×
20.06.2013
216.012.4e5e

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к антенной технике микроволнового диапазона и может быть использовано в зондирующих устройствах диагностического оборудования при размерах объекта диагностики и диапазоне его перемещений в ближней и промежуточной области (область дифракции Френеля). Технический результат - возможность излучения осесимметричного волнового пучка гауссова типа с требуемой шириной пучка, сохраняющего пучковые свойства на расстояниях до десятков длин волн от апертуры излучателя. Для этого в диэлектрическом коническом излучателе, возбуждаемом со стороны его усеченной вершины одномодовым диэлектрическим волноводом, а основание конуса является излучающей апертурой, угол наклона образующей конуса к его высоте должен быть не более 5°, а диаметр D основания конуса выбирается в зависимости от требуемой ширины d излучаемого волнового пучка на апертуре из соотношения , где λ - длина волны излучения и ε - относительная диэлектрическая проницаемость конуса, которая должна быть в пределах от 2,0 до 2,6, при этом минимальный диаметр основания конуса должен удовлетворять соотношению , а профиль направляющей конической поверхности от вершины до основания выполнен линейным. 1 ил.
Основные результаты: Диэлектрический конический излучатель, возбуждаемый со стороны его усеченной вершины одномодовым диэлектрическим волноводом, а основание конуса является излучающей апертурой, отличающийся тем, что угол наклона образующей конуса к его высоте должен быть не более 5°, а диаметр D основания конуса выбирается в зависимости от требуемой ширины d излучаемого волнового пучка на апертуре из соотношения где λ - длина волны излучения и ε - относительная диэлектрическая проницаемость конуса, которая должна быть в пределах от 2,0 до 2,6, при этом минимальный диаметр основания конуса должен удовлетворять соотношению а профиль направляющей конической поверхности от вершины до основания выполнен линейным.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к антенной технике микроволнового диапазона и может быть использовано в зондирующих устройствах диагностического оборудования при размерах объекта диагностики и диапазоне его перемещений в ближней и промежуточной области (область дифракции Френеля).

В этих условиях принципиально необходимо формирование излучения пучкового характера - волновых пучков гауссова (квазигауссова) типа, сохраняющего пучковые свойства в диапазоне перемещений объектов диагностики на расстояниях до десятков длин волн.

Наиболее перспективны для этих целей излучатели на основе диэлектрических волноведущих структур, торцы которых служат апертурой излучения, в связи с близостью амплитудного распределения волн волноведущей структуры гауссову распределению, описанные автором: Орехов Ю.И. Открытые волноводные и резонансные КВЧ устройства бесконтактной диагностики быстропротекающих процессов в многокомпонентных средах, автореферат дисс.докт.техн.наук: 05.12.04-М.; МЭИ, 2007, 40 с.

Известны стержневые излучатели в виде усеченного конуса, возбуждаемые в одномодовом режиме со стороны большего сечения конуса, торец которого меньшего диаметра служит апертурой излучателя, описанные S.Kobayashi, R.Mittra, R.Lampe. Dielectric tapered-rod antennas for mm-wave applications. IEEE Trans. Antennas Propag., vol.AP-30, no.1, pp.54-58, Jan.,1982.

Такие излучатели предназначены для формирования осесимметричных диаграмм направленности в дальней зоне излучения. С точки зрения формирования излучения пучкового характера известные излучатели обладают недостатком - пучковые свойства излучения сохраняются только в непосредственной близости от апертуры, на расстояниях в единицы длин волн.

Известно рупорное антенное устройство, защищенное патентом РФ №2052876, кл. H01Q 13/02, опубл. 20.01.1996 г.

Рупорное антенное устройство состоит из полого металлического волновода круглого сечения, к одному концу которого присоединен полый металлический волновод в виде конического рупора и диэлектрического излучателя, выполненного в виде полого диэлектрического волновода круглого сечения, расположенного внутри полого металлического волновода и конического рупора, и диэлектрического рупора, расположенного внутри конического рупора. Диэлектрический рупор, угол раскрыва которого выбран равным углу раскрыва конического рупора, соединен с внешней поверхностью полого диэлектрического волновода круглого сечения в плоскости горловины конического рупора, при этом диаметр полого диэлектрического волновода круглого сечения выбран меньше диаметра раскрыва диэлектрического рупора в 1,8-2,2 раза, а длина выступающей части полого диэлектрического волновода круглого сечения относительно раскрыва диэлектрического рупора выбрана равной половине средней длины волны рабочего диапазона волн.

Недостатком известного диэлектрического излучателя является невозможность сформировать излучение в виде осесимметричного волнового пучка гауссова типа с требуемой шириной пучка, сохраняющего пучковые свойства на расстояниях до десятков длин волн от апертуры излучателя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является диэлектрический конический излучатель, возбуждаемый со стороны его усеченной вершины одномодовым диэлектрическим волноводом, а основание конуса является излучающей апертурой, описанный авторами: Белов Ю.Г., Бударагин Р.В., Орехов Ю.И., Раевская Ю.В., Исследование антенной системы КВЧ-интерферометра, Антенны, изд-во «Радиотехника» №5, 2006, с.62-67.

Недостатками излучателя являются сохранение пучковых свойств расходящегося пучка на расстояниях не более единиц длин волн от апертуры и ограниченные возможности оптимизации амплитудного распределения волнового пучка (приближение к гауссову пучку) в связи с одномодовым режимом волн, распространяющихся в конусе излучателя.

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в возможности излучения осесимметричного волнового пучка гауссова типа с требуемой шириной пучка, сохраняющего пучковые свойства на расстояниях до десятков длин волн от апертуры излучателя.

Технический результат достигается тем, что в диэлектрическом коническом излучателе, возбуждаемом со стороны его усеченной вершины одномодовым диэлектрическим волноводом, а основание конуса является излучающей апертурой, угол наклона образующей конуса к его высоте должен быть не более 5°, а диаметр D основания конуса выбирается в зависимости от требуемой ширины d0 излучаемого волнового пучка на апертуре из соотношения

,

где λ - длина волны излучения и ε - относительная диэлектрическая проницаемость конуса, которая должна быть в пределах от 2,0 до 2,6, при этом минимальный диаметр основания конуса должен удовлетворять соотношению

,

а профиль направляющей конической поверхности от вершины до основания выполнен линейным.

На фиг.1 представлен диэлектрический конический излучатель, состоящий из возбуждающего одномодового диэлектрического волновода 1, плавно переходящий в сечении I в конус 2 с углом наклона образующей к его высоте α≤5°.

Диаметр основания конуса D (сечение II), а, следовательно, и усеченная высота конуса L, выбирается в зависимости от требуемой ширины излучаемого волнового пучка шириной d0 (по уровню 1/е) на основании конуса из соотношения

.

Профиль направляющей конической поверхности от вершины 0 конуса до основания - линейный.

Диэлектрический конический излучатель работает следующим образом.

Основная волна НЕ11 диэлектрического волновода 1 (фиг.1) распространяется в конической части 2 структуры, в силу плавности изменения сечения без изменения его симметрии.

Экспериментально при выборе угла α≤5° для излучателей, изготовленных из фторопласта-4 (ε=2,08) и полистирола (ε=2,56), достигается уровень излучения на резкой нерегулярности (сечение I фиг.1), практически не влияющий на амплитудное распределение излучаемого волнового пучка и отсутствие излучения с боковой поверхности конуса.

По мере распространения волны НЕ11 в конической волноведущей структуре при возрастании поперечного сечения в силу плавной нерегулярности и симметрии поперечного сечения волноведущей структуры возможно частичное преобразование волны НЕ11 только в волны высшего типа HE1n, где n=3,5,…

При апертуре (основании конуса) в конусе распространяется и излучается на апертуре только волна НЕ11. В силу отличий амплитудного распределения волны НЕ11 от гауссова распределения, не удается оптимизировать гауссов пучок, сохраняющий свои свойства на расстояниях десятки длин волн. При обеспечены условия возникновения волны НЕ13 и при коэффициентах возбуждения волны НЕ13 от 0,1 до 0,3 суммарное амплитудное распределение волн НЕ11 и НЕ13 практически совпадает с гауссовым пучком.

Это не противоречит теории нерегулярных открытых волноводов с медленно меняющимися параметрами и подтверждено экспериментальными исследованиями амплитудно-фазовых распределений (АФР) волновых пучков при диаметрах основания конуса (при α≤5°) в диапазоне от 6 мм до 30 мм при λ=3,2 мм и последующим разложением экспериментальных АФР в ряд Эрмито-Гауссовых пучков. При в спектре Гауссова пучка преобладает гауссов пучок нулевого порядка, гауссовы пучки высших порядков практически не влияют на АФР пучка. При этом условии волновой пучок сохраняет свои свойства на расстояниях от апертуры до (30-40) λ.

Конический излучатель изготавливают на токарном станке с ЧТУ.

Таким образом, в предлагаемом диэлектрическом коническом излучателе реализована возможность излучения осесимметричного волнового пучка гауссова типа с требуемой шириной пучка, сохраняющего пучковые свойства на расстояниях до десятков длин волн от апертуры излучателя.

Диэлектрический конический излучатель, возбуждаемый со стороны его усеченной вершины одномодовым диэлектрическим волноводом, а основание конуса является излучающей апертурой, отличающийся тем, что угол наклона образующей конуса к его высоте должен быть не более 5°, а диаметр D основания конуса выбирается в зависимости от требуемой ширины d излучаемого волнового пучка на апертуре из соотношения где λ - длина волны излучения и ε - относительная диэлектрическая проницаемость конуса, которая должна быть в пределах от 2,0 до 2,6, при этом минимальный диаметр основания конуса должен удовлетворять соотношению а профиль направляющей конической поверхности от вершины до основания выполнен линейным.
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-9 of 9 items.
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.12.2013
№216.012.8f15

Способ получения кормовой иммуностимулирующей добавки для профилактики и терапии заболеваний сельскохозяйственных животных

Изобретение относится к области биотехнологии и ветеринарной медицины, а именно к способам получения иммуностимулирующих кормовых добавок для сельскохозяйственных животных. К 100 г цеолитсодержащего туфа Первомайского месторождения Чувашской Республики адсорбируют 100 мл 7-8% взвеси артефактов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502322
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.05.2014
№216.012.c315

Диэлектрический планарный излучатель

Изобретение относится к антенной технике микроволнового диапазона, может быть использовано в зондирующих устройствах радиолокационного диагностического оборудования и предназначено для формирования волновых пучков излучения, обеспечивающих различную степень локализации облучения объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515700
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.def2

Устройство для одновременной трансляции сигналов в оптическом и радиочастотном диапазонах излучения

Изобретение относится к области измерений кинематических параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах. Технический результат - обеспечение возможности производить измерения кинематических параметров фиксированного участка (точки) движущейся поверхности. Для этого устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522860
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2015
№216.013.6545

Волноводный переход от металлического волновода к диэлектрическому

Изобретение относится к технике микроволнового диапазона и может быть использовано для возбуждения диэлектрических антенн, для соединения металлических волноводов приемо-передающей аппаратуры с диэлектрическими волноводами измерительных схем различного назначения. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557472
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.11.2015
№216.013.944a

Микроволновый одноканальный радиоинтерферометр с волноведущим зондирующим трактом

Изобретение относится к радиоэлектронной технике микроволнового диапазона и может быть использовано для измерения параметров быстропротекающих процессов движения различных материальных объектов, ударно-волновых и детонационных фронтов, плазмы. Техническим результатом является возможность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569581
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.95ac

Приёмо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569936
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.03.2016
№216.014.c5f3

Планарный диэлектрический излучатель

Изобретение относится к антенной технике КВЧ диапазона. Заявленный планарный диэлектрический излучатель состоит из возбуждающего одномодового прямоугольного диэлектрического волновода, диэлектрического плоского клина и диэлектрической пластины с двумя щелями, торец которой является апертурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578660
Дата охранного документа: 27.03.2016
25.08.2017
№217.015.a98c

Газодинамический источник давления

Изобретение относится к газодинамическим устройствам, источником энергии которых являются газогенерируюшие заряды, в частности, взрывчатого вещества (ВВ). Газодинамический источник давления содержит камеру высокого давления с внутренней полостью, в которую помещен газогенерирующий заряд ВВ. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611852
Дата охранного документа: 01.03.2017
Showing 1-10 of 16 items.
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.12.2013
№216.012.8f15

Способ получения кормовой иммуностимулирующей добавки для профилактики и терапии заболеваний сельскохозяйственных животных

Изобретение относится к области биотехнологии и ветеринарной медицины, а именно к способам получения иммуностимулирующих кормовых добавок для сельскохозяйственных животных. К 100 г цеолитсодержащего туфа Первомайского месторождения Чувашской Республики адсорбируют 100 мл 7-8% взвеси артефактов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502322
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.05.2014
№216.012.c315

Диэлектрический планарный излучатель

Изобретение относится к антенной технике микроволнового диапазона, может быть использовано в зондирующих устройствах радиолокационного диагностического оборудования и предназначено для формирования волновых пучков излучения, обеспечивающих различную степень локализации облучения объекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515700
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.def2

Устройство для одновременной трансляции сигналов в оптическом и радиочастотном диапазонах излучения

Изобретение относится к области измерений кинематических параметров движущейся поверхности в быстропротекающих процессах. Технический результат - обеспечение возможности производить измерения кинематических параметров фиксированного участка (точки) движущейся поверхности. Для этого устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522860
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2015
№216.013.6545

Волноводный переход от металлического волновода к диэлектрическому

Изобретение относится к технике микроволнового диапазона и может быть использовано для возбуждения диэлектрических антенн, для соединения металлических волноводов приемо-передающей аппаратуры с диэлектрическими волноводами измерительных схем различного назначения. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557472
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.11.2015
№216.013.944a

Микроволновый одноканальный радиоинтерферометр с волноведущим зондирующим трактом

Изобретение относится к радиоэлектронной технике микроволнового диапазона и может быть использовано для измерения параметров быстропротекающих процессов движения различных материальных объектов, ударно-волновых и детонационных фронтов, плазмы. Техническим результатом является возможность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569581
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.95ac

Приёмо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569936
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.03.2016
№216.014.c5f3

Планарный диэлектрический излучатель

Изобретение относится к антенной технике КВЧ диапазона. Заявленный планарный диэлектрический излучатель состоит из возбуждающего одномодового прямоугольного диэлектрического волновода, диэлектрического плоского клина и диэлектрической пластины с двумя щелями, торец которой является апертурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578660
Дата охранного документа: 27.03.2016
25.08.2017
№217.015.a98c

Газодинамический источник давления

Изобретение относится к газодинамическим устройствам, источником энергии которых являются газогенерируюшие заряды, в частности, взрывчатого вещества (ВВ). Газодинамический источник давления содержит камеру высокого давления с внутренней полостью, в которую помещен газогенерирующий заряд ВВ. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611852
Дата охранного документа: 01.03.2017
10.05.2018
№218.016.4bbf

Способ бесконтактного измерения биологических ритмов, сопровождающихся механическими перемещениями поверхности тела человека

Изобретение относится к медицине, в частности к инструментальной функциональной диагностике, и может быть использовано для бесконтактного измерения биологических ритмов, сопровождающихся механическими перемещениями поверхности тела человека. Обследуемому человеку в расслабленном состоянии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651900
Дата охранного документа: 24.04.2018
+ добавить свой РИД