АНТЕННЫЙ БЛОК Российский патент 2012 года по МПК H01Q11/08 

Изобретение относится к антенным устройствам, которые могут примениться при разработке установок для измерения радиолокационных характеристик (поляризационной матрицы рассеяния) объектов различного назначения.

Известна спиральная антенна (авт. св. №1483511, МПК H01Q 11/08, 1986 г.), содержащая цилиндрическую спираль, установленную над металлическим экраном, размещенную на диэлектрическом каркасе и подключенную к коаксиальному фидеру, и согласующее разомкнутое проводящее кольцо, диаметр которого равен диаметру цилиндрической спирали, установленное на диэлектрическом каркасе без гальванического контакта со свободным концом цилиндрической спирали, при этом длина разомкнутого проводящего кольца равна (0,4-0,6)λ, где λ - наибольшая длина волны рабочего диапазона.

Недостатком данной спиральной антенны является невозможность изменения круговой поляризации, на которую она настроена.

Наиболее близкой к предлагаемому антенному блоку по технической сущности и достигаемому положительному результату является антенна с изменяемой поляризацией [Антенны. Под редакцией Ю.К.Муравьева. Ч.II. Ленинград, 1963 г.], состоящая из двух спиралей, с противоположной намоткой, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, над металлическим экраном. Изменение поляризации достигается за счет смещения фазы питающего напряжения в одной из спиралей.

Недостатком данной антенны являются ограниченные возможности изменения поляризационных характеристик.

Технической задачей заявляемого изобретения является изменение поляризационных характеристик антенного блока в широких пределах путем изменения вектора поляризации излучаемого (принимаемого) сигнала от линейного до кругового левого и правого вращения.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в известную антенну, содержащую две спирали, установленные над металлическом экраном, с левой и правой намоткой, введены фазовращатель, два выключателя, согласующее кольцо, диэлектрический каркас и разветвитель, к одному из выходов которого подключена спираль с правой намоткой, а к другому выходу через фазовращатель - спираль с левой намоткой, при этом обе спирали и согласующее кольцо расположены на диэлектрическом каркасе.

Проведенный анализ уровня техники позволит установить, что аналоги заявляемого изобретения, характеризующиеся совокупностью признаков, идентичных всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявляемого изобретения условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного антенного блока, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники, и не подтверждена известность влияния отличительных признаков на заявляемый технический результат (улучшение поляризационных характеристик антенного блока), следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый антенный блок промышленно применим, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособности и воспроизводимости, а для реализации могут быть использованы известные отечественные материалы и оборудование.

На чертеже представлена функциональная схема антенного блока.

Антенный блок включает разветвитель 1, два выключателя 2.1, 2.2, фазовращатель 3, металлический экран 4, спираль правой намотки 5, спираль левой намотки 6, диэлектрический каркас 7 и согласующее кольцо 8.

Разветвитель 1 своими двумя выходами соединен с соответствующими выключателями 2.1, 2.2. Первый выключатель 2.1 соединен с установленной над металлическим экраном 4 спиралью правой намотки 5, а второй выключатель 2.2 соединен с установленной над металлическим экраном 4 спиралью левой намотки 6 через фазовращатель 3. Обе спирали 5, 6 намотаны на диэлектрическом каркасе 7, на котором установлено согласующее кольцо 8 без гальванической связи с концами спиралей.

Антенный блок работает следующим образом.

Сигнал поступает на вход разветвителя 1, один выход которого посредством переключателя 2.2 соединен со спиралью правой намотки 5, а другой - через фазовращатель 3 со спиралью левой намотки 6. При замыкании второго выключателя 2.2 подключается спираль правой намотки 5, и излучается сигнал спиралью правой намотки 5 круговой поляризации правого вращения вектора поляризации, а при замыкании первого выключателя 2.1 подключается спираль левой намотки 6. При этом излучается сигнал круговой поляризации левого вращения вектора поляризации. При одновременном замыкании обоих выключателей 2.1, 2.2 подключаются обе спирали 5, 6. При этом на выходе излучается сигнал линейной поляризации. Изменяя фазу излучаемого сигнала спиралью левой намотки 6 фазовращателем 3, плавно изменяется положение вектора линейной поляризации от горизонтальной до вертикальной.

Подбирая экспериментально расстояние между концами спиралей 5, 6 и согласующим кольцом, настраивают антенный блок на максимум излучения.

Расчет каждой спирали ведется по известным формулам [см. Марков Г.Т. и др., Антенны, М.: «Энергия», 1975 г.].

Угол подъема витка λ=12-16° при числе витков 5≤n≤14

Ширина луча по половинной мощности

Коэффициент направленного действия в направлении оси спирали

где L_S - длина намотки,

n - число витков,

S - шаг намотки,

λ - длина волны.

Входное сопротивление

Преимуществом предлагаемого антенного блока является создание компактного антенного блока с поляризационными характеристиками изменяемыми в широких пределах путем изменения вектора поляризации излучаемого (принимаемого) сигнала от линейного до кругового левого и правого вращения.

Изобретение относится к антенным устройствам, которое может применяться при разработке установок для измерения радиолокационных характеристик (поляризационной матрицы рассеяния) объектов различного назначения. Антенный блок содержит спираль левой намотки и спираль правой намотки, установленные над металлическом экраном, фазовращатель, два выключателя, согласующее кольцо, диэлектрический каркас и разветвитель, к одному из выходов которого подключена спираль правой намотки, а к другому выходу через фазовращатель - спираль левой намотки, при этом обе спирали и согласующее кольцо расположены на диэлектрическом каркасе. Техническим результатом является создание компактного антенного блока с изменяемым вектором поляризации и улучшенными поляризационными характеристиками. 1 ил.

Антенный блок, содержащий спираль левой намотки и спираль правой намотки, установленные над металлическом экраном, отличающийся тем, что в него введены фазовращатель, два выключателя, согласующее кольцо, диэлектрический каркас и разветвитель, к одному из выходов которого подключена спираль правой намотки, а к другому выходу через фазовращатель - спираль левой намотки, при этом обе спирали и согласующее кольцо расположены на диэлектрическом каркасе.