Слабонаправленная антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q9/00 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве как самостоятельной антенны, так и излучающего элемента антенной решетки или облучателя зеркальной антенны.

Известна слабонаправленная антенна, содержащая два трубчатых вибратора с длиной плеча I 0,28 А(А- средняя длина волны рабочего диапазона частот), расположенных внутри цилиндрического резонатора диаметром 1,42Яи высотой 0,38Яна расстоянии 0,22Яот закрытого конца резонатора, и два металлических диска диаметром 0.28А, расположенных на расстоянии 0,02А от плоскости вибраторов. Недостатком известной антенны являются большие габариты и небольшая ширина формируемых диаграмм направленности (ДН),

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является слабонаправленная антенна, содержащая открытый квадратный резонатор, в плоскости раскры- ва которого установлены два вибратора, выполненные в виде плоских пластин в форме сектора с углом при вершине 60°. Внутреннее сечение резонатора 0.7А х 0,7А, высота 0.25Я, радиус плеча вибратора 1,6Я. В прототип входят также две системы возбуждения и симметрирования, обеспечивающие подачу питания на вибратор, каждая из которых состоит из коаксиальной фидерной линии и металлического стержня.

Недостатком этой антенны является то, что она формирует не осесимметричную ДН (ширина ДН в Е-плоскости около 78°, в Н- плоскости - около 120°С), что ограничивает область ее применения, например, для работы в режиме круговой поляризации в широком пространственном секторе. Кроме того, антенна имеет большие габаритные размеры, определяемые размерами резонатора, которые в свою очередь определяются из условия наименьшего влияния на форму и ширину ДН боковой поверхности резонатора.

сл

с

VI VI

о

-«л

о

Цель изобретения - формирование осе- симметричной ДН и уменьшение габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в слабонаправленной антенне, содержащей полый резонатор, в плоскости раскрыва которого установлены два вибратора, плечи которых установлены взаимно ортогонально и выполнены в виде плоских пластин в форме сектора радиусом (0,143-0,165)Я, где А- рабочая длина волны, и углом при вершине 60°, полый резонатор выполнен цилиндрическим с внутренним диаметром (0,38 - 0,44)А и высотой (0,156-0,180)А и введено металлическое кольцо, установленное соос- но с вибраторами, параллельно плоскости вибраторов, под ней, на расстоянии (0,0027 - 0,0031)Я от нее, при этом внутренний диаметр металлического кольца рааен (0,027 - 0,031)А . его внешний диаметр (0,049 - 0,057)А, а на внешней кромке металлического кольца под каждым плечом вибратора выполнены лепестки в виде части кольца шириной (0.105 - 0,150},ограниченной сектором с углом при вершине 60°.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая слабо- направленная антенна.

Предлагаемая слабонаправленная антенна содержит полый цилиндрический резонатор 1, два плоских вибратора 2 с плечами секторной формы, две системы возбуждения и симметрирования вибраторов 2, каждая из которых состоит из металлических стержней 3 и коаксиальной фидерной линии 4, и металлическую пластину 5.

Плоские вибраторы 2 установлены ортогонально в плоскости раскрыва резонатора 1. Радиус сектора плеча вибратора 2 (0,143- 0,165)А, угол при вершине сектора 60° выбираются исходя из заданного диапазона рабочих частот антенны.

Размеры резонатора 1 - внутренний диаметр (0.38 - 0,44)Я и высота (0,156 - 0,180)А - подбираются экспериментально исходя из условия получения широкоугольных осесимметричных ДН.

Металлическая пластина 5 выполнена в виде кольца, внутренний диаметр которого (0,027 - 0,031) А, внешний диаметр (0,049 - 0,057) А. а на внешней кромке металлического кольца выполнены лепестки в виде части кольца шириной (0,105 - 0.150)А, ограниченной сектором с углом при вершине 60°. Металлическая пластина 5 установлена соосно с вибраторами 2, параллельно плоскости вибраторов, под ней на расстоянии (0.0027

- 0,0031)А от нее, а лепестки расположены под плечами вибраторов 2. Вьибором размеров пластины 5 и ее размещением относительно плоскости вибраторов 2 обеспечивается согласование антенны с волновым

сопротивлением питающей коаксиальной линии.

Предлагаемая антенна работает следующим образом. При подаче высокочастотного сигнала на один из входов фидерной

линии 4 возбуждается соответствующий вибратор 2, который излучает электромагнитную энергию как в свободное пространство, так и во внутренний объем резонатора 1. Так как диаметр резонатора 1 сравним с

размером вибратора 2, интенсивно возбуждается боковая поверхность резонатора 1, и в формировании ДН в дальней зоне антенны участвует не только- поле, излученное вибратором 2, но и поле, рассеянное резонатором 1. Выбором размеров резонатора 1 обеспечивается такое соотношение суммируемых полей, при котором ДН антенны имеет осесимметричную и широкоугольную форму.

Формула изобр-етения

Слабонаправленная антенна, содержащая полый резонатор, в плоскости раскрыва которого размещены два вибратора, плечи которых установлены взаимно ортогонально и выполнены в виде плоских пластин в форме сектора радиусом 0,1бА, где А- рабочая длина волны, и углом при вершине 60°, отличаю щаяся тем, что, с целью формирования осемметричной ДН и уменьшения габаритов, полый резонатор выполнен цилиндрическим с внутренним диаметром (0,38-0,44)А и высотой (0,156- 0,180) А и введено металлическое кольцо, установленное соосно с вибраторами параллельно плоскости вибраторов, под ней на расстоянии (0,0027-0,0031)/1 от нее, при этом внутренний диаметр металлического кольца равен (0,027-0,031)А, его внешний диаметр -(0.049-0.057Я а на внешней кромке

металлического кольца под каждым плечом „выполнены лепестки в виде части кольца ши-, риной (0,105-0,150)А, ограниченной сектором с углом при вершине 60°.

Использование: излучающий элемент антенной решетки или облучатель зеркальной антенны. Сущность изобретения: антенна содержит два плоских вибратора с плечами секторной формы, помещенными в рас- крыве цилиндрического резонатора. Под плоскостью вибраторов установлено металлическое кольцо с лепестками секторной формы, которые размещены под соответствующими плечами вибраторов. Выбор размеров металлического кольца обеспечивает согласование вибратора с фидером при уменьшенных размерах цилиндрического резонатора. Формируется широкоугольная симметричная диаграмма направленности, 1 ил.