Антенна Советский патент 1986 года по МПК H01Q13/20 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антеннам средней направленности, и может быть использовано., например, в диапазоне миллиметровых волн.

Цель изобретения - формирование Ъсесимметричной игольчатой диаграммы направленности (ДН) и повышение коэффициента усиления.

На чертеже представлена структур- ная схема атенны, продольный разрез.

Антенна . содержит волновод 1 с фланцем 2, диэлектрический диск 3 с концентрическими неоднородностями, например канавками 4, согласующий металлический цилиндр 5, слой 6 диэлектрика, металлический диск 7 с концентрическими кольцевыми канавками 8 .

Антенна работает следующим обра- зом.

В волноводе 1 распространяется электромагнитная волна основного типа, (например, Н„ при круглом поперечном сечении волновода 1). Эта электромагнитная волна при падении на металлический диск 7 и согласующий металлический цилиндр 5 возбуждает электромагнитные волны типа Е и Н в закрытом радиальном волноводе, об- разованном фланцем 2 и металлическим диском 7. Сформированное в закрытом радиальном волноводе электромагнитное поле возбуждает те же типы волн в открытом радиальном волноводе, образованном фланцем 2, диэлектрическим диском 3 и слоем 6 диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ЕО диэлектрическая проницаемость материала диэлектрическо- го диска 3 (в частности, это может быть слой воздуха).

Электромагнитные волны типа Е распространяются в плоскости Е, типа Н - в плоскости Н - поля в волно- воде 1.

В промежуточных направлениях в открытом радиальном волноводе распространяется сумма Е и Н типов волн.

При выполнении условия (5) в от- крытом радиальном волноводе распространяются только поля Е и Н типов. Их начальные фазы на входе открытого радиального волновода равны, что достигается выбором соотношений .для диаметра металлического диска 7, глубины концентрических кольцевых канавок 8 и периода их расположения в со5

5

0

0 5 0

5

0 55

ответствии с соотношениями (1), (3), (4). Введение слоя 6 диэлектрика с диэлектрической проницаемостью меньшей, чем у диэлектрического диска 3 при выполнении соотношения (6) обеспечивает равенство длин волн типов ЕО и Н,.,

При распространении в открытом радиальном волноводе электромагнитные поля рассеиваются на концентрических неоднородностях, например концентрических канавках 4, и при равенстве начальных фаз и длины волн в двух взаимно перпендииулярньпс направлениях Е и Н образуют синфазнун} излучающую апертуру с равньтми эффективными размерами в этих полскостях, формирующую осесимметричную игольчатую ДН. Размер апертуры, глубина концентрических канавок 4 на диэлектрическом диске 3 и закон ее изменения определяют форму и ширину ДН и выбираются в соответствии с известными закономерностями, согласующий металлический цилиндр 5 служит для получения режима бегущей волны в волноводе 1 .

Равенство фазовых скоростей волн в открытом радиальном волноводе в перпендикулярном направлении при указанных соотношениях конструктивных параметров обеспечивает возможность увеличения круглой апертуры антенны для увеличения ее коэффициента усиления при сохранении постоянства ширины ДН в ее различных продольных сечениях и дает возможность сформировать осесимметричную игольчатую ДН,

Формула изобретения

Антенна, содержащая расположенные соосно волновод с фланцем и диэлектрический диск, на наружной поверхности которого вьшолнены концентри- ческие неоднородности, отличающаяся тем, что, с целью формирования осесимметричной игольчатой диаграммы направленности и повьш1ения коэффициента усиления, в нее введе- .ны слой диэлектрика, размещенный между фланцем и диэлектрическим диском, и металлический диск, установленный на диэлектрическом диске соосно ему, при этом на внутренней поверхности металлического диска выполнены кон31256П44

центрические кольцевые канавки, за-а и Е - толщина слоя диэлектполненные диэлектриком, причемрика и его диэлектрическая проницаеМ D - М + (1) .мость;

(2) толщина диэлектри Л, . / ческого диска и его

T-f- 6 d (З;

A-tt,2-Jf,диэлектрическая проР Л/2;(4)ницаемость;

,г / максимальный попеg b + arctg fftgCq.a) ,(5)

Lt t 4« J2 10речный размер волновода }

Ъ l-arctr(3i-&)(6)° Р металличесg r-S о диска;

где q K-jE -ЕО ;d-, Р, , - глубина, период К -1 f - 1;15положения и диэлект11 К , - 1 : рическая проницаеgj.oмость заполнения кон q, .центрических кольцеК 2 /я;вых канавок.

Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является формирование осесимметричной игольчатой диаграммы направленности (ДН) и повышение коэффициента усиления. Антенна содержит волновод 1 с фланцем 2, диэлектрический диск 3 с концентрическими неоднородностями, наJ пример канавками 4, согласующий металлический цилиндр 5, слой 6 диэлектрика, металлический диск 7 с концентрическими кольцевыми канавками 8. При распространении в открытом радиальном волноводе (СРВ) электромагнитные поля рассеиваются на концентрических неоднородностях, например канавкахг 4, и при равенстве начальных фаз и длин волн в двух вза- имно перпендикулярных направлениях Е и Н образуют синфазную излучающую апертуру с равными эффективными размерами в этих плоскостях, формирующую осесимметричную игольчатую ДН. Равенство фазовых скоростей волн в СРВ в перпендикулярном направлении обеспечивает возможность увеличения апертуры антенны для повышения ее коэффициента усиления при сохранении постоянства ширины ДН в ее различных продольных сечениях. 1 ил. se (Л 01 О