РАЗВЯЗЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕВЫСТУПАЮЩИХ АНТЕНН Российский патент 1996 года по МПК H01Q1/52 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для электромагнитной развязки антенн.

Известны устройства для уменьшения взаимного влияния щелевых антенн, не выступающие над поверхностью, содержащей их апертуры.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, представляющее собой эластичный слой магнитодиэлектрика, расположенный между развязывае- мыми антеннами.

Однако такой материал является тяжелым, дорогим и, кроме того, он неприемлем для развязки высокомощных антенн вследствие комплексности величин диэлектрической и магнитной проницаемостей, т.е. наличия потерь, приводящих к нагреванию и разрушению устройства.

В предлагаемом устройстве между антеннами на проводящем основании размещается "слой" тонких цилиндрических спиральных проводников длиной /2 и внешним диаметромλ/4, где λ рабочая длина волны, произвольно ориентированных относительно линии связи антенн и не выступающих над поверхностью, содержащей апертуры антенн. Такой "слой" не имеет тепловых потерь и может быть выполнен из легкого материала.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается использованием в качестве развязывающего слоя набора спиральных проводящих элементов малой длины. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

На чертеже изображена предложенная развязывающая структура 1 и расположение ее относительно антенн 2.

Структура содержит тонкие спиральные проводники, расположенные на плоском проводящем основании таким образом, что их оси параллельны этому основанию, а сами проводники произвольно ориентированы относительно линии связи антенн и не выступают над поверхностью, содержащей их апертуры. Размеры структуры в поперечном линии связи направлении должны быть выбраны из условия превышения существенной зоны распространения. Увеличение протяженности структуры в продольном направлении приводит к повышению ее эффективности по закону y^3/2, где y продольная координата. Для уменьшения межвиткового влияния в спиральных проводниках, снижающего эффективность устройства, шаг каждой спирали должен быть выбран в пределах (0,1-0,2) λ.

Устройство работает следующим образом.

Поле в точке наблюдения, расположенной вблизи слоя (область взаимодействия), складывается из первичного поля излучающей антенны и поля, переизлученного возбужденным слоем. Переизлученное поле определяется геометрией спиральных проводников. Вклад переизлученного поля в точке наблюдения с различных участков витка спирали различен. Он максимален с ближних и наиболее удаленных частей витка, т.е. с диаметрально противоположных участков. Это следует из общего принципа электродинамики. Таким образом спиральный слой можно рассматривать как совокупность "блестящих" точек, расположенных в двух плоскостях. Расстояние между плоскостями равно диаметру спиралей. Взаимодействие поля этих "блестящих" точек с первичным излучением приводит к их взаимной компенсации. Поэтому наибольшее ослабление поля, т.е. развязка, наблюдается при диаметре близком к λ/4.

Использование: для электромагнитной развязки антенн. Сущность изобретения: устройство содержит часть проводящей плоскости между развязываемыми антеннами, на которой размещена импедансная структура, которая выполнена в виде цилиндрических спиральных проводников длиной меньше или равной λ/2 и внешним диаметром λ/4, где λ - рабочая длина волны, произвольно ориентированных и не выступающих над поверхностью, содержащей апертуры антенн. 1 ил.

Развязывающее устройство для невыступающих антенн, содержащее импедансную структуру, расположенную на проводящем основании между антеннами, отличающееся тем, что импедансная структура ваыполнена в виде произвольно ориентированных цилиндрических спиральных проводников длиной ≅ λ/2 , с внешним диаметром ~ λ/4 и с шагом (0,05-0,2)λ, где λ рабочая длина волны, при этом импедансная структура размещена в выемке, выполненной в проводящем основании, глубина которой равна или больше внешнего диаметра спиральных проводников.