ПАССИВНЫЙ РЕТРАНСЛЯТОР Российский патент 1994 года по МПК H01Q15/00 

Изобретение относится к антенной технике.

Известен пассивный ретранслятор (см. авт. св. СССР N 1022245, кл. H 01 Q 15/00, 1983). Однако он имеет низкую эффективность переизлучения.

Известен пассивный ретранслятор (см. авт. св. СССР N 1437444, кл. H 01 Q 15/00, 1986), выбранный в качестве прототипа, содержащий металлический экран N круглых металлических штырей длиной кратной λ/2. где N ≥ 3, размещенных перпендикулярно металлическому экрану в узлах сетки с ячейками в виде равных равносторонних треугольников, стороны которых выбраны из соотношения d = (2,06-2,12) λ/2π , где d - сторона треугольника, λ - рабочая длина волны.

Недостатком известного устройства является резко выраженная узкодиапазонность и возможность эффективного функционирования лишь на фиксированной рабочей длине волны, в соответствии с которой выбраны фиксированные геометрические параметры ретранслятора.

Целью изобретения является обеспечение эффективного переизлучения в диапазоне частот.

Сущность изобретения заключается во введении механизмов изменения длины (от нуля до λ /2) круглых металлических штырей, которые кинематически соединены с реверсивными двигателями, входы питания которых через коммутатор питающих напряжений связаны с блоком формирования управляющих напряжений.

На фиг. 1 изображен пассивный ретранслятор, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Пассивный ретранслятор содержит металлический экран 1 с выполненными в нем N отверстиями 2, в которых с возможностью продольного перемещения установлены N круглых металлических штырей 3, N механизмов 4 изменения длины круглых металлических штырей, N реверсивных электродвигателей 5, коммутатор 6 питающих напряжений и блок 7 формирования управляющих напряжений, причем блок 7 формирования управляющих напряжений через коммутатор связан с входами питания реверсивных электродвигателей 5, выходной вал которых кинематически соединен с механизмами 4 изменения длины круглых металлических штырей 3, а отверстия 2 в металлическом экране 1 выполнены в узлах сетки с ячейками в форме равных равносторонних треугольников.

В качестве механизмов изменения длины круглых металлических штырей могут быть использованы, например, зубчатые возвратно-поступательные механизмы, выдвигающие штыри из заэкранной области ретранслятора в рабочую, либо устройства, используемые для выдвижения антенны, формирующие штыревые антенны из упругой профилированной ленты.

В качестве коммутатора питающих напряжений может быть использовано устройство в виде кнопочного (клавишного) наборного поля переключателей, которое необходимо для подачи рабочих сигналов (постоянного напряжения положительного или отрицательного знака заданной блоком формирования управляющих напряжений длительности) на реверсивные электродвигатели, соответствующие выбранной (требуемой) схеме расположения (задействования) штырей и их длины.

В качестве блока формирования управляющих напряжений может быть использован источник постоянных напряжений обеих полярностей с плавной или дискретной регулировкой выхода.

Пассивный ретранслятор работает следующим образом.

По заранее заданной (требуемой) частоте осуществляется выбор штырей мозаичного поля из условия d = (2,06-2,12) λ /2π , где d - расстояние между штырями 3. Выбор штырей 3 осуществляется с помощью наборного поля коммутатора 6. По той же рабочей частоте осуществляется установка длительности сигнала управляющего напряжения на блоке 7 формирования управляющих напряжений, предварительно откалиброванном совместно с реверсивными электpодвигателями 5 по протяженности поступательного движения штырей 3, из расчета повышения их вершин над экраном 1 равном λ/2. Продольное перемещение штырей 3 в направлении, перпендикулярном плоскости металлического экрана 1, через отверстие 2 осуществляется непосредственно механизмами 4 изменения длины круглых металлических штырей, кинематически связанными с выходными валами соответствующих электродвигателей 5.

При необходимости переизлучения нескольких, особенно кратных частот, возможно формирование взаимно проникающих ретрансляторов (треугольники с короткими штырями располагаются внутри треугольников с длинными). Диапазон рабочих частот ограничивается приемлемыми размерами штырей 3 и экрана 1 из условия расстояния между штырями порядка 0,33 λ и длины штырей λ /2.

Возможна и плавная регулировка (с помощью подстройки выходного сигнала блока формирования управляющих напряжений) длины штырей, что обеспечивает повышенную эффективность переизлучения, например, в случае расположения (установки) ретранслятора в диэлектрической среде, характеризуемой эффектом укорочения волны.

В дальнейшем принцип действия пассивного ретранслятора аналогичен принципу действия устройства, выбранного в качестве прототипа: линейно поляризованная электромагнитная волна возбуждает систему круглых металлических штырей 3, параллельных плоскости поляризации излучения. Возбужденные таким образом в круглых металлических штырях 3 токи взаимодействуют между собой и переизлучают электромагнитную энергию. При этом диаграмма направленности пассивного ретранслятора близка к круговой. Равномерность круговой диаграммы повышается при уменьшении диаметра круглых металлических штырей.

Использование: в антенной технике. Сущность изобретения: N круглых металлических штырей установлены в N отверстиях перпендикулярно металлическому экрану с возможностью продольного перемещения. Введены N механизмов изменения длины круглых металлических штырей. Отверстия в металлическом экране выполнены в углах сетки с ячейками в форме равных равносторонних треугольников. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ПАССИВНЫЙ РЕТРАНСЛЯТОР, содержащий металлический экран и N круглых металлических штырей, установленных перпендикулярно металлическому экрану, отличающийся тем, что, с целью обеспечения эффективного переизлучения в диапазоне частот, в металлическом экране выполнены N отверстий, в которых с возможностью продольного перемещения установлены N круглых металлических штырей, введены N механизмов изменения длины круглых металлических штырей, N реверсивных электродвигателей, коммутатор питающих напряжений и блок формирования управляющих напряжений, причем блок формирования управляющих напряжений через коммутатор связан с входами питания реверсивных двигателей, выходной вал которых кинематически соединен с механизмами изменения длины круглых металлических штырей. 2. Ретранслятор по п. 1, отличающийся тем, что отверстия в металлическом экране выполнены в узлах сетки с ячейками в форме равных равносторонних треугольников.