Оребрена антена - Патент България 2031495 - Дубровка Федор Федорович UA
Употреба: в радарни станции, на повърхността на корпусите на самолети, в хибридни рефлекторни антени. Същността на изобретението: устройството съдържа аксиално симетрична структура, която е фиксирана върху екрана, и две вълнуващи сонди. Всяка сонда за възбуждане е свързана в единия край към коаксиален конектор, направен в екрана, а другият й край е отворен. Екранът е направен под формата на кухо стъкло, а възбуждащите сонди са разположени на еднакво разстояние спрямо надлъжната му ос и са поставени в диелектрични втулки. 1 з.п. ф-лия, 1 ил.
Чертежи към патент България 2031495
Изобретението се отнася до микровълновата антено-вълноводна технология и може да се използва в антени с пътуващи вълни с аксиално излъчване, оребрена структура, гофрирани рупорни антени, структури с бавни вълни, предназначени за използване в радарни станции, на повърхността на корпусите на самолети, в хибридни рефлекторни антени.
Известен е антенен възбудител с оребрена пръчка, съдържащ двойка коаксиални проводници, образуващи прав проводник с дължина /2 ( - работна дължина на вълната), към средата на който източник на ЕМП, аксиално симетрична структура с оребрена пръчка (ACS), както и екран и балансиращо устройство са свързани взаимно ортогонално.
Недостатъкът на това устройство е увеличеният напречен размер на антенния възбудител с аксиално излъчване, собственото му напречно сечение е много по-малко (от порядъка на /3).
Известен е и възбудител на оребрена антена, който се състои от две линии от типа "жица над земята", успоредни по цялата аксиално симетрична структура на нейната генератора, разположени в диаметрално противоположни точки по периметъра на ACC,затворен в единия край, захранван в противофаза от коаксиални входове. Съдържа късо съединение в единия край на АСС и екран в другия край на АСС, в който са монтирани конектори за захранващите кабели.
Въпреки това, значителна дължина на възбуждащите проводници, равна на дължината на ACC, и наличието на късо съединение в края на ACC води до неефективно предаване на мощност от източника на възбуждане към структурата поради теснолентово съвпадение на дълъг проводник, съкратен в края, и влошаване на характеристиките на излъчване поради значителното самоизлъчване на дълги (значително големи) проводници на източника на възбуждане. В допълнение, разположението на вълнуващите проводници над повърхността на генератора на ACC (на известно разстояние от нея) увеличава напречните размери на антената, чието предимство е малките размери на напречното сечение.
Същността на изобретението се състои в това, че в ACC възбудителя, съдържащ екран и двойка възбуждащи сонди, разположени на еднакво разстояние спрямо надлъжната ос на ACC, сондите са ориентирани успоредно на надлъжната ос на ACC, съвпадаща с повърхността на генератора на реброто. В този случай сондите са изолирани от ACC.
Тази конструкция на възбудителя осигурява най-ефективното възбуждане на ACC, тъй като сондите са разположени в антинодите на надлъжния компонент на електрическото поле на работната вълна HE11, което им позволява да бъдат съкратени (около 1,2 ACC периода), отворени в краищата. По-ефективното възбуждане на ACC води до по-добро съгласуване на възбудителя на входа. Коефициентът на стояща вълна (КСВ) на предложения възбудител не надвишава 1,6 в честотната лента от 40% и 1,3 в честотната лента от 20%. Симетрията на дизайна и потенциално по-високата реализируема точност (без дълги проводници) осигуряват увеличаване на поляризациятаобмени в ортогонални равнини в широка честотна лента.
Едновременно с подобряването на електрическите характеристики предлаганият възбудител позволява значително намаляване на напречните размери до диаметъра на реброто на ACC плюс диаметъра на сондата. Сондите могат да бъдат направени тънки (с диаметър по-малък от /10), изолирани от реброто на ACC чрез двойка отвори (тесни радиални прорези, кръгли отвори и т.н.) на реброто. За да разширите работната честотна лента, да осигурите надеждна изолация и механично закрепване на сондите, препоръчително е да ги поставите вътре в диелектрика (диелектрични втулки, диелектрично запълване на обема между зоните и ASS и др.). За подобряване на съгласуването и потискането на страничното и задното излъчване (при антенния възбудител) между екрана и АСС допълнително се въвежда радиален трансформатор с дължина до един период на структурата и диаметър, избран от съотношението /3 D /2.
Същността на изобретението е илюстрирана с чертежи. Чертежът показва конструкцията на антената с оребрен прът, където 1 - коаксиални входове; 2 - вълнуващи сонди; 3 - екран; 4 - радиален трансформатор; 5 - аксиално симетрична структура; 6 - ребро с аксиално симетрична структура; 7 - диелектрични втулки.
Антената с оребрен прът се състои от коаксиални входове 1, които са фиксирани на равно разстояние по отношение на надлъжната ос на ACC, чиито централни проводници са свързани към двойка възбуждащи сонди 2 с дължина 1,2 ACC периода. Сондите се монтират на равно разстояние на разстояние, равно на радиуса на реброто на ACC, успоредно на надлъжната му ос. Между екрана 3 и оребрения прът ASS е разположен радиален трансформатор 4.ръб ACC.
Предлаганото устройство работи по следния начин.
Микровълновият сигнал се подава към коаксиалните изводи 1 в противофаза, който продължава да се разпространява по протежение на сондите 2, възбуждайки полето на първата азимутално нехомогенна хибридна вълна. Еквидистантното разположение на двойка сонди 2 спрямо надлъжната ос на ASS на разстояние, равно на диаметъра на реброто, осигурява максимално свързване, тъй като сондите са разположени в антинодите на надлъжния компонент на електрическото поле на работната вълна HE11 и допринася за ефективното възбуждане на ASS. Поляризираното отделяне за възбудената работна вълна в ортогонални равнини се максимизира благодарение на формата и местоположението на вълнуващите сонди, така че поляризационните характеристики на антената няма да бъдат влошени от източника на възбуждане.
ИСК
1. РЕБРЕНА ПРЪТНА АНТЕНА, съдържаща аксиално симетрична структура, фиксирана върху екрана, и две възбуждащи сонди, разположени на еднакво разстояние спрямо надлъжната ос на аксиално симетричната структура по протежение на образуващата на ребрата и изолирани от нея, единият край на всяка възбуждаща сонда е свързан към съответния захранващ проводник посредством коаксиален съединител, направен в екрана, характеризиращ се с това, че вторият край на всяка възбуждаща сонда е отворен и екранът е направен под формата на кухо стъкло, образуващо радиален трансформатор, чиято дължина е по-малка от един период на аксиално симетричната структура, а вътрешният диаметър D е избран от съотношенията /3D и D/2, докато вълнуващите сонди са разположени на разстояние, равно на диаметъра на ребрата на аксиално симетричната структура, в която са съответните вдлъбнатини направени, където е работната дължина на вълната.
2. Антена съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че всяка сонда за възбуждане е поставена вдиелектрична втулка, която е фиксирана в единия си край на екрана, а в другия - на съответния ръб на аксиално симетричната конструкция.