Рупорна антена с наклонена поляризация
Предложената рупорна антена с наклонена поляризация принадлежи към областта на антенната технология и може да се използва за приемане на електромагнитни вълни, елиптично и линейно поляризирани под ъгли 0°, 45° и 90° спрямо вертикалната равнина или за излъчване на сигнали с наклонена поляризация под ъгъл 45°. Проблемът, който трябва да се реши от полезния модел, е създаването на рупорна антена с наклонена поляризация с формата и параметрите на диаграмата на насоченост с ниско ниво на страничните листа, независимо от поляризацията на приетите сигнали в диапазона с коефициент на припокриване на честотата повече от 1,5:1.Рукорна антена с наклонена поляризация съдържа гладък рупор с отвор, равен на A, височина, равна на B, дължина, равна на L, фланци за закрепване на рупора към вълновода, сечение a×b, и към устройството, докато L=0,825A, рупорът е направен пирамидален и е снабден с 45° ротатор на поляризационна равнина с дебелина T=(0,32±0,11) max, разстоянието от отвора на клаксона до полярния ротатор е равно на (0,065±0,065)max. Поляризационният ротатор е направен плосък от четири слоя стъклопласт, като в първия слой, който е най-близо до отвора на клаксона, проводниците на тъканта са ориентирани спрямо хоризонталната равнина с наклон (11±5)°, във втория слой - под ъгъл (22±5)°, в третия слой - под ъгъл (33±5)° и в четвъртия слой - под ъгъл (45±5)°. Разстоянието между слоевете е 0,133 max, пълнителите от фибростъкло с пчелна пита са плътно разположени между слоевете тъкан, ротаторът на поляризационната равнина е прикрепен към монтажния фланец на клаксона към устройството с винтове, рогът и фланците, запоени в краищата му, са направени от същия метал. аз ще. 1.
Предложената рупорна антена с наклонена поляризация принадлежи към областта на антенната техника и може да се използва за линейно и елиптично приемане.поляризирани вълни или излъчване на микровълнови трептения, поляризирани под ъгъл 45° спрямо хоризонталната равнина.
Известни рупорни антени [Rudolf Kühn. микровълнови антени. Превод от него. изд. проф. М.П. Долуханов, с. 227-228, фиг. 5.23 и 239-240. ориз. 5.31 а), в). Publishing House of Shipbuilding, 1967], в който може да се формира радиационна диаграма (DN) с помощта на метални пластини. Когато клаксона се възбужда от линейно поляризирана вълна, чийто електрически вектор е наклонен под ъгъл от 45 ° спрямо хоризонталата, за да се получи еднаква ширина на шаблона при получаване на хоризонтално и вертикално поляризирани вълни, метални ленти се поставят в клаксона близо до отвора. Разстоянието между лентите или, съответно, разстоянието от тях до стените на клаксона трябва да бъде по-малко от - дължината на вълната на микровълновите трептения, така че частта от клаксона, запълнена с ленти, да остане суперкритична за вълна, поляризирана успоредно на лентите.
Недостатъкът на този метод за изравняване на RP е, че поради наличието на ленти лесно могат да се появят вълни от по-висок порядък, по-специално H11 вълни. и разпределението на полето в отвора е изкривено.
Известен пирамидален рупорен излъчвател [Rudolf Kühn. микровълнови антени. Превод от него. изд. проф. М.П. Долуханов, с. 240, фиг. 5.31 б). Shipbuilding Publishing House, 1967], съдържащ гладък пирамидален рог с отвор, равен на A × B (A е размерът в хоризонталната равнина, B е размерът във вертикалната равнина) и дължина, равна на L, и диелектрична плоча, разположена по оста на рога, захранвана от вълновод със сечение a × b. Когато в клаксона се постави диелектрична пластина с подходящ избор на нейните размери и относителна диелектрична проницаемост, е възможно да се изравни ширината на шаблона в равнината на пластината.
недостатъкна този метод е невъзможността да се получи стабилен и равномерен RP в широк честотен диапазон при приемане на елиптично, хоризонтално и вертикално поляризирани вълни с такава рупорна антена.
Техническият проблем, който се решава от полезния модел, е конструирането на рупорна антена с наклонена поляризация със същата ширина на диаграмата в честотния диапазон с отношението, където fmax, fmin са максималната и минималната работна честота на микровълнови трептения, при приемане на елиптично, хоризонтално и вертикално поляризирани вълни.
Техническият резултат се постига чрез че рупорна антена с наклонена поляризация, съдържаща гладък кух рупор с отвор, равен на A, височина, равна на B, дължина, равна на L, фланци за закрепване на рупора към вълновода, сечение a×b, и към устройството, L=0,825A, рупорът е направен пирамидален и е снабден с 45° ротатор на поляризационната равнина, разстоянието от отвора на рупора до поляризационния ротатор е (0 .065±0.065)max , ротаторът на поляризационната равнина е направен плосък от четири слоя фибростъкло, в първия слой, най-близо до отвора на клаксона, проводниците на фибростъклото са ориентирани спрямо хоризонталната равнина с наклон (11 ± 5) °, във втория слой - под ъгъл (22 ± 5) °, в третия слой - под ъгъл (33 ± 5) ° и в четвъртия слой - под ъгъл от (45 ± 5) °, разстоянието между слоевете е 0,133 макс., между слоевете тъканни фибростъкло пълнители от пчелна пита са разположени близо, ротаторът на поляризационната равнина е прикрепен към фланеца на клаксона към устройството с винтове, рогът и фланците, запоени в краищата му, са направени от същия метал.
Съществените характеристики, които отличават претендираната рупорна антена с наклонена поляризация от прототипа, не подлежат на самоквалификация, тъй като не са отделими отцял обект. Взаимното положение и размерите на всички елементи, включени в рупорна антена с наклонена поляризация, се изчисляват и окончателно определят експериментално и позволяват да се конструира рупорна антена с наклонена поляризация, която има еднаква широчина на диаграмата на ниво от минус 3 dB в широк честотен диапазон при приемане на елиптично, хоризонтално и вертикално поляризирани вълни, нивото на страничните листа е под минус 30 dB и VSWR е не повече от 1. 4.
На фиг. е показан чертеж на предлаганата рупорна антена с наклонена поляризация, на който са показани: 1 - рупор; 2 - фланец за закрепване на клаксона към вълновода; 3 - фланец за закрепване на клаксона към устройството; 4 - ротатор на равнината на поляризация; 5 - слоеве от фибростъкло; 6 - сърцевини от фибростъкло с пчелна пита; 7 - винтове за закрепване на ротатора на поляризационната равнина към фланеца за закрепване на клаксона към устройството.
Рогът 1 е направен пирамидален, кух, гладък, с участък от фланеца за закрепване на рога към вълновода (вход на вълновод) a × b, с отвор, равен на A, височина, равна на B, дължина, равна на L, и е изработен от метал (например месинг).
Фланецът за закрепване на клаксона към вълновода 2 и фланецът за закрепване на клаксона към устройството 3 също са метални и са фиксирани съответно в краищата на клаксона чрез запояване.
Ротаторът на поляризационната равнина 4 е направен плосък и се състои от четири слоя фибростъкло 5, като в първия слой, най-близо до отвора на клаксона 1, проводниците на фибростъклото са ориентирани спрямо хоризонталната равнина с наклон (11±5)°, във втория слой - под ъгъл (22±5)°, в третия слой - под ъгъл (33±5)° и в четири слой - под ъгъл (45±5)°. Разстоянието между слоевете е 0,133·max, сърцевините от пчелна пита от фибростъкло са плътно разположени между слоевете от тъкан от фибростъкло 6. Ротаторравнината на поляризация 4 е прикрепена към фланеца 3 на клаксона към устройството с винтове 7.
Роксовата антена с наклонена поляризация в режим на излъчване работи по следния начин: микровълнов сигнал през вълновод възбужда вълна от типа H10 в рог 1. С предложената конфигурация на рог 1 се формира амплитудно-фазово разпределение на електромагнитното поле в неговата апертура в равнината на магнитния вектор, което осигурява една и съща ширина на AP на ниво от минус 3 dB в широк честотен диапазон, и полярен ротаторът за въртене 4 завърта вертикалната поляризация на клаксона с 45° за излъчената вълна.
В режим на приемане се получават елиптично, хоризонтално и вертикално поляризирани вълни.
Експериментално изследвани модели на предложеното устройство с размери: A=115 mm, B=26 mm, L=95 mm и L=97 mm. Входът на клаксона 1 има напречно сечение (a×b=23×10) mm. Ротаторът на поляризационната равнина 4 с дебелина Т=16 mm на основата на стъклена телена тъкан беше разположен на разстояния 0, 5 и 10 mm от отвора на клаксона 1.
В честотния диапазон рупорната антена с наклонена поляризация имаше DN ширина минус 3 dB, равна на (20,5 ± 2,6) °, при получаване на хоризонтално и вертикално поляризирани вълни нивото на страничните лобове беше по-ниско от минус 30 dB и VSWR не беше повече от 1,4.
Изобретената рупорна антена с наклонена поляризация е конструктивно проста. Включва широко използвани материали и може да се произвежда във всяко средно предприятие. В сравнение с прототипа на сложна конфигурация на рупор с преход на възбуждане с наклонена секция на правоъгълен вълновод, предложената рупорна антена с наклонена поляризация има подобрени технически и икономически показатели:
- еднаква ширина на диаграмата в широк диапазон от честоти и поляризации;
- по-ниско нивостранични дялове;
- по-опростен дизайн, по-малки размери и съответно по-ниска цена.
Рупорна антена с наклонена поляризация, съдържаща гладък рупор с отвор, равен на A, височина, равна на B, дължина, равна на L, фланци за закрепване на рупора към вълновода, сечение a×b, и към устройството, характеризиращо се с това, че L=0,825A, рупорът е направен пирамидален и е снабден с 45° ротатор на поляризационната равнина, разстоянието от отвора на рупора до поляризационния ротатор е ( 0,065 ± 0,06 5)max, поляризационният ротатор с дебелина T=(0,32±0,11)max е направен плосък от четири слоя стъклопласт, като в първия слой, най-близо до отвора на клаксона, проводниците на тъканта са ориентирани спрямо хоризонталната равнина с наклон (11±5)°, във втория слой - под ъгъл (22±5)°, в третия слой - на ъгъл (33±5)° и в четвъртия слой - под ъгъл (45±5)°, разстоянието между слоевете mi е равно на 0,133 max, пълнителите от фибростъкло с пчелна пита са плътно разположени между слоевете тъкан, ротаторът на поляризационната равнина е прикрепен към фланеца на клаксона към устройството с винтове, клаксона и фланците на клаксона към вълновода и устройството е запоено в края му са направени от същия метал.