Диэлектрическая антенна Советский патент 1988 года по МПК H01Q13/24 

О)

tasaA ОФ

ч|

оо

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве облучателя зеркальной или .линзовой антенн, а также излучающих . элементов ФАР,

Цель изобретения - расширение диапазона частот формирования столообразной диаграмм направленности.

На чертеже изображена диэлект- рическая антенна, продольный разрез.

Диэлектрическая антенна содержит круглый волновод 1 с фланцем 2, диэлектрический стержень 3 и диэлектрическую втулку 4.

В открытом конце круглого волновода 1 расположен диэлектрический стержень 3, выступающий за пределы круглого- волновода 1 на длину L,.Диаметр диэлектрического стержня 3, равный D для его части, помещенной внутри круглого волновода 1, скачкообразно уменьшается в плоскости открытого конца круглого волновода 1 до величины

D, остается постоянным на большей

части длины L, а затем плавно уменьшается к свободному концу диэлектрического стержня 3.

На диэлектрическом стержне 3 расположена без зазора диэлектрическая. втулка 4 диной L и наибольшим внешним диаметром D. Толщина стенок диэлектрической втулки 4 плавно уменьшается -от середины к концам.

Положение диэлектрической втулки 4 на диэлектрическом стержне 3 подбирается экспериментально.

На фланце 2 выполнены концентрические канавки 5 глубиной h.

Диэлектрическая антенна имеет еле д тош:ие параметры: , L, (5-6)9i , , , 2, где -А - средняя длина волны рабочего диапазона; 6, и относительные диэлектрические проницаемости диэлектричес- кого стержня 3 и диэлектрической втулки 4 соответственно.

Диэлектрическая антенна работает следующим образом.

Электромагнитная волна типа Н, в круглом волноводе 1 возбуждает поверхностную волну типа НЕ , в диэлектрическом стержне 3 и частично излучается в осевом направлении. Поверхностная волна- типа НЕ,, в диэлектри- ческом стержне 3 возбуждает поверхностную волну вдоль диэлектрической втулки с плавно замедляющейся, а затем увеличивающей фазовой скорос

5

0

5

0

g

0 б

п 5

тью. Совместное излучение двух структур поверхностной волны с различными фазовыми скоростями обеспечивает столообразную диаграмму направленности (ДН) диэлектрической антенны с одинаковой шириной в Е и Н плоское-, тях. Сужающаяся часть диэлектрического стержня 3 улучшает его согласование с открытым пространством и уменьшает отражение от конца, а наличие концентрических канавок 5 уменьшает затекание тока на обратную сторону фланца 2. Указанные два фактора позволяют уменьшить уровень боковых лепестков ДН.

При правильно подобранном положении диэлектрической втулки 4 на диэлектрическом стержне 3 диэлектрическая антенна имеет в 0%-ной полосе частот уровень осцилляции столообразной части главного лепестка ДН не более 0,1 дБ, а отличие ширины ДН в Е и Н плоскостях не более 2% при ширине столообразной части ДН более половины от ширины ДН по уровню 0,1 мощно сти.

Формула изобретения

Диэлектрическая антенна, содержащая круглый -волновод с фланцем, в открытом конце которого соосно расположен диэлектрический стержень, выступающий за пределы круглого волновода, и диэлектрическую втулку, расположенную вокруг Быступакицей части диэлектрического стержня, о т л и - чающая ся тем, что, с целью расширения диапазона частот формирования столообразной диаграммы направленности, выступа 0щая часть диэлектрического стержня выполнена со скачкообразным уменьшением диаметра в плоскости- открытого конца круглого волновода, диэлектрическая втулка расположена на диэлектрическом стержне без зазора, при этом толщина ее стенок выполнена линейно уменьшающейся от сере дины к концам, а на фланце выполнены концентрические канавки, причем размеры и относительные диэлектрические проницаемости диэлектрического стержня и диэлектрической втулки выбраны из соотношений D,V3; L, (5-6( A; / Ег/е,2,

3 13743114

глубина концентрических канавок выб- L- длина диэлектрической втул-

рана равной Л/4, гдеки;

где D, - диаметр выступающей части наибольший внешний диаметр

диэлектрического стержня; диэлектрической втулки;

X - средняя длина воЛны рабоче- S, и относительные диэлектричесго диапазона;кие проницаемости диэлектриL - длина выступающей части ди-ческого стержня и диэлектриэлектрического стержня;ческой втулки соответственно.

Изобретение м.б. использовано в качестве облучателя зеркальной или линзовой антенны. Цель изобретения - расширение диапазона частот формирования столообразной диаграммы направленности. Диэлектрическая антенна содержит круглый волновод 1 с фланцем 2, диэлектрический стержень (ДС) 3 и диэлектрическую втулку (ДВ) 4. Для достижения цели выступающая часть ДС 3 выполнена со скачкообразным уменьшением диаметра в .плоскости открытого конца круглого волновода 1. ДВ 4 расположена на ДС 3 без зазора, при этом толщина ее стенок плавно уменьшается от середины к концам. На фланце 2 выполнены концентрические канавки 5 глубиной h. Положение ДВ 4 на ДС 3 подбирается экспериментально. 1 ил.