×
26.08.2017
217.015.dd7a

ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002624596
Дата охранного документа
04.07.2017
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области антенной техники и, в частности, к турникетным антеннам, и может быть использовано в качестве приемной (передающей) антенны, когда требуется круговая поляризация. Антенна сконструирована так, что ортогональные вибраторы располагаются на каркасе в виде тонкостенной диэлектрической полусферы, установленной на экране. Антенна согласуется с помощью подбора радиуса полусферы и положения щели, прорезанной в каждом из плеч вибраторов. Диаграмма направленности вибратора имеет одинаковую ширину по половинной мощности в Е и Н-плоскостях. Технический результат заключается в обеспечении круговой поляризации с коэффициентом эллиптичности более 0,85 в телесном угле 100 градусов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области антенной техники, к турникетным антеннам, в частности, и может быть использовано в качестве приемной/передающей антенны с круговой поляризацией в УКВ-диапазоне на низкоорбитальных космических аппаратах.

Известна турникетная антенна [1], которая состоит из двух взаимноперпендикулярных вибраторов, установленных над металлическим экраном и наклоненных к нему под углом. Изобретение направлено на создание широкополосной антенны, но не рассматривает вопроса обеспечения круговой поляризации в рабочем секторе углов диаграммы направленности вибратора. Кроме того, известная антенна имеет большой вертикальный размер.

Известна турникетная антенна [2], наиболее близкая по своей технической сущности и числу существенных признаков к патентуемому изобретению и принятая за прототип. Турникетная антенна [2] состоит из двух взаимно перпендикулярных вибраторов, установленных над металлическим экраном и наклоненных к нему под углом 50 градусов. Плечи каждого полуволнового вибратора подключены к входу антенны с помощью коаксиального кабеля и симметрирующего устройства. Квадратурный мост, соединенный с коаксиальным кабелем, обеспечивает возбуждение вибраторов токами, равными по амплитуде и сдвинутыми по фазе на 90 градусов. Недостатком прототипа является тот факт, что поляризация поля излучения оказывается круговой только в осевом направлении, и антенна имеет большие размеры.

Патентуемое изобретение - турникетная малогабаритная антенна на полусфере решает задачу создания компактной антенны с минимальной электрической высотой и улучшенными поляризационными характеристиками.

Технический результат - патентуемое изобретение обеспечивает создание турникетной антенны с минимальной электрической высотой и коэффициентом эллиптичности более 0,85 во всем секторе углов диаграммы направленности по половинной мощности.

Сущность патентуемого изобретения поясняется описанием варианта его реализации и чертежами, на которых представлены:

Фиг. 1. Малогабаритная турникетная антенна на полусфере.

Фиг. 2. Эскиз малогабаритной турникетной антенны - условное сечение.

Фиг. 3. График зависимости величины КСВ от частоты

Фиг. 4. Диаграммы направленности в Е и Н-плоскостях.

На фиг. 1÷4 введены следующие обозначения:

1 - тонкостенная диэлектрическая полусфера, 2 - экран, 3 - вибратор, 4 - плечо, 5 - узкая щель в плече, 6 - симметрирующее устройство, 7 - коаксиальный кабель, 8 - квадратурный мост.

Патентуемое изобретение - турникетная малогабаритная антенна на полусфере, как показано на фиг. 1, фиг. 2, содержит два взаимноперпендикулярных вибратора 3, каждый состоит из двух плеч 4, пустотелую диэлектрическую опорную полусферу 1, металлический экран 2, симметрирующее устройство 6, коаксиальный кабель 7 и квадратурный мост 8.

Пустотелую диэлектрическую полусферу 1 радиусом R и толщиной диэлектрика Δ устанавливают на плоский металлический экран 2 диаметром d.

Плечи 4 вибраторов 3 в виде металлических полос укладывают на поверхность пустотелой диэлектрической опорной полусферы 1 от ее вершины до плоского металлического экрана 2, где полосы электрически соединяют с экраном 2. Металлическую полосу каждого плеча 4 ограничивают на поверхности пустотелой диэлектрической опорной полусферы 1 двумя кривыми линиями. Эти линии являются проекциями архимедовых спиралей, сформированных в плоскости металлического экрана 2 относительно его центра, на поверхность пустотелой диэлектрической полусферы 1. Архимедовы спирали задают в полярной системе координат (ρ,ϕ) формулой ρ(ϕ)=kϕ для одного края металлической полосы плеча 4 вибратора 3 и формулой ρ(ϕ)=k(ϕ+ϕ0) для второго края полосы плеча 4 вибратора 3, где k, ϕ0 - задаваемые параметры. Плечи 4 каждого вибратора 3 развернуты по отношению к друг другу на 180 градусов. Вибраторы 3 развернуты относительно друг друга на 90 градусов. В металлической полосе каждого плеча 4 прорезают узкую щель 5 шириной 1 на высоте h над металлическим экраном 2.

Вибраторы 3 возбуждают токами одинаковыми по амплитуде и сдвинутыми по фазе на 90 градусов. Такие токи формируют с помощью квадратурного моста 8, размещенного под металлическим экраном 2. На фиг. 2 изображено подсоединение одного из вибраторов к квадратурному мосту 8. Симметрирующее устройство 6 в виде параллельных трубок закрепляют на экране. По одной из полых трубок симметрирующего устройства 6 пропускают коаксиальный кабель 7, которым соединяют вибратор 3 с квадратурным мостом 8.

Подбором радиуса R пустотелой диэлектрической опорной полусферы 1 и высоты h над плоским металлическим экраном 2 щелей 5 обеспечивают согласование патентуемой антенны без использования традиционных согласующих устройств - трансформатора и шлейфа, которые в предлагаемой малогабаритной конструкции просто негде разместить.

Актуальными являются антенны с входным сопротивлением 50 Ом. Для этого случая расчетным путем были подобраны параметры, обеспечивающие высокий уровень согласования патентуемой антенны и высокий коэффициент эллиптичности. Математическое моделирование проводилось при центральной рабочей частоте 465 МГц.

Получено, что оптимальные результаты достигают при следующих параметрах турникетной малогабаритной антенны на полусфере:

- радиус пустотелой диэлектрической опорной полусферы 1

R=96,5 мм (0,15λ);

- диаметр металлического экрана 2

d=425 мм (0,66λ.)

- высота щели над плоским металлическим экраном 2

h=60,5 мм (0.094λ);

- ширина щели

l=5 мм (0.008λ);

- толщина диэлектрика пустотелой диэлектрической опорной полусферы 1Δ=1 мм, (ε=6; tgδ=0.002).

- коэффициент k=8.5 мм/рад;

- .

Рассчитанные зависимости величины КСВ от частоты и диаграммы направленности в Е и Н - плоскостях приведены на фиг. 3, фиг. 4, из которых видно, что диаграммы направленности в Е и Н - плоскостях практически совпадают, а высокий уровень согласования (КСВ≤2,0) обеспечивается в широкой в полосе частот - 7,3% от центральной рабочей частоты. Высокий (более 0,85) коэффициент эллиптичности обеспечивается во всем секторе углов диаграммы направленности по половинной мощности.

Таким образом, благодаря новой совокупности существенных признаков, патентуемое изобретение обеспечило требуемый технический результат - получена турникетная малогабаритная антенна на полусфере с минимальной электрической высотой - 0.15λ над экраном (0.17λ, с учетом контейнера для моста под экраном), малыми поперечными размерами - 0,66λ и коэффициентом эллиптичности более 0,85 во всем секторе углов диаграммы направленности по половинной мощности.

Литература.

1. Патент RU 2236733 (20.09.2004), класс H01Q 21/26, Ионова С.П., Помазков А.П., Каламзина Е.В. Турникетная антенна.

2. Авторское свидетельство SU 1467632 (04.05.87), В.А. Ефимов, В.А. Кундышев, В.М. Мальцев, А.В. Нешков, Ю.Н. Тамуров. Турникетная антенна.

3. Г.Н. Кочержевский, Г.А. Ерохин, Н.Д. Козырев. Антенно-фидерные устройства, М.: Радио и связь, 1989 г., 351 с., разд. 7.3.


ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ
ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ
ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ
ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ
ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ
ТУРНИКЕТНАЯ МАЛОГАБАРИТНАЯ АНТЕННА НА ПОЛУСФЕРЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 11.
20.11.2014
№216.013.09a2

Компактный широкодиапазонный конический несимметричный вибратор

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемных и/или передающих антенн широкодиапазонных УКВ-радиостанций и навигационных систем типа "GPS" и "ГЛОНАСС". Технический результат - расширение частотного диапазона антенны. Компактный широкодиапазонный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533867
Дата охранного документа: 20.11.2014
26.08.2017
№217.015.dc79

Устройство корреляционной обработки сигналов

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в качестве устройства корреляционной обработки сигналов в составе корреляционно-фазового пеленгатора. Достигаемый технический результат изобретения заключается в повышении отношения сигнал/шум на выходе устройства при обработке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624409
Дата охранного документа: 03.07.2017
19.01.2018
№218.016.078c

Корреляционно-фазовый пеленгатор

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения радиосигналов. Достигаемый технический результат изобретения заключается в повышении точности пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631422
Дата охранного документа: 22.09.2017
13.10.2018
№218.016.9104

Фазовый способ пеленгации

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов. Достигаемым техническим результатом изобретения является одновременная пеленгация источника излучения узкополосного сигнала и источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669385
Дата охранного документа: 11.10.2018
11.11.2018
№218.016.9c34

Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к слабонаправленным осесимметричным антеннам вертикальной поляризации, используемым в качестве приемных/передающих антенн на летательных аппаратах. Представленная антенна содержит круглый волновод, обеспечивающий вертикальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671969
Дата охранного документа: 08.11.2018
08.03.2019
№219.016.d40b

Фазовый способ пеленгации и фазовый пеленгатор

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов. Достигаемый технический результат изобретения заключается в повышении точности определения направляющего угла на источник излучения за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681203
Дата охранного документа: 05.03.2019
16.03.2019
№219.016.e1e1

Способ фазовой пеленгации и фазовый пеленгатор

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. Технический результат достигается за счет прямого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681942
Дата охранного документа: 14.03.2019
26.10.2019
№219.017.db74

Узкополосное устройство корреляционной обработки сигналов

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в качестве устройства корреляционной обработки сигналов в составе корреляционно-фазового пеленгатора. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности измерения разности фаз обрабатываемых сигналов от динамичных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704241
Дата охранного документа: 25.10.2019
04.03.2020
№220.018.0866

Фазовый способ пеленгации двух источников излучения

Изобретение относится к области радиолокации, радионавигации и может быть использовано для определения угловых координат источников излучения сигналов. Достигаемый технический результат изобретения заключается в решении задачи одновременной пеленгации источника постоянного излучения и источника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715562
Дата охранного документа: 02.03.2020
25.04.2020
№220.018.18c2

Кольцевая резонансная малогабаритная антенна круговой поляризации

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве приемной/передающей антенны с круговой поляризацией в УКВ-диапазоне, в том числе в качестве антенн космических аппаратов, в качестве элемента антенной решетки, в качестве облучателя зеркально-параболической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720048
Дата охранного документа: 23.04.2020
Показаны записи 1-5 из 5.
20.11.2014
№216.013.09a2

Компактный широкодиапазонный конический несимметричный вибратор

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемных и/или передающих антенн широкодиапазонных УКВ-радиостанций и навигационных систем типа "GPS" и "ГЛОНАСС". Технический результат - расширение частотного диапазона антенны. Компактный широкодиапазонный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533867
Дата охранного документа: 20.11.2014
26.08.2017
№217.015.dc79

Устройство корреляционной обработки сигналов

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в качестве устройства корреляционной обработки сигналов в составе корреляционно-фазового пеленгатора. Достигаемый технический результат изобретения заключается в повышении отношения сигнал/шум на выходе устройства при обработке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624409
Дата охранного документа: 03.07.2017
19.01.2018
№218.016.078c

Корреляционно-фазовый пеленгатор

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения местоположения и движения источников излучения радиосигналов. Достигаемый технический результат изобретения заключается в повышении точности пеленгации узкополосного сигнала на фоне широкополосной помехи. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631422
Дата охранного документа: 22.09.2017
11.11.2018
№218.016.9c34

Невыступающая волноводная антенна вертикальной поляризации

Изобретение относится к области антенной техники, в частности к слабонаправленным осесимметричным антеннам вертикальной поляризации, используемым в качестве приемных/передающих антенн на летательных аппаратах. Представленная антенна содержит круглый волновод, обеспечивающий вертикальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671969
Дата охранного документа: 08.11.2018
25.04.2020
№220.018.18c2

Кольцевая резонансная малогабаритная антенна круговой поляризации

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве приемной/передающей антенны с круговой поляризацией в УКВ-диапазоне, в том числе в качестве антенн космических аппаратов, в качестве элемента антенной решетки, в качестве облучателя зеркально-параболической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720048
Дата охранного документа: 23.04.2020
+ добавить свой РИД