СПИРАЛЬНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ

СПИРАЛЬНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ


RU (11) 2019007 (13) C1

(51) 5 H01Q11/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4879445/09 
(22) Дата подачи заявки: 1990.11.01 
(45) Опубликовано: 1994.08.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент США N 3824600, кл. H 01G 1/38, от 16.07.74. 
(71) Заявитель(и): Радиотехнический институт им.акад.А.Л.Минца 
(72) Автор(ы): Есин В.С. 
(73) Патентообладатель(и): Радиотехнический институт им.акад.А.Л.Минца 

(54) СПИРАЛЬНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ 

Использование: в качестве собственно антенны и в качестве излучателей круговой поляризации в антенных решетках. Сущность изобретения: спиральный излучатель содержит цилиндрическую спираль, соосно с которой установлен корпус в виде цилиндрического стакана, блок возбуждения и элемент настройки. Блок возбуждения выполнен в виде установленных соосно с цилиндрической спиралью отрезка центрального проводника, соединенного одним концом с трансформатором сопротивлений, и возбудителя цилиндрической спирали. Элемент настройки выполнен в виде соединенных последовательно радиального и дугообразного элементов, которые посредством контактного элемента гальванически соединены с пружинным кольцом, при этом элемент настройки расположен в плоскости, ортогональной оси цилиндрической спирали, во внутренней боковой поверхности корпуса выполнена канавка, в которой расположено подвижное пружинное кольцо, свободный конец радиального элемента соединен с трансформатором сопротивлений. Соосно с цилиндрической спиралью с возможностью продольного перемещения установлен отрезок круглого волновода. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к антенной технике, в частности к спиральным антеннам, и может быть использовано как в качестве собственно антенны, так и в качестве излучателей круговой поляризации в антенных решетках.

Целью изобретения является обеспечение перестройки входного сопротивления и улучшение возбуждения излучателя.

На фиг.1 показана конструкция излучателя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5 приведены изображения элемента настройки, подвижного пружинного кольца и возбудителя цилиндрической спирали.

Спиральный излучатель состоит из корпуса 1, элемента 2 настройки, соединенного с корпусом 1, подвижного пружинного кольца 3 с контактным элементом 12, отрезка 4 центрального проводника, согласующего элемента 5, возбудителя 6 цилиндрической спирали 7, отрезка 8 круглого волновода.

Элемент 2 настройки содержит трансформатор 9 сопротивлений, радиальный 10 и дугообразный 11 элементы и представляет собой жесткую прочную конструкцию из металла с хорошей проводимостью и теплопроводностью и предназначен для возбуждения спирального излучателя, для перестройки входного сопротивления, отвода тепла и для установки на ней отрезка центрального проводника с согласующим элементом 5, возбудителем 6 и спиралью 7. Величина дугообразного элемента 11 может составлять несколько градусов и более в зависимости от величины согласуемого сопротивления и рабочего диапазона частот.

Пружинное подвижное кольцо 3 размещено в канавке 16, выполненной в цилиндрической боковой поверхности корпуса 1, и содержит контактный элемент 12, предназначенный для перестройки сопротивления элемента 2 настройки перемещением элемента 12 по дугообразному элементу 11 элемента 2 настройки, т. е. изменением длины ее дугообразного элемента 11. Отрезок 4 центрального проводника установлен и закреплен в центре элемента 2 настройки и служит для размещения и установки на нем согласующего элемента 5, возбудителя 6 и спирали 7.

Возбудитель 6 спирали выполнен в виде коаксиального металлического кольца с вертикальной 13 и горизонтальной 14 перемычками, причем в центре диаметральной перемычки выполнена втулка 15 для крепления и перемещения возбудителя 6 на отрезке 4.

Спираль 7 выполнена бескаркасной из металла с высокой проводимостью и обладает большой жесткостью и механической прочностью, при которых совершенно не требуется применения каркаса для крепления спирали (например, спираль из толстой латунной проволоки, из латунной трубки, из стальной трубки с медным и другим покрытием).

Отрезок 8 для обеспечения удобства сборки и получения оптимальных параметров (КСВ, осевого коэффициента поляризации и др.) выполнен съемным и подвижным. Такая конструкция излучателя обеспечивает крепление и установку всех его элементов без применения диэлектрических центрирующих шайб и каркаса для спирали и в целом без использования любых диэлектриков, ухудшающих электрические и пожаростойкие характеристики излучателя. Предлагаемый излучатель из выше перечисленных элементов представляет собой резонансную схему.

Спиральный излучатель работает следующим образом.

Перестройка и получение заданного входного сопротивления достигаются трансформатором 9 сопротивлений и изменением сопротивления элемента 2 путем изменения длины его дугообразного элемента 11 с помощью элемента 12 подвижного пружинного кольца 3, а также изменением волнового сопротивления коаксиального участка путем перемещения согласующего элемента 5 вдоль отрезка 4 центрального проводника. Полученное таким образом заданное входное сопротивление имеет хорошее согласование в широкой полосе частот и позволяет подключать спиральный излучатель к питающей коаксиальной линии без всякого специального согласующего устройства.

При подаче СВЧ-сигнала на вход спирального излучателя элемент 2 возбуждает резонансную систему и создает в ней электромагнитное поле. Возбудитель 6 центрирует электромагнитное поле внутри кольца как в коаксиальной линии, которое перемещается вместе с возбудителем 6 относительно спирали 7. При приближении возбудителя 6 к начальным виткам спирали 7 его электромагнитное поле возбуждает их, а при удалении возбудителя 6 от спирали происходит ослабление возбуждения. При возбуждении спирали 7 определяющим является возбуждение начальных витков, а оставшиеся витки действуют как направляющий диполь. При взаимодействии полей витков спирали 7 с отрезком 8 в раскрыве спирального излучателя создается суммарное синфазное поле с эллиптической поляризацией, близкой к круговой. Направление вектора поля соответствует направлению намотки спирали 7. Таким образом улучшение возбуждения излучателя достигается возбуждением всей резонансной системы элементом 2 и возбуждением начальных витков спирали 7 возбудителем 6.

Отвод тепла от излучателя производится с помощью элемента 2, гальванически соединенного с корпусом 1 и всеми элементами спирального излучателя за счет большой теплопроводности металлов, из которых выполнены элемент 2 и все элементы. Дальнейший объем тепла производится с корпуса 1 спирального излучателя.

Использование изобретения позволяет создать спиральные излучатели с входным сопротивлением, равным сопротивлению питающей линии передачи; исключить использование специальных согласующих устройств, так как входное сопротивление излучателя является перестраиваемым и уже согласованным; создать спиральные излучатели без применения диэлектрического каркаса для крепления спирали и в целом без использования диэлектриков; обеспечить хороший отвод тепла от всех элементов излучателя с помощью петли возбуждения, соединенной с корпусом; значительно повысить излучаемую мощность за счет хорошего отвода тепла и отсутствия диэлектриков в конструкции излучателя, которые могут разрушаться под воздействием высокой температуры; увеличить механическую жесткость и прочность излучателя, так как он выполнен полностью только из металла, и тем самым увеличить срок службы излучателя; повысить надежность излучателя за счет улучшения его прочностных и электрических характеристик; снизить трудоемкость настройки излучателя за счет введения перестраиваемых элементов; снизить жесткость требований и класс точности изготовления как спирали, так и всего излучателя; снизить себестоимость как самого излучателя, так и антенных решеток, выполненных из таких излучателей, за счет исключения специальных согласующих устройств и диэлектрических каркасов, снижения класса точности изготовления, повышения надежности и срока службы, уменьшения числа ремонтов излучателей и антенных решеток. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. СПИРАЛЬНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ, содержащий цилиндрическую спираль, соосно с которой установлен корпус в виде цилиндрического стакана, блок возбуждения и элемент настройки, отличающийся тем, что введен отрезок круглого волновода, блок возбуждения выполнен в виде установленных соосно с цилиндрической спиралью отрезка центрального проводника, соединенного одним концом с трансформатором сопротивлений, и возбудителя спирали, элемент настройки выполнен в виде соединенных последовательно радиального и дугообразного элементов, которые посредством контактного элемента гальванически соединены с подвижным пружинным кольцом, при этом элемент настройки расположен в плоскости, ортогональной оси цилиндрической спирали, во внутренней боковой поверхности корпуса выполнена канавка, в которой расположено подвижное пружинное кольцо, свободный конец радиального элемента соединен с трансформатором сопротивлений, другой конец отрезка центрального проводника соединен с цилиндрической спиралью, и на нем соосно с ним с возможностью перемещения установлен возбудитель цилиндрической спирали и введенный согласующий элемент, причем отрезок круглого волновода установлен соосно с цилиндрической спиралью с возможностью продольного перемещения, а его внутренний диаметр равен наружному диаметру корпуса.

2. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что возбудитель цилиндрической спирали выполнен в виде коаксиального металлического кольца с вертикальными и горизонтальными перемычками, которые соединены в центре коаксиального металлического кольца посредством втулки, в которой выполнено осевое отверстие.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru