Вібраторні антена 1

Винахід відноситься до антенно-фідерних пристроїв і може бути використано як окрема антена, в антенних решітках, а також в антенних системах. Технічним результатом є збільшення КНД симетричного вібратора при збереженні його узгодження з лінією живлення в робочому діапазоні частот. Вібраторні антена, плечі якої виконані у вигляді соосно розташованих елементів, один з яких заземлений і є несучим, а всередині містить коаксіальну лінію харчування, з'єднану з верхнім плечем антени, яка відрізняється тим, що коаксіальна лінія харчування має з'єднання з верхнім плечем антени на відстані L1 від його нижнього кінця і на відстані L2 від найближчих з'єднань несучого елемента із зовнішніми елементами верхнього і нижнього плечей антени, а несучий елемент має з'єднання із зовнішнім елементом нижнього плеча на відстані L3 про т його верхнього кінця і L2 від його нижнього кінця, при цьому довжина кожного плеча дорівнює половині довжини хвилі в на верхній частоті робочого діапазону частот, L1 = L3, a L2 дорівнює 1/4 довжини хвилі ср на середній частоті робочого діапазону частот. 4 мул.

Винахід відноситься до антенно-фідерних пристроїв і може бути використано як окрема антена, в антенних решітках, а також в антенних системах.

Відомі типи антен [1], [2], [3], [4] є симетричні полуволновой вібратори або складаються з симетричних напівхвильових вібраторів. Симетричний полуволновий вібратор має певні обмеження по характеристикам випромінювання. Він має невеликий коефіцієнт спрямованої дії (КНД), рівний 1,64, а також порівняно широку за рівнем половинної потужності діаграму спрямованості (ДН) в поздовжній площині - не менше 78 градусів [3]. Наслідком цього є обмежена дальність радіозв'язку. Дані обмеження визначені довжиною симетричного вібратора, яка дорівнює половині довжини хвилі на середній частоті робочого діапазону частот.

Найбільш близьким до пропонованого рішення є [1]. Дана антена-прототип має невеликий КНД, що є основним недоліком прототипу [1].

Основним завданням, на вирішення якої спрямовано заявляється винахід, є збільшення КНД симетричного вібратора, при збереженні його узгодження з лінією живлення в робочому діапазоні частот.

Зазначений технічний результат досягається тим, що в вибраторной антени, плечі якої виконані у вигляді соосно розташованих елементів, один з яких заземлений і є несучим, а всередині містить коаксіальну лінію харчування, з'єднану з верхнім плечем антени, коаксіальна лінія харчування має з'єднання з верхнім плечем антени на відстані L1 від його нижнього кінця і на відстані L2 від найближчих з'єднань несучого елемента із зовнішніми елементами верхнього і нижнього плечей антени, а несучий елемент має з'єднання із зовнішнім елемент ом нижнього плеча на відстані L3 від його верхнього кінця і L2 від його нижнього кінця, при цьому довжина кожного плеча дорівнює половині довжини хвилі в на верхній частоті робочого діапазону частот, L1 = L3, a L2 одно 1/4 довжини хвилі ср на середній частоті робочого діапазону частот.

На фіг. 1 показано пристрій пропонованої антени, до складу якої входять: зовнішній елемент верхнього плеча 1, зовнішній елемент нижнього плеча 2, несучий елемент 3, коаксіальна лінія харчування 4. На фіг. 2 показані приклади реалізації різних варіантів пропонованої антени, що відрізняються шириною робочого діапазону частот: а) - узкополосная антена, б) і в) - широкосмугові. На фіг. 3 представлена ​​експериментально отримана діаграма спрямованості на верхній частоті робочого діапазону пропонованої антени, реалізованої відповідно до фіг. 26; на фіг. 4 - коефіцієнт стоячої хвилі.

Антена працює наступним чином.

Високочастотний (ВЧ) сигнал надходить по коаксіальної лінії живлення, розташованої усередині несучого елемента, у внутрішній простір антени. Внутрішній простір антени є короткозамкнений з обох сторін відрізок коаксіальної лінії. Цей відрізок утворений несучим елементом, що є його внутрішнім провідником і зовнішніми елементами верхнього і нижнього плечей антени, які є його зовнішнім провідником. На кінцях відрізка зовнішній і внутрішній провідники замкнуті. Відрізок коаксіальної лінії має довжину, рівну половині довжини хвилі на середній частоті робочого діапазону частот пор. Посередині нього підключена коаксіальна лінія харчування, що ділить відрізок на дві рівні частини: верхню і нижню. Зовнішній провідник відрізка коаксіальної лінії розімкнути посередині нижньої частини. Через утворену таким чином щілину, що розділяє верхню і нижню плечі антени, здійснюється зв'язок внутрішнього простору антени з вільним простором. ВЧ сигнал, що надходить по коаксіальної лінії живлення, збуджує відрізок коаксіальної лінії. За його зовнішнього і внутрішнього провідникам течуть ВЧ струми і через розрив зовнішнього провідника випливають на зовнішню поверхню антени, збуджуючи її. Таким чином, відбувається робота антени на передачу. При роботі на прийом все відбувається в зворотному порядку.

У запропонованій антени також як і в прототипі [1], внутрішній короткозамкнений відрізок коаксіальної лінії компенсує реактивну складову вхідного опору антени при розладі частоти. Основна відмінність в тому, що у прототипу довжина відрізка дорівнює чверті довжини хвилі на середній частоті робочого діапазону частот, в той час як у пропонованій антени відрізок має довжину, рівну половині довжини хвилі на середній частоті робочого діапазону частот. Відмінність також в тому, що у прототипу внутрішній відрізок коаксіальної лінії має коротке замикання з одного боку, а з іншого боку розімкнути; в той час як у пропонованій антени внутрішній відрізок коаксіальної лінії має коротке замикання з обох сторін.

Таким чином, внутрішній полуволновий відрізок коаксіальної лінії, а також вибір розмірів L1 і L3 або величини зазору між плечима антени, дозволяють узгодити симетричний вібратор, довжина якого в робочому діапазоні частот дорівнює довжині хвилі або близька до неї, при збереженні його узгодження з лінією живлення під всім робочому діапазоні частот.

Відомо [2], що широкосмугові антени мають порівняно великий діаметр, а їх електрична довжина може значно перевищувати фізичну довжину. Коли електрична довжина L такої антени перевищує величину L = 1,25 в. то може статися "розвал" ДН. Щоб цього не сталося, довжина пропонованої антени обмежена величиною в.

Пропонована антена була реалізована для діапазонів 118-138 МГц, 220-400 МГц, 450-900 МГц і 950-1220 МГц. Все реалізації мали гарне узгодження з рівнем коефіцієнта стоячої хвилі (КСВ) менше 2.

Пропонована антена майже в два рази довше прототипу. Тому її КНД більше, ніж у антени-прототипу і досягає величини КНД = 2,4 [3]. ДН пропонованої антени в поздовжній площині також вужче, ніж у прототипу. Її ширина по рівню половинної потужності досягає 47 градусів.

Таким чином, пропонована антена, яка є простим симетричним вібратором, однак вона має збільшений коефіцієнт спрямованої дії, може бути використана там, де потрібне збільшення дальності радіозв'язку, або підвищення її надійності. Її можна використовувати як одиночну антену, а також в антенних системах. Її також можна використовувати в антенних решітках. При цьому кількість елементів в решітці знижується вдвічі, а надійність збільшується. Пропонована антена може знайти широке застосування.

2. В.М.Родионов. Лінії передачі та антени УКХ. - М. Енергія, 1977, С.62-64.

3. X.Мейнке і Ф.В.Гундлах. Радіотехнічний довідник. Т. 1. - М.-Л. 1960 с.276.

4. В.П.Чернишева. Антенно-фідерні пристрої радіозв'язку і радіомовлення. - М. Зв'язок, 1978, с.118-119.

Вібраторні антена, плечі якої виконані у вигляді сооснорасположенних елементів, один з яких заземлений і є несучим, а всередині містить коаксіальну лінію харчування, з'єднану з верхнім плечем антени, яка відрізняється тим, що коаксіальна лінія харчування має з'єднання з верхнім плечем антени на відстані L1 від його нижнього кінця і на відстані L2 від найближчих з'єднань несучого елемента із зовнішніми елементами верхнього і нижнього плечей антени, а несучий елемент має з'єднання із зовнішнім елементом нижнього плеча на відстані L3 про його верхнього кінця і L2 від його нижнього кінця, при цьому довжина кожного плеча дорівнює половині довжини хвилі в на верхній частоті робочого діапазону частот, L1 = L3, a L2 одно 1/4 довжини хвилі ср на середній частоті робочого діапазону частот.

Винахід відноситься до області радіотехніки, а точніше до радіолокаційним станціям (РЛС) кругового огляду з фазованими антенними гратами (ФАР). Технічним результатом є зниження енергетичних витрат системою обертання антен РЛС кругового огляду за вітряної погоди і, як наслідок, зниження матеріальних витрат при експлуатації РЛС. Спосіб захисту від вітрових навантажень на фазовані антенні решітки радіолокаційних станцій кругового огляду полягає в тому, що випромінює поверхня ФАР ділять на дві геометрично рівні частини щодо осі обертання ФАР, при цьому на рядки або стовпці випромінювачів ФАР однієї з них, що набігає при обертанні, встановлюють опуклі рефлектори, а на інший, що тікає, - увігнуті рефлектори. 2 мул.

Винахід відноситься до області радіотехніки, а точніше до радіолокаційним станціям (РЛС) кругового огляду з дзеркальними антенами. Технічний результат - зниження енергетичних витрат системою обертання дзеркальних антен РЛС кругового огляду за вітряної погоди. Для цього в способі захисту від вітрових навантажень на дзеркальні антени радіолокаційних станцій (РЛС) кругового огляду відбивну поверхню дзеркальної антени, що складається з трубок, ділять на дві геометрично рівні частини щодо осі обертання відбиває, а трубки розрізають уздовж навпіл, при цьому на одній з відбивної поверхні, набігає при обертанні, трубки встановлюють опуклою стороною в напрямку випромінювання, а на інший, що тікає, - увігнутою стороною. 1 мул.

Схожі статті