Плоская спиральная антенна Советский патент 1985 года по МПК H01Q11/08 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах, применяющих сверхширокополосные слабонаправленные антенны элли тической поляризации, особенно там, где требуется размещение антенн на ограниченной поверхности. Известны плоские спиральные антенны, в которых двухзаходная спираль выполнена по логарифмическому закону 1 . Однако размеры указанньгх антенн определяемые наибольшей длиной волны рабочего диапазона, затруд няют их размещение на плоскости с произвольными границами, а также не позволяют полностью реализоват широкополосность указанных антенн при их объединении в линейную антенйзло решетку. Наиболее близкой к изобретению является плоская спиральная антен на 2, содержащая линию передачи резонатор, и двухзаходную спираль, описываемую в полярной системе координат уравнением P fb«2P{f ) где р - результирующий радиус-вектор . PQ- начальный радиус-вектор спирали V - полярный угол; J4 - параметр раскручивания спирали; 6 - эксцентриситет эллипса. Однако в известной антенне, дос тигнутое уменьшение размера по одной из осей за счет пропорционального сжатия всех витков спирали вдоль этой оси и их расширения вдо ортогональной оси приводит к ухудшению электрических характеристик антенны, особенно в высокочастотно области рабочего диапазона и к соо ветствующему сужению рабочего диап зона. Цель изобретения - расширение р бочего диапазона в сторону высоких частот. Поставленная цель достигается тем, что в плоской спиральной анте не, сбдержащей линию передачи, резонатор и двухзаходную спираль. 52 описываемую в полярной системе координат уравнением p p -expfjuvf) где р - результирующий радиус-вектор-, р„ - начальный радиус-вектор спи,, Л- полярный угол; jU 7 параметр раскручивания спирали;е - эксцентриситет эллипса, двухзаходная спираль вьтолнена по указанному уравнению, где эксцентриситет эллипса плавно увеличивается, начиная от центра спирали к периферии, впределах 0$ е&0,83. Кроме того, зависимость эксцентриситета эллипса от полярного угла может иметь вид где - предельный угол намотки спирали. На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сбоку}- на фиг. 2 то же, вид сверху. Плоская .спиральная антенна содержит коаксиальную линию 1 передачи, резонатор 2, двухзаходную спираль 3 на диэлектрической плате 4, внутре;нние концы ветвей двухзаходной спирали 3 соединены с коаксиальной линией 1 передачи через cим feтpиpyющий элемент 5. Устройство работает следующим образом. ТЕМ волнаj распространяющаяся по коаксиальной ,линии 1 передачи, преображается симметрирующим элементом 5 в ТЕМ волну в симметричной двухпроводной линии и продолжает распространяться в прЬтивЬфазе по двум ветвям двухзаходиой спирали 3,, как по двухпроводной линии, до области двухзаходной спирали 3 где периметр одного витка спирали равен примерно рабочей длине волны и где разность фаз токов, протекающих в разных ветвях близка к нулю, в этой области происходит интенсивное излучение и резкае уменьшение тока в спирали за этой областью. Выполнение внутренних витков спирали с малым сжатием улучтаает согласование и поляризационные характеристики на высоких частотах.

Сравнительные испытания изобретения с известной антенной показывают,

что коэффициент перекрытия по частоте может быть увеличен до значения 3,64 вместо 2,86 у известной антенны.

1, ПЛОСКАЯ СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА, содержащая линию передачи, резонатор и двухзаходную спираль, описываемую в полярной системе координат уравнением ,екр().Тгде р - результирующий радиус-вектор; с начальный радиус-вектор спирали -, Ч- полярный угол; |ц - параметр раскручивания спирали; 6- эксцентриситет эллипса, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона в сторону высоких частот, двухзаходная спираль выполнена по указанному уравнению, где эксцентргситет эллипса плавно увеличивается, начиная от центра спирали к периферии, в пределах ,83. 2. Антенна по п. 1, о т л ичающаяся тем, что зависимость эксцентриситета эллипса от (Л полярного угла имеет вид o.ts а где Чк - предельный угол намотки спирали. со сд