волноводный излучатель, содержащий круглый волновод, на открытом конце которого установлены последовательно чередующиеся первые и вторые экраны, выполненные в виде металлических колец, при этом внешний диаметр каждого первого экрана больше внешнего диаметра каждого второго экрана, отличающийся тем, что в продольном направлении от раскрыва волновода внешний диаметр каждого первого экрана меньше внешнего диаметра последующего первого экрана, а внешний диаметр каждого второго экрана меньше внешнего диаметра последующего второго экрана, при этом толщина вторых колец больше толщины первых колец и выбирается из соотношения
- где λ0 - длина волны на центральной частоте диапазона.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132016A RU2723904C1 (ru) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Волноводный излучатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132016A RU2723904C1 (ru) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Волноводный излучатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2723904C1 true RU2723904C1 (ru) | 2020-06-18 |
Family
ID=71095893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019132016A RU2723904C1 (ru) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Волноводный излучатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2723904C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009177552A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Japan Radio Co Ltd | アンテナ給電部 |
CN203225351U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-10-02 | 深圳国人通信有限公司 | 后馈式反射面天线 |
US20140368408A1 (en) * | 2012-01-31 | 2014-12-18 | Alcatel Lucent | Subreflector of a dual-reflector antenna |
US9831563B2 (en) * | 2013-08-12 | 2017-11-28 | Commscope Technologies Llc | Sub-reflector assembly with extended dielectric radiator |
RU2674564C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2018-12-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Волноводная антенна |
EP3391466B1 (en) * | 2015-12-18 | 2019-10-23 | Thales Alenia Space Italia S.p.A. Con Unico Socio | Double-reflector antenna and related antenna system for use on board low-earth-orbit satellites for high-throughput data downlink and/or for telemetry, tracking and command |
-
2019
- 2019-10-09 RU RU2019132016A patent/RU2723904C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009177552A (ja) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Japan Radio Co Ltd | アンテナ給電部 |
US20140368408A1 (en) * | 2012-01-31 | 2014-12-18 | Alcatel Lucent | Subreflector of a dual-reflector antenna |
CN203225351U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-10-02 | 深圳国人通信有限公司 | 后馈式反射面天线 |
US9831563B2 (en) * | 2013-08-12 | 2017-11-28 | Commscope Technologies Llc | Sub-reflector assembly with extended dielectric radiator |
EP3391466B1 (en) * | 2015-12-18 | 2019-10-23 | Thales Alenia Space Italia S.p.A. Con Unico Socio | Double-reflector antenna and related antenna system for use on board low-earth-orbit satellites for high-throughput data downlink and/or for telemetry, tracking and command |
RU2674564C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2018-12-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Волноводная антенна |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7639183B2 (en) | Circularly polarized antenna and radar device using the same | |
US6940463B2 (en) | Ultra wideband antenna | |
RU2723904C1 (ru) | Волноводный излучатель | |
RU2674564C1 (ru) | Волноводная антенна | |
Qi et al. | Wideband high gain differential Vivaldi antenna design based on exponential spoof surface plasmon polaritons metamaterial | |
RU2419928C1 (ru) | Полосковая щелевая антенна | |
JP2005531947A (ja) | 水平及び垂直のコルゲート構造を組み合わせたホーンアンテナ | |
Sarkar et al. | Periodic leaky-wave array antenna on substrate integrated waveguide for gain enhancement | |
JPS59193605A (ja) | ダイポ−ルアンテナ | |
Shaw et al. | A comparative study on substrate integrated waveguide periodic leaky wave antennas with differently shaped periodic slots | |
Katyayani et al. | Design of Substrate Integrated waveguide slot array antenna at X-band | |
Yamauchi et al. | A broadband circularly polarized waveguide antenna design for low cross-polarization | |
JP2016181894A (ja) | 導波管/伝送線路変換器及びアンテナ装置 | |
RU2655033C1 (ru) | Малогабаритный двухполяризационный волноводный излучатель фазированной антенной решетки с высокой развязкой между каналами | |
JP7335043B2 (ja) | レンズアンテナ | |
Buck et al. | Spiral cavity backing effects on pattern symmetry and modal contamination | |
Kazemi et al. | Design guidelines for multi-layer dielectric rod antennas fed by Vivaldi antennas | |
RU2479080C1 (ru) | Широкополосная микрополосковая антенна с трапецеидальным поперечным сечением | |
Sambasivarao et al. | High performance choked feed horn for compact antenna test range reflector | |
RU2773254C1 (ru) | Модифицированная антенна Вивальди | |
Wei et al. | Analysis of the Reflector Antenna’s Feed Taper Level | |
Kampeephat et al. | Gain improvement for conventional rectangular horn antenna with additional two-layer wire medium structure | |
RU2734586C1 (ru) | Антенный элемент круговой поляризации | |
Maximidis et al. | Super-elliptical waveguide technology for reactively loaded antenna arrays | |
RU195654U1 (ru) | Многовитковое устройство с эллиптической и круговой поляризацией излучения |