СИММЕТРИЧНЫЙ ВИБРАТОР Российский патент 2015 года по МПК H01Q9/34 H01Q1/46 

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения фазированных антенных решеток из состава антенно-фидерных устройств систем радиосвязи и радиолокационных устройств.

Известен симметричный вибраторный излучатель, имеющий тонкие цилиндрические плечи с диаметром d, закрепленные на симметрирующем устройстве под углом 90°, при этом d<<λ₀, где λ₀ - длина волны, соответствующая центральной частоте рабочего диапазона частот. [1 - Устройства СВЧ и антенны. Проектирование фазированных антенных решеток. Под ред. Д.И. Воскресенского, М., «Радиотехника», 2003, рис.2.6.1а].

Недостатком этого излучателя является узкая ширина диаграммы направленности (ДН) [1 - стр.222].

Известен симметричный вибратор [1 - рис.2.6.1б], плечи которого выполнены из плоских пластин и крепятся под углом 90° к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи высотой λ₀/4 и шириной, равной ширине плеч вибратора, нижние концы внешних проводников симметрирующего устройства закреплены на плоском проводящем экране, верхняя часть центрального плоского проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть имеет экспоненциальный переход для соединения с центральным проводником коаксиальной линии передачи, оплетка которого соединена с проводящим экраном, боковые края плеч вибратора загнуты по направлению к экрану, а боковые края внешних проводников симметрирующего устройства загнуты наружу.

К недостаткам известного решения следует отнести:

- недостаточную ширину ДН, что не обеспечивает построение на его основе антенных решеток с широкоугольным сканированием луча ДН. Так, конструкция аналога обеспечивает по уровню - 3 дБ ширину ДН не более 80° [2 - Лифшиц М.Ю. Антенны. М.: Вузовская книга. 2009, стр.37], поэтому использование известного решения в антенной решетке обеспечит углы сканирования антенной решетки не более ±40°. Однако для современных антенных решеток этого недостаточно, требуются углы сканирования не менее ±45°. Для реализации такой антенной решетки ширина ДН вибратора должна быть не менее 90°;

- реализацию с применением тонких металлических полос, что не обеспечивает достаточную механическую прочность при использовании его в условиях вибрации;

- отсутствие возможности оперативной установки - вибратор закреплен на проводящем экране неразъемно, а сигнал подается через соединенный пайкой коаксиальный кабель.

Наиболее близким по сущности к изобретению является симметричный вибратор [3 - положительное решение от 20.08.2012 по заявке 2011127437 от 04.07.2011 «Симметричный вибратор»], взятый за прототип, предназначенный для установки на плоском металлическом экране, в котором плечи выполнены из плоских пластин, прикрепленных к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, внешние проводники которой имеют такую же ширину, как плечи вибратора, верхняя часть центрального проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть является входом вибратора и имеет сужающийся переход для подключения к внешней линии передачи сигнала, плечи вибратора имеют наклон 45° в направлении экрана, нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с отверстием между внутренними поверхностями этих проводников симметрирующего устройства и отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану.

К недостатку прототипа следует отнести длительное время установки, поскольку для подключения к внешней линии передачи требуется пайка нижней части центрального плоского проводника симметрирующего устройства, что значительно усложняет и удлиняет процесс монтажа и настройки устройств, в которых используется прототип.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение оперативности установки симметричного вибратора.

Для достижения указанной цели предлагается симметричный вибратор, содержащий плечи, выполненные из плоских пластин, прикрепленных к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, внешние проводники которой имеют такую же ширину, как плечи вибратора, верхняя часть центрального проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть является входом вибратора и имеет сужающийся переход, плечи вибратора имеют наклон 45° в направлении экрана, нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с отверстием между внутренними поверхностями этих проводников симметрирующего устройства и отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану.

Согласно изобретению, в нижней части центрального проводника симметрирующего устройства установлена цанга, представляющая собой пружинящую разрезную цилиндрическую втулку, при этом ее внутренний диаметр обеспечивает плотное сочленение с ответной частью внешней линии передачи сигнала.

Проведенный сравнительный анализ заявленного устройства и прототипа показывает, что заявленное устройство отличается тем, что прототип в нижней части центрального проводника симметрирующего устройства имеет суживающийся переход для подключения к внешней линии передачи, которая осуществляется путем пайки. Это делает процесс установки вибратора сложным и длительным. В предлагаемом устройстве в нижней части центрального проводника симметрирующего устройства установлена цанга, внутренний диаметр который обеспечивает плотное сочленение с ответной частью внешней линии передачи сигнала. Использование цангового разъема значительно увеличивает оперативность установки вибратора за счет упрощения операции подсоединения, а также снижения времени установки и отсоединения вибратора.

Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого симметричного вибратора из литературы не известно, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.

На фиг.1 приведен внешний вид симметричного вибратора.

На фиг.2 приведен внешний вид симметричного вибратора снизу.

Симметричный вибратор (фиг.1) состоит из левого 1 и правого 2 плечей, прикрепленных к левому 3 и правому 4 внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, содержащей левый 3, правый 4 внешние проводники и центральный проводник 5. Верхняя часть центрального проводника 5 соединена с одним из плечей (на фиг.1 - с правым плечом 2). Нижние части левого 3 и правого 4 внешних проводников симметрирующего устройства образуют фланец 6, обеспечивающий крепление симметричного вибратора к плоскому металлическому экрану (на фиг.1 не показан).

В нижней части центрального проводника 5 симметрирующего устройства установлена цанга 7, представляющая собой пружинящую разрезную цилиндрическую втулку, при этом ее внутренний диаметр обеспечивает плотное сочленение с ответной частью внешней линии передачи сигнала (на фиг.1 не показана).

Фланец 6 имеет отверстие 8 (фиг.2), через которое осуществляется соединение цанги 7 с ответной частью внешней линии передачи сигнала (на фиг.2 не показана), и отверстия 9 для крепления симметричного вибратора к плоскому металлическому экрану (на фиг.2 не показан).

Симметричный вибратор выполнен из дюралюминия методом фрезерования или литья и представляет собой единую конструкцию, что обеспечивает его высокую вибропрочность и точность повторения расчетных геометрических размеров при изготовлении. Цанга 7 выполнена из бронзы и имеет пружинящие свойства, обеспечивающие плотное прилегание к ответной части внешней линии передачи сигнала. Цанга 7 закреплена на центральном проводнике 5 симметрирующего устройства пайкой.

Наличие у предлагаемого симметричного вибратора цанги обеспечивает возможность оперативной установки и отсоединения вибратора, в отличие от прототипа, для соединения которого с внешней линией передачи сигнала необходимо использовать пайку, что значительно удлиняет процесс установки и отсоединения вибратора.

Для проверки функционирования предлагаемого устройства был изготовлен макет, экспериментально проверенные характеристики которого подтверждают расчетные данные.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения фазированных антенных решеток из состава антенно-фидерных устройств систем радиосвязи или радиолокационных устройств. Технический результат - увеличение ширины диаграммы направленности, повышение вибропрочности и оперативности установки вибратора. Плечи симметричного вибратора выполнены из плоских пластин, прикрепленных к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, внешние проводники которой имеют такую же ширину, как плечи вибратора. Верхняя часть центрального плоского проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора. Соединение плеч вибратора к симметрирующему устройству выполнено с наклоном 45° в направлении к экрану, нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с отверстием между внутренними поверхностями внешних проводников симметрирующего устройства и отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану. В нижней части центрального проводника симметрирующего устройства установлена цанга для удобства подключения к внешней линии передачи сигнала. 2 ил.

Симметричный вибратор, содержащий плечи, выполненные из плоских пластин, прикрепленных к внешним проводникам симметрирующего устройства, выполненного в виде трехпроводной плоской воздушной линии передачи, внешние проводники которой имеют такую же ширину, как плечи вибратора, верхняя часть центрального проводника симметрирующего устройства соединена с одним из плеч вибратора, а нижняя его часть является входом вибратора и имеет сужающийся переход, плечи вибратора имеют наклон 45° в направлении экрана, нижние части внешних проводников симметрирующего устройства с наружной стороны образуют фланец с отверстием между внутренними поверхностями этих проводников симметрирующего устройства и отверстиями для крепления вибратора к плоскому экрану, отличающийся тем, что в нижней части центрального проводника симметрирующего устройства установлена цанга, представляющая собой пружинящую разрезную цилиндрическую втулку, при этом ее внутренний диаметр обеспечивает плотное сочленение с ответной частью внешней линии передачи сигнала.