×
27.08.2014
216.012.efc0

Результат интеллектуальной деятельности: СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002527195
Дата охранного документа
27.08.2014
Аннотация: Изобретение относится к области связных антенн, а также антенн космической навигации и может быть использовано на всех воздушных и морских судах и кораблях, а также на обитаемых подводных аппаратах. Технический результат - расширение диапазона рабочих частот. Совмещенное антенное устройство, состоящее из двухзаходного или многозаходного спирального конусного излучателя с углом при вершине конуса α и экрана-отражателя с диаметром В, в устройство введены еще один или несколько конусных излучателей с углом при вершине β<α, у которых диаметр верхнего основания нижнего излучателя равен диаметру нижнего основания верхнего излучателя и совмещен с ним, а также переизлучатель, выполненный в виде металлического кольца с диаметром А<В и расположенный на расстоянии h=λ/4 параллельно экрану-отражателю со стороны конусных излучателей без гальванической связи с основным экраном-отражателем, где λ - длина волны рабочего диапазона. 6 ил.
Основные результаты: Совмещенное антенное устройство, состоящее из двухзаходного или многозаходного спирального конусного излучателя с углом при вершине конуса α и экрана-отражателя с диаметром В, отличающееся тем, что в устройство введены еще один или несколько конусных излучателей с углом при вершине β<α, у которых диаметр верхнего основания нижнего излучателя равен диаметру нижнего основания верхнего излучателя и совмещен с ним, а также переизлучатель, выполненный в виде металлического кольца с диаметром А<В и расположенный на расстоянии h=λ/4 параллельно экрану-отражателю со стороны конусных излучателей без гальванической связи с основным экраном-отражателем, где λ - длина волны рабочего диапазона.

Изобретение относится к области связных антенн, а также антенн космической навигации и может быть использовано на всех воздушных и морских судах и кораблях, а также на обитаемых подводных аппаратах.

Спиральные, в том числе и конусные спиральные антенны, относятся к частотонезависимым, слабонаправленным излучателям, способным работать в диапазоне частот при сохранении хорошего качества согласования входного сопротивления с волновым сопротивлением питающего кабеля. Электрические характеристики таких антенн, в том числе ширина диаграммы направленности (ДН), определяются соотношением угловых геометрических размеров - углом при вершине конуса, углом наклона спирали, углом заполнения конуса спиралями. Рабочий диапазон таких антенн ограничен только конструктивно и определяется минимально возможным диаметром малого основания конуса (размером точки питания антенны) и возможной длиной образующей конуса (максимально возможным диаметром большого основания конуса). Принцип работы и характеристики таких излучателей приведены в учебнике Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ // М.: Высшая школа, 1988 (параграфы 10.5, 10.6), а также в монографии Рамзей В. Частотно-независимые антенны // М.: Мир, 1968.

Антенны, применяемые в космической навигации и используемые на морских судах и кораблях, обитаемых и необслуживаемых подводных аппаратах, должны обеспечивать прием сигналов спутниковых навигационных систем с любых направлений в пределах верхней полусферы с углами места, начиная с 5 градусов над линией горизонта. При этом особое внимание уделяется обеспечению равномерности ДН таких антенн. Применение антенн на обитаемых или необитаемых подводных аппаратах имеет существенные конструктивные ограничения по габаритам, не позволяющие разместить на аппарате антенну с оптимальными геометрическими размерами, обеспечивающими требуемую равномерность и ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости. Как следствие, ДН в вертикальной плоскости таких антенн становятся частотозависимыми и неравномерными с глубокими минимумами, что значительно ухудшает прием сигналов спутниковых навигационных систем и приводит к существенным ошибкам определения координат места.

Для использования спиральных антенн в качестве излучателя в устройствах космической навигации, где требуется равномерная ДН в вертикальной плоскости с возможностью приема сигналов спутников под малыми углами над горизонтом, необходимо формировать ДН этих антенн с помощью экранов - отражателей, размещаемых под конусной спиральной антенной. В этом случае спиральную двухзаходную антенну необходимо рассматривать в качестве симметричной антенны, расположенной над отражающей поверхностью. Принцип работы и изменение характеристик, в том числе и ДН, в зависимости от отношения высоты расположения излучателя h над отражателем к длине волны рабочего диапазона λ приведен в учебнике Драбкин А.Л., Зюзенко В.Л. Антенно-фидерные устройства // М.: Советское радио, 1961 (гл. VIII), где на рис.VIII. 11 приведена зависимость ДН от h/λ. Из рисунков видно, что с повышением частоты (с уменьшением λ) диаграмма направленности становится изрезанной на отдельные лепестки с глубокими минимумами приема на некоторых направлениях полусферы, что недопустимо для излучателей устройств космической навигации.

За аналог принимается техническое решение по авторскому свидетельству СССР №1307496 «Спиральная антенна». Данное техническое решение содержит двухзаходную плоскую спираль, расположенную в плоскости раскрыва проводящего резонатора. Такая антенна имеет два недостатка: диапазон частот ограничен размерами резонатора и узкая ДН в вертикальной плоскости с максимумом в районе 90°.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявленного изобретения является «Короткая спиральная антенна» по патенту США №5479182. Данное устройство содержит заземленную плату-экран, спиральный конусный излучатель с широким основанием на экране, где сама спираль выполнена печатным способом. Недостатком такой конструкции является неравномерность ДН в рабочем диапазоне частот.

Задача изобретения - усовершенствование антенного устройства.

Технический результат - расширение рабочего диапазона частот спиральной конусной антенны с равномерной ДН.

Для достижения заявленного технического результата в совмещенное антенное устройство (фиг.1), состоящее из двух или многозаходного спирального конусного излучателя 1, выполненного в виде ленты, размещенной на поверхности усеченного конусного диэлектрического каркаса 2 с половинным углом при вершине конуса α, и экрана-отражателя 3 с диаметром В введен еще один конусный излучатель 4 с половинным углом при вершине β<α. Диаметр верхнего основания нижнего излучателя равен диаметру нижнего основания верхнего излучателя и совмещен с ним, при этом совмещенное антенное устройство имеет единую точку питания 5 на верхнем основании верхнего конусного излучателя 1, выполненную в виде активного 6 и балансного кабеля 7, размещенного поверх лент спирального излучателя. Также для корректировки формы диаграмм направленности в рабочем диапазоне частот в совмещенное антенное устройство введен дополнительный элемент - переизлучатель 8, выполненный в виде кольца диаметром А<В и расположенный на расстоянии h=λ/4 параллельно экрану-отражателю 3 со стороны конусных излучателей без гальванической связи с экраном-отражателем 3.

На фиг.2 приведены размеры и конструкция макета совмещенной конусной спиральной антенны (КСА), разработанной для двух диапазонов связи: 350-420 МГц и 1250-1610 МГц. Верхняя антенна - двухзаходная спиральная антенна, в которой излучатель, выполненный в виде ленты из медной фольги, размещен на конусном каркасе из пенопласта высотой 60 мм с диаметрами оснований - 25 мм и 190 мм и углом при вершине конуса 108°. Нижняя антенна - также двухзаходная спиральная, в которой излучатель размещен на конусном каркасе высотой 60 мм с диаметрами оснований 190 мм и 220 мм и углом при вершине конуса 28°. Обе антенны имеют единую систему запитки - поверх лент припаяны активный и балансный кабели. Точка питания 5 - верхнее основание верхней антенны. Оплетка активного кабеля 6 распаяна на сегмент одной ветви излучателя, а центральная жила активного кабеля 6 припаяна к сегменту другой ветви излучателя, поверх которого припаян балансный кабель 7. Обе ветви излучателя нижней антенны с распаянными кабелями являются продолжением ветвей излучателя верхней антенны с углами наклона спирали ветвей 60° и 90°, углом заполнения 90°. В конструкцию совмещенной конусной спиральной антенны введен элемент - переизлучатель 8, выполненный в виде металлического кольца диаметром 53 мм на расстоянии 62 мм от экрана-отражателя 3.

Устройство работает следующим образом.

Совмещенное антенное устройство (фиг.2), состоящее, например, из двух двухзаходных спиральных конусных излучателей 1 и 4, различающихся углом при вершине конусов, причем β<α, и где диаметр верхнего основания нижнего излучателя равен диаметру нижнего основания верхнего излучателя и совмещен с ним, работает как единое антенное устройство спиральных излучателей, где каждой длине волны в пределах рабочего диапазона частот соответствует свой излучающий участок спирали антенного устройства. Для придания ДН свойства однонаправленности используется экран-отражатель 3.

На фиг.3-4 представлены ДН в вертикальной плоскости указанного макета, измеренные на частотах двух диапазонов 350-410 МГц и 1570-1615 МГц, откуда видно, что на частотах 1575 и 1610 МГц ДН неравномерны, с глубокими минимумами. Для выравнивания ДН на высоких частотах в конструкцию антенны введен дополнительный элемент - переизлучатель 8 в виде металлического кольца диаметром А на расстоянии h=λ/4 от экрана-отражателя 3, расположенного параллельно и соосно основному экрану-отражателю со стороны конусных излучателей без гальванической связи с основным экраном-отражателем. Изменяя расстояние h переизлучателя 8 относительно экрана-отражателя 3, добиваемся корректировки ДН на верхних частотах. При этом измеренные и приведенные ДН на фиг.5-6 соответствуют требованиям, предъявляемым к ДН излучателей космической навигации.

Совмещенное антенное устройство, состоящее из двухзаходного или многозаходного спирального конусного излучателя с углом при вершине конуса α и экрана-отражателя с диаметром В, отличающееся тем, что в устройство введены еще один или несколько конусных излучателей с углом при вершине β<α, у которых диаметр верхнего основания нижнего излучателя равен диаметру нижнего основания верхнего излучателя и совмещен с ним, а также переизлучатель, выполненный в виде металлического кольца с диаметром А<В и расположенный на расстоянии h=λ/4 параллельно экрану-отражателю со стороны конусных излучателей без гальванической связи с основным экраном-отражателем, где λ - длина волны рабочего диапазона.
СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
СОВМЕЩЕННОЕ АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 45.
20.02.2014
№216.012.a277

Установка для напыления покрытий на прецизионные детали узлов гироприборов

Изобретение относится к установке для напыления покрытий на прецизионные детали узлов гироприборов и может быть использовано в точном приборостроении. Мишень-распылитель создает кольцевую зону потока испаряемого материала средним диаметром D. Держатели с узлами крепления напыляемых деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507306
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a367

Способ оперативного прогноза землетрясений и устройство для его реализации

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оперативного определения места очага зарождающегося землетрясения. Сущность: устанавливают пары гравитационных вариометров, развернутых в азимуте друг относительно друга на угол, некратный 90˚. Причем пары вариометров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507546
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.04.2014
№216.012.bd1f

Способ распознавания ложных целей, вызванных собственными помехами подвижного носителя

Изобретение относится к областям гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе. В нем рассматривается способ снижения вероятности ложной тревоги за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514154
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.caac

Способ изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа

Изобретение относится к способу изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа. Осуществляют формообразование фланца и опоры с полусферическими встречно обращенными рабочими поверхностями. Ионным травлением выполняют на рабочей поверхности опоры диаметра D аэродинамический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517650
Дата охранного документа: 27.05.2014
20.07.2014
№216.012.e0c2

Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу

Изобретение относится к системам передачи телеметрической информации для морских буровых установок. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, чувствительности, а также снижение энергетического потенциала электромагнитного канала передачи телеметрической информации при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523324
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e21c

Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации для морских объектов

Изобретение относится к области навигационного приборостроения морских подвижных объектов. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности и помехоустойчивости системы. Указанный результат достигается тем, что заявленная система содержит бескарданный инерциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523670
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.08.2014
№216.012.ed1a

Магнитный компас сферического типа

Изобретение относится к навигационному приборостроению, представляет собой магнитный компас сферического типа, предназначенный для крепления к подволоку рубки судна перед рулевым. В корпусе, выполненном в виде сферы и заполненном компасной жидкостью, находится магниточувствительный элемент с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526506
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed1c

Способ оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения динамических характеристик датчиков угловой скорости в условиях воздействия на них статических ускорений. Способ основан на использовании двойной центрифуги с независимыми приводами двух платформ - ротора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526508
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed21

Способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Заявлен способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа, включающий установку гироскопа на неподвижном основании,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526513
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.10.2014
№216.012.feb3

Магнитный курсоуказатель для скоростных судов

Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть использовано в магнитных курсоуказателях для скоростных судов как для визуального съема показаний, так и для дистанционной передачи курса в судовые системы автоматики. Магнитный курсоуказатель для скоростных судов содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531059
Дата охранного документа: 20.10.2014
Показаны записи 11-20 из 28.
20.02.2014
№216.012.a277

Установка для напыления покрытий на прецизионные детали узлов гироприборов

Изобретение относится к установке для напыления покрытий на прецизионные детали узлов гироприборов и может быть использовано в точном приборостроении. Мишень-распылитель создает кольцевую зону потока испаряемого материала средним диаметром D. Держатели с узлами крепления напыляемых деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507306
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a367

Способ оперативного прогноза землетрясений и устройство для его реализации

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оперативного определения места очага зарождающегося землетрясения. Сущность: устанавливают пары гравитационных вариометров, развернутых в азимуте друг относительно друга на угол, некратный 90˚. Причем пары вариометров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507546
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.04.2014
№216.012.bd1f

Способ распознавания ложных целей, вызванных собственными помехами подвижного носителя

Изобретение относится к областям гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе. В нем рассматривается способ снижения вероятности ложной тревоги за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514154
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.05.2014
№216.012.caac

Способ изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа

Изобретение относится к способу изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа. Осуществляют формообразование фланца и опоры с полусферическими встречно обращенными рабочими поверхностями. Ионным травлением выполняют на рабочей поверхности опоры диаметра D аэродинамический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517650
Дата охранного документа: 27.05.2014
20.07.2014
№216.012.e0c2

Способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу

Изобретение относится к системам передачи телеметрической информации для морских буровых установок. Техническим результатом изобретения является повышение надежности, чувствительности, а также снижение энергетического потенциала электромагнитного канала передачи телеметрической информации при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523324
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e21c

Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации для морских объектов

Изобретение относится к области навигационного приборостроения морских подвижных объектов. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности и помехоустойчивости системы. Указанный результат достигается тем, что заявленная система содержит бескарданный инерциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523670
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.08.2014
№216.012.ed1a

Магнитный компас сферического типа

Изобретение относится к навигационному приборостроению, представляет собой магнитный компас сферического типа, предназначенный для крепления к подволоку рубки судна перед рулевым. В корпусе, выполненном в виде сферы и заполненном компасной жидкостью, находится магниточувствительный элемент с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526506
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed1c

Способ оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения динамических характеристик датчиков угловой скорости в условиях воздействия на них статических ускорений. Способ основан на использовании двойной центрифуги с независимыми приводами двух платформ - ротора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526508
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed21

Способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Заявлен способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа, включающий установку гироскопа на неподвижном основании,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526513
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.10.2014
№216.012.feb3

Магнитный курсоуказатель для скоростных судов

Изобретение относится к навигационному приборостроению и может быть использовано в магнитных курсоуказателях для скоростных судов как для визуального съема показаний, так и для дистанционной передачи курса в судовые системы автоматики. Магнитный курсоуказатель для скоростных судов содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531059
Дата охранного документа: 20.10.2014
+ добавить свой РИД