×
10.08.2015
216.013.6e34

БИКОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области радиотехники сантиметрового диапазона длин волн, а именно к биконическим излучателям, и может быть использовано в сверхширокополосных системах связи. Техническим результатом является обеспечение работы антенны на двух ортогональных вертикальной и горизонтальной поляризациях. В раскрыв биконического излучателя, запитываемого с помощью коаксиального фидера через соосный конструкции возбуждающий штырь, внесена периодическая структура анизотропной среды - поляризационный фильтр. Поляризационный фильтр представляет собой соосную с запиткой симметричную конструкцию из трапециевидных металлических пластин, ориентированных под углом 40°-50° к плоскости, перпендикулярной оси антенны и проходящей через геометрический центр биконического излучателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области радиотехники сантиметрового диапазона длин волн и позволяет придать биконическому излучателю дополнительные полезные радиотехнические свойства - возможность работы на наклонной и горизонтальной поляризации.

Из уровня техники известны:

Биконический рупорный излучатель [1, с.11, рис.1.2д] для излучения сигнала с вертикальной поляризацией (ВП), с волной типа ТЕМ, возбуждаемой в раскрыве соосным с излучателем штырем. Особенностью данного излучателя является его частотная широкополосность (относительная ширина полосы частот более 150%) и всенаправленная диаграмма направленности (ДН) в плоскости перпендикулярной оси.

Недостатком данного излучателя является невозможность возбуждения волн горизонтальной поляризации (ГП).

Способы возбуждения в биконическом излучателе [1, с.213, рис.5.15 и 2, с.164, рис.16.V] волны TE01 для работы излучателя на горизонтальной поляризации. В общем случае, возбуждение данного типа волн сводится к применению для запитки излучателя специальной системы возбуждения:

- либо, как в биконическом излучателе [1, с.213, рис.5.15], витка тока (магнитного диполя), в плоскости, перпендикулярной оси излучателя;

- либо, как в биконическом излучателе [2, с.164, рис.16.V], кольцевой антенной решетки из симметричных вибраторных антенн в плоскости, перпендикулярной оси излучателя.

Данное решение позволяет сформировать ненаправленную ДН ГП, однако частотная широкополосность конструкций ограничена шириной полосы системы возбуждения. Так, максимальная ширина рабочей полосы магнитного диполя, как и симметричного вибратора с равной эффективной действующей длиной, не более 30…35%, а полоса излучения кольцевой антенной решетки ограничена как частотными характеристиками самих вибраторов, так и сильным искажением результирующей ДН за счет дифракционных максимумов и минимумов провалов.

Кроме того, недостатком существующего решения является невозможность возбуждения волн с ВП.

Биконический излучатель [3] для работы на вертикальной и горизонтальных поляризациях. В общем случае, возбуждение данного типа волн сводится к применению для запитки излучателя специальной системы возбуждения:

- либо, как в [3, фиг.5], с помощью совмещенных в центральной точке запитки штыря и магнитного диполя, запитываемых с помощью делителя СВЧ;

- либо, как в [3, фиг.3], с помощью совмещенных в центральной точке запитки штыря и спирального витка;

- либо, как в [3, фиг.4], с помощью совмещенных в центральной точке запитки последовательно включенных штыря и магнитного диполя.

Таким образом, использование в [3, фиг.5] и [3, фиг.4] решений, аналогичных [1, с.213, рис.5.15], а в [3, фиг.3] спирального витка, представляющим собой спиральную антенну с малым диаметром витка, эффективная ширина рабочей полосы которого составляет не более 70%, ограничивает рабочую частоту излучателя.

Кроме того, использование делителя СВЧ и совмещение двух излучателей в месте запитки приводит к повышенному взаимовлиянию излучателей и снижению КНД устройства.

Общим недостатком технических решений, приведенных в [3], является отсутствие сведений и результатов технической реализации. Также не приведены конструктивные сведения о действующих геометрических размерах как самого излучателя, так и запитки, отсутствует информация о ширине рабочей полосы предложенной конструкции.

Поляризатор волн проходного типа на основе анизотропной среды из плоских параллельных пластин [4, с.130, рис.3-4, а] с расстоянием между пластинами a, большим половины длины волны. При помещении поляризатора в раскрыв антенны линейной поляризации в зависимости от угла наклона пластин поляризатора к вектору Е, толщины поляризатора и разницы фазовых скоростей волн ТЕМ и H1 для определенной частоты, можно получить линейно поляризованную волну любой ориентации. Недостатком данного технического решения является узкополосность, определяемая частотной зависимостью фазовой скорости волны H1.

Задачей изобретения является построение сверхширокополосной всенаправленной антенны для работы на двух ортогональных поляризациях ВП и ГП.

Решение этой задачи достигается за счет широкополосной соосной запитки, а работа на отличных от вертикальной поляризациях - за счет конструкции излучателя.

Изобретение относится к области радиотехники сантиметрового диапазона длин волн и позволяет придать биконическому излучателю дополнительные полезные радиотехнические свойства - возможность работы на наклонной и горизонтальной поляризации.

Устройство представляет собой биконический излучатель, образованный конусами 1 и 2, с помещенной в его раскрыв периодической структурой анизотропной среды - поляризационным фильтром 3. Запитка антенны осуществляется с помощью коаксиального фидера 4 через соосный конструкции возбуждающий штырь 5. Поляризационный фильтр 3 представляет собой соосную с запиткой симметричную конструкцию из трапециевидных металлических пластин 6. Пластины 6 ориентированы таким образом, что плоскость, в которой находится каждая пластина, проходит через геометрический центр 8 биконического излучателя и наклонена под определенным углом в диапазоне 40°…50° к плоскости 7, перпендикулярной оси антенны и проходящей через 8 (фиг.1).

Геометрические размеры биконического излучателя для диапазона длин волн [λmin; λmax]: α≈30°±5°; R≥λmax; l≤2λmin; amin/2. Толщина пластин 6 - не более λmin/60, где λmin, λmax - минимальная и максимальная длина волны рабочего диапазона частот; l - толщина поляризационного фильтра; α - угол наклона пластин; R - радиус основания конусов.

Ширина l поляризационного фильтра 3 имеет периодический характер и изменяется в пределах от λmin/2 до 2λmin по периодическому закону, близкому к гармоническому, что позволяет понизить КСВН излучателя и расширить полосу рабочих частот.

Угол наклона пластин 6 имеет периодический характер, изменяясь от 40° до 50° по закону, близкому к гармоническому, что позволяет дополнительно понизить КСВН, расширить полосу рабочих частот и существенно снизить искажения ДН.

Прототип

Ближайший аналог изобретения биконический рупорный излучатель [1], с.11, рис.1.2 Д].

Принцип работы

Возбуждаемая штырем 5 волна типа ТЕМ падает на анизотропную среду 3. Параметры анизотропной среды 3 выбраны таким образом, чтобы создать условия для распространения ТЕМ волны с вектором Е, перпендикулярным плоскости пластин. Другие типы волн или затухают в анизотропной среде 3, или переотражаясь, затухают внутри излучателя. Таким образом, излученная в открытое пространство волна имеет наклонную поляризацию вектора Е, и излучатель может работать на двух ортогональных поляризациях - горизонтальной и вертикальной.

Практические результаты: полоса рабочих частот более 100%.

Литература

1. Фрадин А.З. Антенны сверхвысоких частот. - М.: Сов. радио, 1957. - 647 с. с ил.

2. Дорохов А.П. Расчет и конструирование антенно-фидерных устройств. - Харьков: Издательство Харьковского государственного университета им. А.М. Горького, 1960. - 450 с. с ил.

3. Stephen E. Lipsky. Polarized feed apparatus for biconical antennas. - Patent US 3829863. - 12.03.1973.

4. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. - М.: Энергия, 1973. - 440 с. с ил.


БИКОНИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-5 of 5 items.
20.02.2013
№216.012.28a2

Преобразователь переменного напряжения

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного энергоснабжения. Изобретение может быть использовано для повышения надежности электропитания высокостабильным напряжением 230 В переменного тока частотой 400 Гц потребителей различных объектов (подвижных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475922
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.04.2013
№216.012.3b28

Подвижный пункт целеуказания и управления

Изобретение относится к мобильным системам вооружений. Подвижный пункт целеуказания и управления (ППЦУ) содержит самоходное шасси с оборудованием, размещенным в кабине шасси и в посту управления (ПУ) (4), который выполнен в виде фургона с двумя отсеками. В кабине шасси размещен пульт командира...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480705
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.11.2013
№216.012.8388

Интеллектуальный преобразователь напряжения

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного электропитания. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499348
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.09.2015
№216.013.7d0d

Шаровой манипулятор

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах отображения информации для управления ориентацией изображений подвижных объектов на экране растрового монитора. Манипулятор шаровой содержит размещенные в корпусе кинематически связанные между собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563610
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.06.2016
№217.015.02f0

Способ измерения потерь в обтекателе

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей радиолокационных станций. Измерения потерь в обтекателях проводятся серией из N измерений уровня сигнала Е падающей плоской ЭМВ в диапазоне длин волн λ±Δλ на выходе измерительной антенны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587687
Дата охранного документа: 20.06.2016
Showing 1-10 of 13 items.
20.02.2013
№216.012.28a2

Преобразователь переменного напряжения

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного энергоснабжения. Изобретение может быть использовано для повышения надежности электропитания высокостабильным напряжением 230 В переменного тока частотой 400 Гц потребителей различных объектов (подвижных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475922
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.04.2013
№216.012.3b28

Подвижный пункт целеуказания и управления

Изобретение относится к мобильным системам вооружений. Подвижный пункт целеуказания и управления (ППЦУ) содержит самоходное шасси с оборудованием, размещенным в кабине шасси и в посту управления (ПУ) (4), который выполнен в виде фургона с двумя отсеками. В кабине шасси размещен пульт командира...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480705
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.11.2013
№216.012.8388

Интеллектуальный преобразователь напряжения

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного электропитания. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499348
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.09.2015
№216.013.7d0d

Шаровой манипулятор

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах отображения информации для управления ориентацией изображений подвижных объектов на экране растрового монитора. Манипулятор шаровой содержит размещенные в корпусе кинематически связанные между собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563610
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.06.2016
№217.015.02f0

Способ измерения потерь в обтекателе

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей радиолокационных станций. Измерения потерь в обтекателях проводятся серией из N измерений уровня сигнала Е падающей плоской ЭМВ в диапазоне длин волн λ±Δλ на выходе измерительной антенны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587687
Дата охранного документа: 20.06.2016
09.06.2018
№218.016.5da1

Способ измерения потерь в обтекателе регулярного типа

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей радиолокационных станций РЛС. Способ включает антенну измерительную, источник формирования плоской ЭМВ. При этом осуществляется серия измерений уровня сигнала на выходе антенны с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656254
Дата охранного документа: 04.06.2018
19.04.2019
№219.017.343e

Управляемый электронным способом асинхронный электродвигатель и устройство для проверки и регулировки блоков регулирования напряжения

Изобретение относится к области электротехники в частности, к цифровым системам управления и регулирования с аналоговым выходом, и может быть использовано для регулирования и проверки блоков регулирования, управления и защиты систем электропитания в замкнутой схеме (с обратной связью)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002464698
Дата охранного документа: 20.10.2012
17.07.2019
№219.017.b55a

Многофункциональный компактный полигон

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным измерениям, и может быть использовано для измерения и настройки диаграмм направленности антенн широкого класса, в частности амплитудно-фазовое распределение антенны, настройки антенн типа ФАР по ближнему полю, а также возможности оценки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694636
Дата охранного документа: 16.07.2019
03.08.2019
№219.017.bbda

Безэховая камера для антенных измерений

Изобретение относится к технике антенных измерений, а именно к измерению диаграмм направленности (ДН) антенн с помощью коллиматорного зеркала. Согласно предложенному изобретению для исключения проникновения в рабочую зону камеры отражений 1-го и 2-го порядков БЭК имеет форму прямоугольной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696351
Дата охранного документа: 01.08.2019
22.08.2019
№219.017.c223

Способ оценки электромагнитной совместимости бортового радиоэлектронного оборудования

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, для испытаний радио- и радиоэлектронного бортового оборудования (БРЭО) на электромагнитную совместимость (ЭМС). Технический результат заключается в способе оценки ЭМС, исключающем использование дополнительного измерительного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697810
Дата охранного документа: 20.08.2019
+ добавить свой РИД