Спиральная антенна Советский патент 1993 года по МПК H01Q11/08 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной слабонаправленной антенны эллиптической поляризации дециметрового и сантиметрового диапазонов волн.

Цель изобретения - расширение рабочего диапазона в сторону низких частот.

На чертеже представлен общий вид спиральной антенны.

Спиральная антенна содержит плоскую двухзаходную спираль 1 на диэлектрической плате 2, резонатор 3, симметрирующий трансформатор 4 и коаксиальный фидер 5. Плоская двухзадная спираль имеет форму, описываемую уравнением в полярной системе координат: .

/э /0йехр(р)

(р)2 1 - е0 (р) f cos2 p

где р- текущий радиус-вектор спирали;

р - текущий полярный угол;

РО - начальный радиус-вектор спирали;

параметр рас ручивания спирали;

ео( р)г эксцентриситет эллипса, причем эксцентриситет эллипса плавно увеличивается от центра спирали к периферии в пределах

О 0(р} 0.83 по закону

. е0( р) VK ), где К - постоянный коэффициент, О а 1.

Спиральная антенна работает следующим образом. Электромагнитная волна ТЕМ, распространяющаяся по коаксиальному фидеру 5, трансформируется симметрирующим трансформатором 4 в волну ТЕМ двухпроводной линии, возбуждающую в противофазе начало двухзаходной спирали 1. Одновременно симметрирующий трансформатор 4 согласует волновое сопротивление коаксиального фидера 5 с входным сопротивлением двухзаходной спирали.

По двухзаходной спирали 1 распространяется бегущая волна ТЕМ двухпроводной линии, постепенно трансформируясь в поверхностную волну активной области двухзаходной спирали, периметр которой равен длине волны, В активной области двухзаходной спирали происходит интенсивное излучение электромагнитной поверхностной волны и ее затухание. За пределами активел С

х| ю

00 XI

VI

ной области тока в ветвях спирали практически равны нулю. Наличие резонатора 3 позволяет сформировать однонаправлен- ное излучение активной области спирали. На высоких частотах, где активная область находится на участке обычной логарифмической двухзаходной спирали, излучаемая элехтройёИнитная волна имеет поляризацию близкую, к круговой. На низких частотах; где активная области находится на уча6ткепэ:ллйптйЦёски сжатой логарифмической двухзаходной спирали/излучаемая волна имеет поляризацию с меньшим коэффициентом эллиптичности, причем положение большой оси эллипса поляризации определяется преобладанием щелевых или проводящих участков спирали в ее активной области. Благодаря выбранному закону спираль имеет внешний эллиптически сжатый участок и поэтому расширенный в сторону низких частот диапазон.

Фор мула из обретения Спиральная антенна, содержащая плоскую двухзаходную спираль, форма которой

в полярной системе координат с центром в центре спирали описана уравнением:

р р0-ехр(ц(р}

(у)Г 1 - е0 ( у) 2 cos2 f

где

0

текущий полярный угол;

р- текущий радиус вектор спирали;

РО - начальный радиус-вектор спирали;

л - параметр раскручивания спирали;

во(р) эксцентриситет эллипса, причем эксцентриситет эллипса плавно увеличивается от центра спирали к периферии 5 в пределах 0 еь(#) 0,83, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона в сторону низких частот, эксцентриситет эллипса выбран из соотношения

ео(р) VK ), где К - постоянный коэффициент;

25

0 а 1.

Использование: сверх ширбкополосные слабонаправленные антенны вращающейся поляризации. Сущность изобретения: в спиральной антенне, содержащей плоскую двухзаходную спираль, витки которой сжаты и образуют эллиптическое кольцо, эксцентриситет выбран по определенному закону. Достигнуто расширение рабочего диапазона в сторону низких частот. 1 ил.