RU2777698C1 - Двухчастотный облучатель зеркальной антенны - Google Patents
Двухчастотный облучатель зеркальной антенны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777698C1 RU2777698C1 RU2021115215A RU2021115215A RU2777698C1 RU 2777698 C1 RU2777698 C1 RU 2777698C1 RU 2021115215 A RU2021115215 A RU 2021115215A RU 2021115215 A RU2021115215 A RU 2021115215A RU 2777698 C1 RU2777698 C1 RU 2777698C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coaxial
- frequency
- waveguide
- dual
- irradiator
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 210000003284 Horns Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот и предназначено для излучения и приема электромагнитных волн в двух различных частотных диапазонах. Устройство может быть использовано в системах связи, радиолокации, радионавигации, различной измерительной и специальной радиоаппаратуре. Двухчастотный облучатель зеркальной антенны содержит круглый высокочастотный волновод и соосный с ним коаксиальный низкочастотный волновод, коаксиальный гофрированный рупор, диэлектрическую стержневую антенну, согласующую диэлектрическую втулку и металлическую диафрагму. При сборке облучателя диэлектрическая втулка и металлическая диафрагма зажимаются между фланцем волновода и гофрированным рупором. Техническим результатом изобретения является повышение простоты и технологичности изготовления двухчастотных облучателей зеркальных антенн и обеспечение соосности внешней и внутренней трубок коаксиального волновода в облучателе. 10 ил.
Description
Изобретение относится к технике сверхвысоких частот
и предназначено для излучения и приема электромагнитных волн в двух различных частотных диапазонах. Устройство может быть использовано в системах связи, радиолокации, радионавигации, различной измерительной и специальной радиоаппаратуре.
и предназначено для излучения и приема электромагнитных волн в двух различных частотных диапазонах. Устройство может быть использовано в системах связи, радиолокации, радионавигации, различной измерительной и специальной радиоаппаратуре.
Известен коаксиальный облучатель для многодиапазонной антенны [US 2020403312, опубл. 24.12.2020], содержащий круглый высокочастотный волновод и соосный с ним коаксиальный низкочастотный волновод, подключенные к совмещенному рупорному излучателю. Переход
от коаксиального и круглого волноводов к излучающему раскрыву излучателя выполнен в виде осесимметричной конструкции из трубок сложного профиля, поддерживающих диэлектрических втулок, диэлектрического стержня.
от коаксиального и круглого волноводов к излучающему раскрыву излучателя выполнен в виде осесимметричной конструкции из трубок сложного профиля, поддерживающих диэлектрических втулок, диэлектрического стержня.
Существенным недостатком конструкции-аналога является высокая сложность в производстве, так как элементы конструкции имеют сложные сечения.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является двухдиапазонный излучатель для применения в системах связи 5G [СN 107546475, опубл. 03.12.2019], содержащий круглый высокочастотный волновод и соосный с ним коаксиальный низкочастотный волновод, коаксиальный гофрированный рупор, диэлектрическую стержневую антенну, кольца для согласования импеданса и дроссельные кольца.
Существенным недостатком конструкции-прототипа является отсутствие деталей, которые обеспечивали бы соосность внешней и внутренней трубок коаксиального волновода. При практическом использовании отсутствие соосности ведет к деградации характеристик облучателя.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение простоты и технологичности изготовления двухчастотных коаксиальных облучателей зеркальных антенн и обеспечение соосности внешней и внутренней трубок коаксиального волновода в облучателе.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в двухчастотном облучателе зеркальной антенны, содержащем круглый высокочастотный волновод и соосный с ним коаксиальный низкочастотный волновод, коаксиальный гофрированный рупор, диэлектрическую стержневую антенну, новым является то, что устройство включает согласующую диэлектрическую втулку и металлическую диафрагму, причем при сборке диэлектрическая втулка и металлическая диафрагма зажимаются между фланцем волновода и гофрированным рупором, обеспечивая соосность трубок волновода.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием согласующей диэлектрической втулки и металлической диафрагмы, причем при сборке диэлектрическая втулка и металлическая диафрагма зажимаются между фланцем волновода и гофрированным рупором. За счет этого удается надежно зафиксировать круглый высокочастотный волновод и обеспечить герметичность коаксиального волновода, при этом не ухудшив согласование.
Таким образом, перечисленные выше отличительные от прототипа признаки позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 показана антенна Кассегрена с установленным двухчастотным облучателем; на фиг. 2 показан облучатель с гиперболическим контррефлектором, а на фиг. 3 отображены они же, но со снятым креплением контррефлектора; на фиг. 4 приведен чертеж заявляемой конструкции с разнесенными частями; на фиг. 5 показан разрез заявляемой конструкции в сборе; на фиг. 6 показана электродинамическая модель заявляемой конструкции; на фиг. 7 и 8 показаны рассчитанные S-параметры электродинамической модели; на фиг. 9 и 10 показаны рассчитанные диаграммы направленности электродинамической модели.
Двухчастотный облучатель зеркальной антенны устанавливается, например, на зеркальной антенне, выполненной по схеме Кассегрена (фиг. 1), содержащей параболический рефлектор (1) и гиперболический контррефлектор (2), закрепленный на облучателе с помощью держателя (3). Электромагнитные волны двух частотных диапазонов передаются (фиг. 2) раздельно по объединенным коаксиальному и круглому волноводам (4), которые соединены (фиг. 3) с двухчастотным облучателем (5). На фиг. 4 показан его чертеж с разнесенными частями. Металлическая трубка (6), внутренняя часть которой используется как круглый волновод, а внешняя – как проводник коаксиальной линии связи, проходит через согласующую диэлектрическую втулку (7) и металлическую диафрагму (8), а в конец трубки вставлен диэлектрический излучатель (9). При сборке диэлектрическая втулка (7) и металлическая диафрагма (8) зажимаются (фиг. 5) между фланцем волновода (4) и гофрированным рупором (10). Для герметизации конструкции предусмотрены резиновые кольца (11).
Двухчастотный облучатель зеркальной антенны работает следующим образом. Поскольку антенна является взаимным устройством, рассмотрим только случай, когда в обоих диапазонах осуществляется передача СВЧ сигналов. Сигналы от двух СВЧ-передатчиков поступают (фиг. 5) по объединенным коаксиальному и круглому волноводам (4), при этом сигнал верхнего диапазона частот поступает по круглому волноводу (6), а нижнего диапазона частот по коаксиальному волноводу, образованному внешней стенкой трубки (6) и внутренней стенкой наружной трубки волновода (4). Сигнал верхнего частотного диапазона излучается диэлектрическим излучателем (9), который согласован с волной в круглом волноводе за счет конусообразной части, входящей в волновод. Сигнал нижнего частотного диапазона излучается гофрированным рупором (10), который согласован с коаксиальным волноводом за счет резонансной системы, образованной диэлектрической втулкой (7), металлической диафрагмой (8) и отрезком коаксиальной линии между диафрагмой (8) и началом раскрыва гофрированного рупора (10). При этом диэлектрическая втулка (7) и металлическая диафрагма (8) одновременно выполняют функцию поддержания соосности двух трубок, образующих совмещенный волновод (4). Сигналы нижнего и верхнего диапазона частот отражаются (фиг. 1) от гиперболического контррефлектора (2), а затем от параболического рефлектора (1).
Для иллюстрации работоспособности заявляемого устройства создана его электродинамическая модель (фиг. 6). Модель полностью соответствует приведенному описанию заявляемого устройства, за исключением отсутствия в модели крепежных и иных механических элементов, которые не влияют на электрические характеристики устройства. Электродинамическая модель имеет следующие основные размеры: внутренний диаметр внешней проводящей трубки объединенных коаксиального и круглого волноводов 10 мм; внешний диаметр внутренней проводящей трубки 6 мм; внутренний диаметр внутренней проводящей трубки 4.5 мм; внутренний диаметр металлической диафрагмы 8.8 мм; длина диэлектрического излучателя 17.5 мм; диаметр раскрыва гофрированного рупора 45.4 мм; материал втулок – фторопласт-4 (относительная диэлектрическая проницаемость 2.1, тангенс угла диэлектрических потерь 2×10-4), материал остальных деталей – алюминий (проводимость 3.56×107 См/м).
На фиг. 7 и 8 показаны результаты расчета S-параметров электродинамической модели заявляемого устройства, а также условно показаны распределения электрического поля мод, для которых был проведен расчет. Из зависимости на фиг. 7 видно, что коэффициент отражения от входа коаксиального волновода ниже минус 15 дБ в полосе частот от 19 до 20 ГГц (относительная ширина полосы частот 5.1%). Зависимость на фиг. 8 показывает, что коэффициент отражения от входа круглого волновода ниже минус 18 дБ в полосе частот от 42 до 46 ГГц (относительная ширина полосы частот 9.1%). То есть облучатель в указанных диапазонах хорошо согласован со свободным пространством. На фиг. 9 и 10 показаны результаты расчета диаграмм направленности электродинамической модели заявляемого устройства на центральных частотах рабочих диапазонов – 19.5 ГГц и 44 ГГц, соответственно. Как видно, устройство формирует близкие по форме диаграммы направленности в обоих частотных диапазонах.
Согласно указанным параметрам электродинамической модели был изготовлен макет двухчастотного облучателя зеркальной антенны. Результаты измерений S-параметров и диаграмм направленности устройства подтвердили на практике корректность численных расчетов и достижение технического результата: устройство является простым и технологичным в изготовлении, обеспечивает соосность внешней и внутренней трубок коаксиального волновода.
Claims (1)
- Двухчастотный облучатель зеркальной антенны, содержащий круглый высокочастотный волновод и соосный с ним коаксиальный низкочастотный волновод, коаксиальный гофрированный рупор, диэлектрическую стержневую антенну, отличающийся тем, что включает согласующую диэлектрическую втулку и металлическую диафрагму, причем при сборке диэлектрическая втулка и металлическая диафрагма зажимаются между фланцем волновода и гофрированным рупором, обеспечивая соосность трубок волновода.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2777698C1 true RU2777698C1 (ru) | 2022-08-08 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809476C1 (ru) * | 2023-06-05 | 2023-12-12 | Владимир Юрьевич Боронов | Двухдиапазонный облучатель с линейной поляризацией поля |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU247361A1 (ru) * | ||||
SU1141484A1 (ru) * | 1982-07-01 | 1985-02-23 | Предприятие П/Я А-7956 | Моноимпульсный двухдиапазонный облучатель |
SU1256115A1 (ru) * | 1984-06-14 | 1986-09-07 | Киевское Высшее Военное Инженерное Дважды Краснознаменное Училище Связи Им.М.И.Калинина | Двухзеркальна многодиапазонна антенна |
US6714165B2 (en) * | 2000-05-23 | 2004-03-30 | Newtec Cy | Ka/Ku dual band feedhorn and orthomode transduce (OMT) |
RU2316728C1 (ru) * | 2006-08-01 | 2008-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Бортовой измеритель слоя нефти, разлитой на водной поверхности |
RU2680424C1 (ru) * | 2018-01-23 | 2019-02-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Двухдиапазонный облучатель с комбинированным преобразователем мод |
CN107546475B (zh) * | 2017-09-06 | 2019-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种应用于5g通信的双频天线馈源 |
CN210350106U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-04-17 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 一种应用于后馈式抛物面反射面天线的双频段馈源 |
US20200314833A1 (en) * | 2011-08-17 | 2020-10-01 | Skyline Partners Technology Llc | Electronic alignment using signature emissions for backhaul radios |
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU247361A1 (ru) * | ||||
SU1141484A1 (ru) * | 1982-07-01 | 1985-02-23 | Предприятие П/Я А-7956 | Моноимпульсный двухдиапазонный облучатель |
SU1256115A1 (ru) * | 1984-06-14 | 1986-09-07 | Киевское Высшее Военное Инженерное Дважды Краснознаменное Училище Связи Им.М.И.Калинина | Двухзеркальна многодиапазонна антенна |
US6714165B2 (en) * | 2000-05-23 | 2004-03-30 | Newtec Cy | Ka/Ku dual band feedhorn and orthomode transduce (OMT) |
RU2316728C1 (ru) * | 2006-08-01 | 2008-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | Бортовой измеритель слоя нефти, разлитой на водной поверхности |
US20200314833A1 (en) * | 2011-08-17 | 2020-10-01 | Skyline Partners Technology Llc | Electronic alignment using signature emissions for backhaul radios |
CN107546475B (zh) * | 2017-09-06 | 2019-12-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种应用于5g通信的双频天线馈源 |
RU2680424C1 (ru) * | 2018-01-23 | 2019-02-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Двухдиапазонный облучатель с комбинированным преобразователем мод |
CN210350106U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-04-17 | 广东通宇通讯股份有限公司 | 一种应用于后馈式抛物面反射面天线的双频段馈源 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809476C1 (ru) * | 2023-06-05 | 2023-12-12 | Владимир Юрьевич Боронов | Двухдиапазонный облучатель с линейной поляризацией поля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106785469B (zh) | 双频同轴馈源及具有其的天线 | |
US3555553A (en) | Coaxial-line to waveguide transition for horn antenna | |
US6353418B1 (en) | Horn antenna having a dielectric insert with a wide-based cone section | |
US20050099350A1 (en) | Multi-band ring focus antenna system with co-located main reflectors | |
US2425336A (en) | Microwave directive antenna | |
RU2777698C1 (ru) | Двухчастотный облучатель зеркальной антенны | |
US2548821A (en) | Horn radiator adapted to be fed by a coaxial line | |
Daniyan et al. | Horn antenna design: the concepts and considerations | |
JP2012239160A (ja) | 電磁波放射同軸ケーブル及び通信システム | |
US2644090A (en) | Recessed slot antenna | |
US4672388A (en) | Polarized signal receiver waveguides and probe | |
CN109411870B (zh) | 一种双频共用的抛物面天线馈源 | |
WO2019011096A1 (zh) | 一种双频馈源组件及双频微波天线 | |
JP2016149650A (ja) | 導波管、無線電力伝送システム、および無線通信システム | |
EP0268635B1 (en) | Reflector antenna with a self-supported feed | |
CN209418772U (zh) | 一种毫米波溅散板天线 | |
US7538743B1 (en) | Balanced and shortened antennas | |
RU2526768C1 (ru) | Антенна летательного аппарата | |
CN110277635B (zh) | 三频多极化导航测控天线馈源 | |
JP5697496B2 (ja) | アンテナ | |
CN114678691A (zh) | 低剖面宽带共形天线单元及阵列 | |
RU2774737C1 (ru) | Разъемное соединение для объединенных коаксиального и круглого волноводов облучателя зеркальной антенны | |
CN110518344B (zh) | 一种自平衡式宽带宽波束磁偶极子天线 | |
RU2774796C1 (ru) | Согласующее устройство двух разнодиапазонных прямоугольных волноводов с объединенными коаксиальным и круглым волноводами | |
RU2791426C1 (ru) | Разъемное соединение объединенных коаксиального и круглого волноводов |