РУПОРНАЯ АНТЕННА Российский патент 2003 года по МПК H01Q13/22 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к технике излучения и приема электромагнитных сигналов.

В антенной технике известны широкополосные и сверхширокополосные излучатели. К первым можно отнести вибраторные излучатели со специальными формами плеч вибратора и взаимным расположением этих плеч, стр.42-52 [1], стр. 68 [2] , а также известные рупорные излучатели, имеющие устойчивые характеристики в диапазоне частот, соответствующих рабочей полосе частот волновода, возбуждающего рупор. Сверхширокополосные излучатели могут обеспечить практически одинаковые характеристики излучения на любой частоте в частотной полосе 1: 50, стр.67 [3]. Однако все эти излучатели применительно к условиям излучения и приема сверхкоротких импульсов имеют серьезные недостатки.

Для широкополосных вибраторных излучателей характерна всенаправленность излучения, что ведет к неэффективному использованию излучаемой энергии. Попытки повысить направленность таким традиционным для антенной техники способом, как добавление пассивных или активных вибраторов, а также плоских металлических отражателей, разрушает частотные характеристики излучателя, так как повышение направленности достигается лишь на одной из частот спектра излучаемых сигналов. Для рупорных излучателей характерны выраженная и регулируемая за счет изменения геометрических размеров направленность излучения, а также хорошее согласование с возбуждающим волноводом. Однако полоса частот этих излучателей недопустимо ограничивается рабочей полосой возбуждающего волновода, которая составляет 1:1,5 в случае волновода прямоугольного сечения, а для цилиндрических волноводов еще хуже. Кроме того, для волноводных излучателей характерны дисперсионные явления как в питающем волноводе, так и собственно в рупоре.

Что касается сверхширокополосных антенн, например, логопериодического типа, то для них также характерны дисперсионные явления.

Наиболее близким по технической сущности является рупорный излучатель [4] , содержащий синфазный рупор и поглотитель электромагнитной энергии, нанесенный на фланец, установленный на кромке излучателя, причем угол раскрыва фланца равен ширине главного лепестка диаграммы направленности.

Недостатком этих антенн является их недостаточная широкополосность.

Технический эффект предлагаемого изобретения состоит в увеличении широкополосности рупорной антенны.

Технический эффект достигается тем, что рупорная антенна содержит рупорный излучатель, выполненный из двух симметричных частей, разделенных продольными щелями, а соосно рупорному излучателю внутри его установлен дополнительный рупор.

На чертеже изображена конструкция предлагаемой рупорной антенны.

Предлагаемая антенна состоит из рупорного излучателя 1, состоящего из двух симметричных частей, разделенных продольными щелями 2. Внутри рупорного излучателя 1 установлен, например, с помощью диэлетрических шпилек 3 соосно ему дополнительный рупор 4.

При возбуждении в горловине рупорной антенны ТЕМ-волны формируется однородное по поляризации и фазе поле, что является условием получения направленного вдоль оси рупорной антенны излучения. Кроме того, наличие продольных щелей позволяет возбудить желаемую ТЕМ-волну подводом возбуждающего напряжения к половинкам рупорной антенны. В этих щелях возбуждается поперечное магнитное поле, следствием чего является излучение из щелей. Поляризация поля, излученного щелями, совпадает с поляризацией поля в раскрыве рупорной антенны. Такая щель может рассматриваться в качестве излучателя бегущей волны, фазовая скорость в котором совпадает со скоростью света. В подобных случаях максимум излучения такой антенны совпадает с продольной осью щели, т. е. практически совпадает с осью рупорной антенны. Таким образом, излучаемое щелями поле лишь добавляется к излучению собственно рупора. В предлагаемой рупорной антенне сочетаются достоинства, с одной стороны, широкополосных вибраторных антенн, базирующихся на том обстоятельстве, что в процессе возбуждения и излучения этих антенн используются волны типа ТЕМ, для которых характерны отсутствия частотных ограничений и дисперсии, и достоинства рупорных антенн, отличающихся направленностью излучения. Кроме того, в рупорной антенне отсутствуют резонансные явления, ограничивающие ее широкополосность.

Источники информации
1. Л. Робинсон, В. Уэйр, Л. Юнг. Установление местоположения и распознование неоднородностей в диэлектрических средах. ТИИЭР, т.62, март 1974 г.

2. О. V. Mikheev and oth. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol 43, 1, Feb 2001.

3. В. Рамзей. Частотно-независимые антенны. М.: Мир, 1968 г.

4. Авт. св. 1092623 А (заявка 2827476 от 08.10.79).

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике излучения и приема электромагнитных сигналов. Технический результат заключается в увеличении широкополосности рупорной антенны. Сущность изобретения заключается в выполнении рупорного излучателя из двух симметричных частей, разделенных продольными щелями, в соосном размещении в нем дополнительного рупора и в возбуждении в его горловине ТЕМ-волны. 1 ил.

Рупорная антенна, содержащая рупорный излучатель, отличающаяся тем, что рупорный излучатель, в горловине которого возбуждается ТЕМ-волна, выполнен из двух симметричных частей, разделенных продольными щелями, а соосно рупорному излучателю внутри него установлен дополнительный рупор.