ЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА Российский патент 2018 года по МПК H01Q9/04 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к щелевым антеннам резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта.

Известны магнитно-щелевые антенны резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности (Г.Б. Белоцерковский "Антенны", Москва 1956 г., стр. 421), в которых прямоугольная щель в электропроводящем листе с согласующим резонатором запитывается поперек щели электрическим током. Однако эти антенны не обеспечивают эллиптической поляризации.

Наиболее близкой к предложенной антенне является антенна, описанная в (Г.Б. Резников "Антенны летательных аппаратов", Москва 1967 г., стр. 315), содержащая цилиндрический электропроводящий корпус, амплитудно-фазовый делитель, имеющий в составе коаксиальные кабели, четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, и размещенный на первом торце цилиндрического электропроводящего корпуса крестообразный щелевой излучатель эллиптически поляризованной электромагнитной волны. Эта антенна представляет собой две взаимно перпендикулярные линейные щели, закрытые с одной стороны резонатором крестообразной формы. Возбуждение каждой щели производится в фазе двумя отдельными вибраторами, при этом эллиптическая поляризация электромагнитного излучения антенны обеспечивается сдвигом фазы между щелями 90°.

Однако, эта антенна имеет существенные габариты и одночастотное согласование запитывающего устройства.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение габаритов антенны и ее двухчастотное согласование с фидерным трактом 50 Ом.

Технический результат достигается тем, что щелевая антенна, содержащая цилиндрический электропроводящий корпус, амплитудно-фазовый делитель, имеющий в составе коаксиальные кабели, четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, и размещенный на первом торце цилиндрического электропроводящего корпуса крестообразный щелевой излучатель эллиптически поляризованной электромагнитной волны, отличается тем, что два канала амплитудно-фазового делителя образованы микро-полосковой платой, а еще по два канала образованы коаксиальными кабелями, подключенными к электропроводящим возбудителям крестообразной щели, также в цилиндрический электропроводящий корпус введен диск из электропроводящего материала, закрепленный на втором торце цилиндрического электропроводящего корпуса при помощи стержня из электропроводящего материала, при этом ось диска из электропроводящего материала совпадает с осью электропроводящего цилиндрического корпуса антенны, и на первом торце цилиндрического корпуса закреплены четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, которые установлены в вершинах квадрата с центром на оси диска из электропроводящего материала, а амплитудно-фазовый делитель размещен вне цилиндрического электропроводящего корпуса.

Заявляемая антенна отличается от прототипа тем, что:

- что два канала амплитудно-фазового делителя образованы микрополосковой платой, а еще по два канала образованы коаксиальными кабелями, подключенными к электропроводящим возбудителям крестообразной щели, прорезанной в первом торце электропроводящего цилиндрического корпуса антенны;

- в цилиндрический электропроводящий корпус антенны введен электропроводящий диск, закрепленный на втором торце цилиндрического электропроводящего корпуса антенны при помощи электропроводящего стержня, при этом ось электропроводящего стержня и ось электропроводящего диска совпадают с осью электропроводящего цилиндрического корпуса антенны.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники позволяют сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемой антенны, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 представлен вид на антенну сверху, на фиг. 2 представлено сечение антенны, на фиг. 3 показан вид на амплитудно-фазовый делитель из микрополосковой платы и коаксиальных кабелей.

Антенна содержит крестообразный щелевой излучатель эллиптически поляризованной электромагнитной волны 1, размещенный в первом торце электропроводящего цилиндрического корпуса антенны 2, на этом же торце закреплены четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели 3, при этом эти электропроводящие возбудители не имеют электрического контакта с вторым торцом цилиндрического электропроводящего корпуса антенны 2, на упомянутом втором торце цилиндрического электропроводящего корпуса антенны 2 при помощи стержня из электропроводящего материала 5 закреплен диск из электропроводящего материала 4, при этом ось диска из электропроводящего материала 4 и ось стержня из электропроводящего материала 5 совпадает с осью электропроводящего цилиндрического корпуса антенны 2, а электропроводящие возбудители крестообразной щели установлены в вершинах квадрата с центром на оси диска из электропроводящего материала 4, вне электропроводящего цилиндрического корпуса антенны 2 находится амплитудно-фазовый делитель, состоящий из микрополосковой платы 6, образующей два канала амплитудно-фазового делителя, и кабелей 7, образующих еще по два канала амплитудно-фазового делителя, причем центральные жилы кабелей 7 имеют электрический контакт с микрополосками платы 6 и электропроводящими возбудителями крестообразной щели 3, а оплетки кабелей 7 имеют электрический контакт с электропроводящим цилиндрическим корпусом антенны 2, к входу микрополосковой платы 6 подключен РЧ-соединитель 8.

Антенна работает следующим образом. Электромагнитная волна через РЧ-соединитель 8 посредством микрополосковой платы 6 делиться на два канала, со сдвигом фазы 90 градусов между каналами, затем через кабели 7 поступает на возбудители 3, причем длины кабелей 7 и микрополосковая плата 6 обеспечивают, как равное деление электромагнитной волны между электропроводящими возбудителями крестообразной щели 3, так и сдвиг фазы 90 градусов между электромагнитными волнами на соседних электропроводящих возбудителях крестообразной щели, после чего электромагнитная волна возбуждает крестообразный щелевой излучатель эллиптически поляризованной электромагнитной волны 1, который совместно с диском из электропроводящего материала 4, установленном на стержне из электропроводящего материала 5, обеспечивает резонанс антенны на двух заданных частотах. Диск из электропроводящего материала 4, размещенный внутри цилиндрического электропроводящего корпуса антенны 2, снижает частоту резонанса за счет усложнения внутренней структуры антенны, что ведет к уменьшению габаритов антенны. Настройка антенны на двух частотах производится для каждой пары электропроводящих возбудителей крестообразной щели 3, пару составляют электропроводящие возбудители крестообразной щели, установленные на одной диагонали квадрата. Настройка производится путем подключения кабелей в точке их стыковки с микрополосковой платой 6 (при настройке кабель отстыковывается от микрополосковой платы) от одной пары возбудителей крестообразной щели 3 к векторному анализатору цепей посредством изменения длины кабеля и перемещения диска из электропроводящего материала 4 вдоль стержня из электропроводящего материала 5, при этом добиваются, чтобы на требуемых частотах, измеряемые векторным анализатором цепей, параметры S11 совпадали и находились на единичной окружности диаграммы полных проводимостей. Затем, при помощи шлейфов микрополосковой платы 6, производится согласование на двух требуемых частотах с волновым сопротивлением 50 Ом, после чего происходит объединение электромагнитных волн от каждой пары электропроводящих возбудителей крестообразной щели 3 в микрополосковой плате.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к щелевым антеннам резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта. Технический результат - уменьшение габаритов антенны и ее двухчастотное согласование с фидерным трактом 50 Ом за счет введения диска из электропроводящего материала в цилиндрический электропроводящий корпус антенны. Технический результат достигается тем, что щелевая антенна, содержащая цилиндрический электропроводящий корпус, амплитудно-фазовый делитель, имеющий в составе коаксиальные кабели, четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, и размещенный на первом торце цилиндрического электропроводящего корпуса крестообразный щелевой излучатель эллиптически поляризованной электромагнитной волны, отличается тем, что два канала амплитудно-фазового делителя образованы микрополосковой платой, а еще по два канала образованы коаксиальными кабелями, подключенными к электропроводящим возбудителям крестообразной щели, также в цилиндрический электропроводящий корпус введен диск из электропроводящего материала, закрепленный на втором торце цилиндрического электропроводящего корпуса при помощи стержня из электропроводящего материала, при этом ось диска из электропроводящего материала совпадает с осью электропроводящего цилиндрического корпуса антенны, и на первом торце цилиндрического электропроводящего корпуса закреплены четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, которые установлены в вершинах квадрата с центром на оси диска из электропроводящего материала, а амплитудно-фазовый делитель размещен вне цилиндрического электропроводящего корпуса. 3 ил.

Щелевая антенна, содержащая цилиндрический электропроводящий корпус, амплитудно-фазовый делитель, имеющий в составе коаксиальные кабели, четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, и размещенный на первом торце цилиндрического электропроводящего корпуса крестообразный щелевой излучатель эллиптически поляризованной электромагнитной волны, отличающаяся тем, что два канала амплитудно-фазового делителя образованы микрополосковой платой, а еще по два канала образованы коаксиальными кабелями, подключенными к электропроводящим возбудителям крестообразной щели, также в цилиндрический электропроводящий корпус введен диск из электропроводящего материала, закрепленный на втором торце цилиндрического электропроводящего корпуса при помощи стержня из электропроводящего материала, при этом ось диска из электропроводящего материала совпадает с осью электропроводящего цилиндрического корпуса антенны, и на первом торце электропроводящего цилиндрического корпуса закреплены четыре электропроводящих возбудителя крестообразной щели, которые установлены в вершинах квадрата с центром на оси диска из электропроводящего материала, а амплитудно-фазовый делитель размещен вне цилиндрического электропроводящего корпуса.