Антенная насадка для штыревой антенны Российский патент 2020 года по МПК H01Q1/00 H01P1/26 

Мобильная башня обслуживания (МБО), представленная на фиг. 1, является отличительной особенностью космодрома «Восточный». Использование МБО позволило выйти на качественно более высокий уровень организации работ при наземных испытаниях ракеты космического назначения (РКН) на стартовом комплексе космодрома «Восточный». МБО обеспечивает доступ рабочего персонала к РКН на различных уровнях и защиту ракеты-носителя от неблагоприятных условий окружающей среды во время подготовки к пуску. Штатные антенны РТС РКН находятся внутри закрытой зоны башни обслуживания, которая экранирует излучение бортовых антенн передатчиков.

Передача телеметрической, видео и другой информации на наземные измерительные станции и командный пункт (КП), при испытаниях РКН на стартовом комплексе, осуществляется с помощью передающих антенных насадок и пассивных ретрансляционных антенно-фидерных устройств (РАФУ).

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для передачи высокочастотного сигнала антенных устройств радиотехнических систем на наземный измерительный пункт при испытаниях РН на стартовом комплексе космодрома «Восточный».

Известны антенные насадки в SU 221088 A (Мещерский А.И.), 01.07.1968 г., RU 220 U1 (Харченко К.П.), 16.01.1995 г., SU 1835971 A1 (Иванов С.Н. и др.), 27.06.1999 г., выполненные на основе коаксиала переменного сечения и контактного элемента связи, представленного отрезком линейного проводника или подпружиненным металлическим штырем.

Недостатками таких конструкций антенных насадок являются: большой КСВ насадки, большое поглощение передаваемой мощности в рабочей полосе частот, отсутствие радиогерметичности, поэтому они скорее используются для контроля наличия сигнала, а не для передачи этого сигнала, с целью качественного контроля, при испытании радиотехнических систем РН совместно с бортовым антенно-фидерным устройством и передачи вч-сигнала через РАФУ.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является антенная насадка, описанная в SU 1835971 A1, опубликованной 27.06.1999 г.

Данная антенная насадка (АН), содержащая корпус в виде коаксиала переменного сечения с разъемом для подключения коаксиального кабеля и контакты, один из которых соединяет внешний проводник коаксиала с основанием антенны, а другой - внутренний проводник разъема с выступающим концом антенны, не позволяет обеспечить высокую радиогерметичность и добиться согласованного режима работы с бортовым антенно-фидерным устройством РТС РН.

Схема использования предлагаемой антенной насадки при испытаниях РН на СК внутри МБО представлена на фиг. 2. Антенная насадка 3 предназначена для экранирования излучения штыревой антенны 2 радиотехнической системы РН, регистрации и передачи качественного сигнала бортового передатчика 1 через РАФУ, состоящего из передающей антенны 5 и высокочастотного фидерного тракта 4 на наземный измерительный пункт при испытаниях на стартовом комплексе космодрома «Восточный».

АН характеризуется четырьмя основными электрическими параметрами: КСВ АФУ РТС РН с установленной АН, КСВ насадки, ослаблением уровня мощности в насадке L_н, радиогерметичностью Э_н.

Для качественного приема сигнала РТС РН необходимо, чтобы АН обладали следующими характеристиками:

- КСВ бортовой антенны с установленной АН - не более 1,5;

- КСВ насадки - не более 1,7;

- L_н - не более 3 дБ;

- Э_н - не менее 50 дБ.

Принцип функционирования данной АН заключается в том, что она преобразует штыревую антенну в элемент коаксиальной линии, нагруженной на согласованную нагрузку.

Конструкция антенной насадки представлена на фиг. 3. Антенная насадка представляет собой металлический экранирующий корпус цилиндрической формы 6, выполненный из алюминия АМг6 толщиной 2 мм., который крепится к основанию штыревой антенны при помощи резьбового соединения 7. Передача ВЧ-мощности осуществляется через линию, состоящую из контактного элемента связи 8 и соединителя 9 устанавливаемых в крышке антенной насадки 10.

Отличительной особенностью данной АН является то, что величина волнового сопротивления всего устройства (штыревая антенна + АН) определяется соотношением диаметров внешнего штыря антенны и внутреннего диаметра насадки по формуле:

R_вх - входное сопротивление,

D - внутренний диаметр антенной насадки,

d - внешний диаметр антенны.

Экспериментально снятые электрические характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1 - электрические характеристики антенных насадок

Контролируемый параметр Значение КСВ бортовой антенны 1,25 КСВ антенной насадки, устанавливаемой на бортовую антенну 1,47 КСВ бортовой антенны, с устанавливаемой АН 1,26 Ослабление уровня мощности в АН 0,87 дБ Радиогерметичность АН 72,30 дБ

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов С.М., Арсенньева Е.Л., Гуцков Б.Е, Деконор В.Л. и др. Антенная насадка. А.С. H01Q 1/10, H01P 1/00, Оп. 27.06.1999.

2. Харченко К.П., Антонов Н.К. Антенная насадка. А.С. H01Q 21/06, Оп. 16.01.1995.

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для передачи высокочастотного сигнала на наземный измерительный пункт при испытаниях радиотехнических систем при нахождении ракеты-носителя внутри мобильной башни обслуживания на стартовом комплексе космодрома «Восточный». Антенная насадка для штыревых антенн представляет собой металлический экранирующий металлический корпус цилиндрической формы, который крепится к основанию бортовой штыревой антенны при помощи резьбового соединения. Передача ВЧ-мощности осуществляется через контактный элемент связи и соединитель. Достигнутый технический результат позволяет увеличить до максимума передаваемую ВЧ-мощность от бортовой антенны, обеспечить высокую радиогерметичность и согласованный режим работы, что необходимо для практического применения в рабочем состоянии. 3 ил.

Антенная насадка для штыревых антенн в виде цилиндрического металлического корпуса, отличающаяся тем, что штыревая антенна с установленной насадкой при помощи резьбового соединения образуют коаксиал с требуемым волновым сопротивлением, величина которого определяется соотношением внешнего диаметра штыревой антенны и внутреннего диаметра насадки, с целью согласования антенного тракта и передачи практически без потерь ВЧ-сигнала на измерительную аппаратуру или ретрансляционное антенно-фидерное устройство.