Антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q1/38 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве слабонаправленного малогабаритного излучателя фазированной антенной решетки или самостоятельной бортовой антенны и является совершенствованием известной полосксвой антенны по авт.св. № 1573487.

Известны варианты построения антенн аналогичного назначения, которые имеют некоторые признаки, сходные с признаками заявляемого решения. Эти антенны содержат дисковый металлический излучатель, металлический экран, штыревой возбуждающий зонд и короткозамыкатель, соединяющий излучатель с экраном. Они характеризуются достаточно малыми для практического применения в качестве элементов антенной решетки электрическими размерами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству аналогом является антенн, по авт ев № 1573487, содержащая диэлектрическую подложку, на одной стороне которой расположен металлический экран, а на другой - проводящий диск, в котором выполнена щель, штыревой зонд, коаксиальный фидер, проводящий короткозамыкатель. Щель выполнена в виде круга, центр которого совпадает с центром проводящего диска, и прорези прямоугольной формы, расположенной по радиусу проводящего диска. Штыревой зонд одним концом подключен к токопроводящему диску, а другим - к внутренним проводникам коаксиального фидера, внешний проводник которого подключен к металлическому экрану. Проводящий короткозамыкатель выполнен в виде тонкой прямоугольной пластины длиной, равной длине прорези прямоугольной форме, и установлен вдоль кромки этой прорези.

Недостатком антенны является неравномерность ее амплитудной диаграммы направленности в азимутальной плоскости и

SJ XJ

СЛ

ч

XI W

|чэ

абариты, ограничивающие область ее приенения.

Целью изобретения является уменьшеие габаритов и повышение равномерности иаграммы направленности в азимутальной лоскости,

Для достижения этой цели в токопрово- ящем кольцевом диске антенны выполнено п 5.,.10 радиальных щелей, которые размещены поочередно со стороны его внешней и внутренней кромок с угловыми интервалами, возрастающими пропорционально азимутальному углу, отсчитываемому от короткозамыкателя, при этом их длина выбрана из соотношения ,3-0,7) (А-В), где А, В - внешний и внутренний радиусы токопроводящего кольцевого диска соответственно, причем А (0,025-0,06) Л/УеГ, где А- длина волны в свободном пространстве, Јг - относительная диэлектрическая проницаемость материала подложки, при этом штыревой зонд установлен на равном расстоянии от соответствующих смежных щелей.

На фиг.1 изображена антенна, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Антенна содержит металлический диск (излучающий элемент) 1, расположенный над экраном 2, диэлектрическую подложку 3. В диске выполнена радиальная прорезь 4, вдоль кромки которой диск соединен пластинчатым короткозамыкателем 5 с экра- ном. Введенные радиальные щели 6 длиной I (0,3...0,ХА-В), включенные встречно и поочередно от внешней и внутренней кромок токопроводящего диска. Штыревой возбуждающий зонд 7 установлен равноудаленно от смежных щелей. Внешний радиус диска выбирается из соотношения А fO,025...0,05) A/vЈT; Я -длина волны в свободном пространстве, Ј - относительная диэлектрическая проницаемость материала подложки.

Антенна работает следующим образом.

Питание к штыревому возбуждающему зонду 7 подается по питающему коаксиальному фидеру через коаксиально-полоско- вый переход. При этом в резонаторе антенны, образованном диском 1 и экраном 2, возбуждается электромагнитное.поле. Введенные радиальные несквозные щели увеличивают определяющую электрический размер резонатора длину пути магнитного тока, протекающего по внешним кромкам излучающего элемента. Это снижает размер антенны по отношению к рабочей длине волны, и выравнивает амплитудное распределение магнитного тока по дуговой излучающей щели, что определяет равномерность диаграммы направленности в азимутальной плоскости.

Местом расположения возбуждающего

зонда между смежными радиальными щелями по угловой координате f, отсчитываемой от точки подключения короткозамыкателя, определяется выбор величины входного сопротивления антенны: оно растет по мере

увеличения р. Увеличение количества радиальных щелей и их длины снижает частоту, однако при значительном их количестве {п 10...12) ухудшается согласование антенны с питающим фидером.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Антенна диаметром 70 мм, выполненная на стеклотекстолитовой подложке толщиной 4 мм, имела резонанс на частоте 165 МГц. При этом ее внутренний

радиус составлял 10мм. Длина каждой щели составляла 10 мм при их числе, равном 5, а угловые координаты р этих щелей, определяемые от радиального короткозамыкателя, составляли соответственно 20, 45, 90,

150 и 225°, Возбуждающий зонд размещен с угловым смещением р0 примерно 65°. Увеличение длины щелей до 15 мм привело к снижению резонансной частоты до 116 МГц, При этом КСВ при согласовании с

фидером с волновым сопротивлением 50 Ом на резонансных 1,7 при различных (в пределах указанных в формуле изобретения величин) длинах щелей.

От использования заявляемого устройства в сравнении с основным изобретением следует ожидать уменьшения в 1,5...2 раза размеров излучателя. Указанное преимущество способствует повышению равномерности диаграммы направленности антенны и

делает ее более предпочтительной при проектировании на ее основе антенных решеток с жестким ограничением на размер общей апертуры.

Формула изобретения

5 Антенна по авт.св, № 1573487, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения равномерности диаграммы направленности в азимутальной плоскости, в токопроводящем кольцевом

0 диске выполнено п 5-10 радиальных щелей, которые размещены поочередно со стороны его внешней и внутренней кромок с угловыми интервалами, возрастающими пропорционально азимутальному углу, от5 считываемому от короткозамыкателя, при этом их длина I выбрана из соотношения I (0,3-0,7)(А-В), где А, В - внешний и внутренний радиусы токопроводящего кольцевого диска соответственно, причем А (0,025

Использование: слабонаправленный малогабаритный излучатель фазированной антенной решетки или самостоятельная бортовая антенна. Сущность изобретения: в антенне, состоящей из проводящего диска, установленного на диэлектрической подложке над металлическим экраном, выполнено круговое отверстие (щель) в центре диска и прорези прямоугольной формы (радиальные щели), которые размещены поочередно со стороны его внешней и внутренней кромок с угловыми интервалами, возрастающими пропорционально азимутальному углу. Достигнуты уменьшение габаритов антенны и повышение равномерности диаграммы направленности. 2 ил.

P-7-VI vrtr ffl rffTlfll I и у У7ГТЛ

Т

f f f f f f fjffri r r ft f r r / f i иг ir Xf f f f t rl

Фиг 2