Спиральная антенна Советский патент 1987 года по МПК H01Q11/08 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в спиральных антеннах.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот при сохранении ишрины диаграммы направленности спиральной антенны.

На фиг. 1 изображена спиральная антенна, обш,ий вид; на фиг. 2 - верхняя часть спиральной антенны, осевой разрез; на фиг. 3 - нижняя часть спиральной антенны, осевой разрез.

Спиральная антенна содержит корпус 1, закрепленный на тыльной стороне проводящей обшивки 2 летательного аппарата, радиопрозрачный стакан 3 с продольными окнами 4 на его боковой стенке 5, и скрепленные пассивные вибраторы, каждый из которых вьшолнен в виде неподвижного звена 6 и телескопически с ним соединенного подвижного звена 7, подпружиненного на выдвижение пружиной 8 сжатия и соединенного с одним концом гибкой связи 9. Скрещенные пассивные вибраторы закреплены на днище радиопрозрачного стакана 3, который установлен в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения и закреплен на пластине 10, снабженной втулкой 11. Внутри радиопрозрачного стакана 3 размещена с возможностью осевого перемещения стенка 12 цилиндрического резонатора, днище 13 которого неподвижно закреплено в корпусе Г и соединено со стенкой 12 скользящим контактом 14. В раскрыве цилиндрического резонатора на. его стенке 12 закреплена диэлектрическая подложка 15 с размещенными на ней спиральными проводниками 16. Диэлект10

15

закреплена зубчатая рейка 31, находящаяся в зацеплении с шестерней 29. Б стенке втулки 19 выполнен паз для обеспечения осевого перемещения рейки 30. На щестерне 29 закреплен щкив 32, изображенный пунктиром и соединенный приводным ремнем 33 с ведомым щкивом 34, на валу которого закреплены щкивы 35 и 36 разных диаметров. В корпусе 1 установлены ролики 37 и 38. Каждая гибкая связь 9 одним концом закреплена на подвижном звене 7, пропущена сквозь пружину 8 сжатия одного пассивного вибратора, сквозь отверстие в перемычке и сквозь пружину 8 сжатия противоположного пассивного вибратора, огибает секторную накладку 39, проходит сквозь продольный канал 40 в боковой стенке 5 радиопрозрачного стакана 3, огибает ролик 38 и другим концом закреплена на шкиве 35. Каждая гибкая связь 23 одним концом закреплена на подвижном звене 21, проходит сквозь пружину 22 сжатия, сквозь осевой канал 41, сквозь продольный канал 42 в стенке 12, огибает ролик 38 и други.м концом закреплена на щкиве 34.

Для обеспечения широкой диаграммы направленности, близкой по форме с полусферической, в спиральной антенне должны выдерживаться определенные соотнощения размеров (в длинах волны.): длина пассивного вибратора 0,72-0,74, длина радиального проводящего стержня 0,33-0,40, расстоя- 3Q ние от плоскости спиральных проводников 16 до плоскости пассивных вибраторов 0,57- 0,60, высота цилиндрического резонатора 0,24-0,26. Эти соотношения при частотной перестройке спиральной антенны автоматически обеспечиваются тем, что диаметры

20

25

40

рическая подложка 15 выполнена с центральным отверстием 17 и закреплена на трубке 18., 35 шестерен 27 и 29 выполнены разными, диа- которая входит с возможностью осевого пере- метры щкивов 32, 34, 35, 36 подобраны с уче- мещения во втулку 19 корпуса 1. На стенке 12 том перемещения реек 30 и 31 и необходи- цилиндрического резонатора вблизи его рас- крыва закреплены радиальные проводящие стержни, каждый из которых выполнен в виде неподвижного звена 20 и телескопически соединенного с ним подвижного звена 21, подпружиненного на выдвижение пружиной 22 сжатия и соединенного с одним концом гибкой связи 23. Радиальные проводящие стержни проходят сквозь продольные окна 4 на боковой стенке 5 радиопрозрачного стакана 3. Кабель 24 для питания спиральных проводников 16 проложен через центральное отверстие в корпусе 1, по трубке 18 и через отверстие 17 в диэлектрической подложке 15.

В корпусе 1 установлен реверсивный привод, включающий реверсивный электродвигатель, вал 25 которого снабжен ведущей шестерней 26, в зацеплении с которой находятся одинаковые шестерни 27 и 28. На одном валу с шестерней 28 установлена шестерня 29 большего диаметра. На трубке 18 закреплена зубчатая рейка 30, взаимодействующая с шестерней 27, а на втулке 11

мого перемещения подвижных звеньев 7 и 2 Г.

На фиг. 2, 3 спиральная антенна представлена с предельно выдвинутыми элементами, соответствующими наибольшей длине волны.

Частотную перестройку спиральной антенны для повышения рабочей частоты прод5 изводят следующим образом.

При включении электродвигателя его вал 25 вращает шестерню 26 по часовой стрелке (фиг. 3). Шестерня 29 перемещает зубчатую рейку 31 и вместе с ней втулку 11, пластину 10, радиопрозрачный стакан 3 и

50 скрещенные пассивные вибраторы в осевом направлении на большую величину, чем шестерня 27 перемещает зубчатую рейку 30 и вместе с ней трубку 18, диэлектрическую подложку 15 со спиральными проводниками 16 и стенку 12 цилиндрического резона55 тора с радиальными проводящими стержнями. Одновременно с этим посредством щкивов 32, 34, 35 и 36 производится наматывание гибких связей 9 и 23 на соответст0

5

закреплена зубчатая рейка 31, находящаяся в зацеплении с шестерней 29. Б стенке втулки 19 выполнен паз для обеспечения осевого перемещения рейки 30. На щестерне 29 закреплен щкив 32, изображенный пунктиром и соединенный приводным ремнем 33 с ведомым щкивом 34, на валу которого закреплены щкивы 35 и 36 разных диаметров. В корпусе 1 установлены ролики 37 и 38. Каждая гибкая связь 9 одним концом закреплена на подвижном звене 7, пропущена сквозь пружину 8 сжатия одного пассивного вибратора, сквозь отверстие в перемычке и сквозь пружину 8 сжатия противоположного пассивного вибратора, огибает секторную накладку 39, проходит сквозь продольный канал 40 в боковой стенке 5 радиопрозрачного стакана 3, огибает ролик 38 и другим концом закреплена на шкиве 35. Каждая гибкая связь 23 одним концом закреплена на подвижном звене 21, проходит сквозь пружину 22 сжатия, сквозь осевой канал 41, сквозь продольный канал 42 в стенке 12, огибает ролик 38 и други.м концом закреплена на щкиве 34.

Для обеспечения широкой диаграммы направленности, близкой по форме с полусферической, в спиральной антенне должны выдерживаться определенные соотнощения размеров (в длинах волны.): длина пассивного вибратора 0,72-0,74, длина радиального проводящего стержня 0,33-0,40, расстоя- Q ние от плоскости спиральных проводников 16 до плоскости пассивных вибраторов 0,57- 0,60, высота цилиндрического резонатора 0,24-0,26. Эти соотношения при частотной перестройке спиральной антенны автоматически обеспечиваются тем, что диаметры

0

5

5 шестерен 27 и 29 выполнены разными, диа- метры щкивов 32, 34, 35, 36 подобраны с уче- том перемещения реек 30 и 31 и необходи-

шестерен 27 и 29 выполнены разными, диа- метры щкивов 32, 34, 35, 36 подобраны с уче- том перемещения реек 30 и 31 и необходи-

мого перемещения подвижных звеньев 7 и 2 Г.

На фиг. 2, 3 спиральная антенна представлена с предельно выдвинутыми элементами, соответствующими наибольшей длине волны.

Частотную перестройку спиральной антенны для повышения рабочей частоты производят следующим образом.

При включении электродвигателя его вал 25 вращает шестерню 26 по часовой стрелке (фиг. 3). Шестерня 29 перемещает зубчатую рейку 31 и вместе с ней втулку 11, пластину 10, радиопрозрачный стакан 3 и

скрещенные пассивные вибраторы в осевом направлении на большую величину, чем шестерня 27 перемещает зубчатую рейку 30 и вместе с ней трубку 18, диэлектрическую подложку 15 со спиральными проводниками 16 и стенку 12 цилиндрического резонатора с радиальными проводящими стержнями. Одновременно с этим посредством щкивов 32, 34, 35 и 36 производится наматывание гибких связей 9 и 23 на соответствующие шкивы, поджатие пружин 8 и 22 и вдвижение подвижных звеньев 7 и 21, что дает пропорциональное уменьшение длины каждого пассивного вибратора и каждого радиального проводящего стержня.

Частотную перестройку спиральной антенны для уменьшения рабочей частоты производят реверсивным включением электродвигателя, вал 25 которого вращает шестерню 26 против часовой стрелки и обеспечивает выдвижение скрещенных пассивных вибраторов, диэлектрической подложки 15 со спиральными проводниками 16, стенки 12 цилиндрического резонатора и радиальных проводящих стержней. Одновременно шкивы 34 и 35 вращаются против часовой стрелки и прослабляют гибкие связи 9 и 23, при этом пружины 8 и 22 выдвигают подвижные звенья 7 и 21, обеспечивая необходимую длину каждого пассивного вибратора и радиального проводящего стержня.

Спиральная антенна сохраняет широкую диаграмму направленности в увеличенном на 25% частотном диапазоне при излучении и приеме электромагнитных волн вращающейся поляризации с коэффициентом эллиптичности не меньшим, чем 0,5.

Формула изобретения

Спиральная антенна, содержащая цилиндрический резонатор, в раскрыве которого на его стенке закреплена диэлектрическая подложка с размещенными на ней спираль0

5

0

5

0

ными проводниками и днище которого установлено на уровне проводящей поверхности, скрещенные пассивные вибраторы, которые посредством диэлектрической опорь закреплены над спиральными проводниками, и радиальные проводящие стержни, закрепленные на стенке цилиндрического резонатора вблизи его раскрыва, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот при сохранении ширины диагра.м мы направленности, введен корпус, закрепленный на тыльной стороне проводяодей поверхности, диэлектрическая опора выполнена в виде радиопрозрачного стакана, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и снабженного продольными окнами на стенке в местах прохода радиальных проводящих стерж 1ей, стенка цилиндрического резонатора установлена внутри радиопрозрачного стакана с возмох - ностью осевого перемещения, а днище цилиндрического резонатора неподвижно закреплено в корпусе и соединено со стенкой скользящим контактом, при этом каждый из скрещенных пассивных вибраторов и каждый радиальный проводящий стержень выполнены в виде телескопически соединенных неподвижного звена и подвижного звена подпружиненного на выдвижение и соединенного гибкой связью с введенным реверсивным приводом, который установлен в корпусе и кинематически соединен со стенкой цилиндрического резонатора и с радиопрозрачным стаканом.

39

39

X

2J

12

Фиг. 2

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот при сохранении ширины диаграммы направленности спиральной антенны. Частотную перестройку спиральной антенны для повышения рабочей частоты производят включением электродвигателя, вал 25 которого врашает шестерню 26 по часовой стрелке. Шестерня 29 перемещает зубчатую рейку 31, втулку И, пластину 10, радиопрозрачный стакан и скрешенные пассивные вибраторы (ПВ) в осевом направлении на большую величину, чем шестерня 27 перемешает зубчатую рейку 30, трубку 18, диэлектрическую подложку (ДП) со спиральными проводниками и стенку 12 цилиндрического резонатора с радиальными проводяшими стержнями (РПС). Одновременно шкивами 32, 34, 35 и 36 производится наматывание гибких связей 9 и 23, поджатие пружин и вдвижение подвижных звеньев, что дает пропорциональное уменьшение длины каждого ПВ и каждого РПС. Частотную перестройку спиральной антенны для уменьшения рабочей частоты производят реверсивным включением электродвигателя, вал 25 которого врашает шестерню 26 против часовой стрелки и обеспечивает выдвижение скрещенных ПВ, ДП со спиральными проводниками, стенки 12 и РПС. Одновременно шкивы 34 и 35 врашаются против часовой стрелки и прослабляют гибкие связи 9 и 23. При этом пружины выдвигают подвижные звенья, обеспечивая необходимую длину каждого ПВ и каждого РПС. 3 ил. е СА а оо со 4 00 зо