ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА

ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА


RU (11) 2311706 (13) C1

(51) МПК
H01Q 5/01 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006109096/09 
(22) Дата подачи заявки: 2006.03.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.03.22 
(45) Опубликовано: 2007.11.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2249280 С1, 27.08.2001. RU 2206156 С1,10.06.2003. RU 2100878 С1, 27.12.1997. FR 2346870 А, 28.10.1977. DE 3046255 А, 08.10.1981. US 4970524 А, 13.11.1990. 
(72) Автор(ы): Белый Юрий Иванович (RU); Синани Анатолий Исакович (RU); Мосейчук Георгий Феодосьевич (RU); Ломовская Татьяна Алексеевна (RU); Балина Ирина Алексеевна (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова" (RU); Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Аэрофар" (RU) 
Адрес для переписки: 140181, Московская обл., г. Жуковский, Гагарина, 3, ОАО "Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова" 

(54) ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может быть использовано в радиолокации. Техническим результатом является формирование направленной диаграммы направленности в азимутальной плоскости и расширение полосы пропускания в сторону низких частот. Приемопередающая антенна, расположенная в плоскости, перпендикулярной экрану, содержит устройство согласования и активные излучатели электромагнитной энергии, выполненные в виде трех несимметричных вибраторов, при этом активные излучатели электромагнитной энергии установлены последовательно один за другим с расстоянием между ними 0.1-0.25 н, где н - длина волны нижней границы частотного диапазона, а электрические длины каждого из активных излучателей электромагнитной энергии равны соответственно 0.55-0.65 н, 0.4-0.55 н и 0.15-0.35 н, со стороны активного излучателя длиной 0.15-0.35 н на расстояниях 0.13-0.18 н и 0.25-0.3 н соответственно установлены на экране два пассивных вибратора длиной 1.1-1.3 н и 0.55-0.65 н, а на расстоянии 0.2-0.25 н со стороны активного излучателя длиной 0.55-0.65 н установлен пассивный вибратор длиной 0.25-0.35 н. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое техническое решение относится к области радиотехники, в частности к антенной технике, и может быть использовано в радиолокации, связи и других антенных системах, размещенных на летательных аппаратах (ЛА).

Известна сверхширокополосная приемопередающая антенна (патент RU №2205478, МПК H01Q 5/01, 08.06.01), расположенная над экраном, содержащая коаксиальный вход, устройство согласования и излучатели электромагнитной энергии, которые выпонены в виде несимметричных вибраторов одинакового сечения с электрическими длинами 3 н/4, 3 в/4, 3 ср/4 соответственно, где н, в, ср - длина волны низкой, высокой и средней частот излучения. Самый длинный и самый короткий вибраторы соединены между собой короткозамыкателем с тем же сечением, что и вибраторы, при этом полоса согласования антенны определяется расстоянием от устройства согласования до короткозамыкателя, причем вибраторы формируют воронкообразную диаграмму направленности в плоскости вибраторов, а в ортогональной плоскости - ненаправленную диаграмму направленности.

Кроме того, межосевое расстояние между вибраторами электрическими длинами н, ср выбирают равными периметру сечения одного вибратора, причем периметр сечения короткозамыкателя равен периметру сечения вибратора.

Три несимметричных вибратора расположены по прямой линии, причем центральный вибратор имеет электрическую длину 3 в/4, а боковые вибраторы соответственно электрические длины 3 в/4, 3 в/4.

Три несимметричных вибратора расположены в углах равнобедренного треугольника, причем угол при вершине больше равен /3, кроме того, вибратор электрической длиной 3 в/4 расположен в вершине равнобедренного треугольника, а вибраторы электрической длиной 3 в/4 и 3 в/4 расположены в углах при основании.

Недостатками этого технического решения являются низкая помехозащищенность, низкие электрическая и механическая прочность, а также большие габариты антенны.

Наиболее близкой по технической сущности является приемопередающая антенна (патент RU №2249280, МПК H01Q 1/28, 27.03.05), расположенная в плоскости, перпендикулярной экрану и содержащая устройство согласования и излучатели электромагнитной энергии, выполненые в виде трех несимметричных вибраторов, формирующих воронкообразную диаграмму направленности в угломестной плоскости и ненаправленную в азимутальной плоскости. Электрические длины каждого из излучателей соответствуют 0.2-0.3 н, 0.18-0.25 н и 0.09-0.22 н, а межосевые расстояния между центральным и боковыми излучателями выбираются равными 0.05-0.1 н, где н - длина волны нижней границы частотного диапазона. Кроме того, излучатели электромагнитной энергии и устройство согласования размещены в заполненном диэлектрическим материалом объеме с диэлектрической проницаемостью не более 2.0.

Недостатками такой антенны являются ненаправленная диаграмма направленности в азимутальной плоскости и, как следствие, низкий коэффициент направленного действия.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что приемопередающая антенна расположена в плоскости, перпендикулярной экрану, и содержит устройство согласования и активные излучатели электромагнитной энергии, выполненные в виде трех несимметричных вибраторов, и трех пассивных вибраторов.

Новым в заявляемом техническом решении является то, что активные излучатели электромагнитной энергии установлены последовательно один за другим с расстоянием между ними 0,1-0.25 н, где н - длина волны нижней границы частотного диапазона, а электрические длины каждого из активных излучателей электромагнитной энергии равны соответственно 0.55-0.65 н, 0.4-0.55 н и 0.15-0.35 н. Со стороны активного излучателя длиной 0.15-0.35 н на расстояниях 0.13-0.18 н и 0.25-О.3 н соответственно установлены на экране два пассивных вибратора длиной 1.1-1.3 н и 0.55-0.65 н. На расстоянии 0.2-0.25 н со стороны активного излучателя длиной 0.55-0.65 н установлен пассивный вибратор длиной 0.25-0.35 н. Пассивный вибратор длиной 1.1-1.3 н изогнут в сторону активного излучателя длиной 0.15-0.35 н.

Активные излучатели электромагнитной энергии и пассивные вибраторы размещены в объеме, заполненном диэлектрическим материалом с диэлектрической проницаемостью не более 2.

Активные излучатели и пассивные вибраторы выполнены в виде пластин, причем пассивные вибраторы расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения активных излучателей электромагнитной энергии.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является формирование направленной диаграммы направленности в азимутальной плоскости и расширение полосы пропускания в сторону низких частот.

На фиг.1 представлен пример выполнения приемопередающей антенны с прямыми пассивными вибраторами.

На фиг.2 представлен пример выполнения приемопередающей антенны с изогнутым пассивным вибратором.

На фиг.3 показана диаграмма согласования приемопередающей антенны в полосе частот Fн- Fв с диэлектриком и без диэлектрика.

На фиг.4 представлены диаграммы направленности приемопередающей антенны в азимутальной и угломестной плоскостях на частотах F н.

На фиг.5 представлены диаграммы направленности приемопередающей антенны в азимутальной и угломестной плоскостях на частотах 1.5Fн.

Приемопередающая антенна состоит из экрана 1, активных излучателей 2, выполненных в виде трех несимметричных вибраторов 32 , 42 и 52 соответственно с длиной 0.58 н, 0.53 н и 0.26 н, подключенных к входу 6 через устройство согласования 7, трех пассивных вибраторов 8, 9 и 10, расположенных вдоль одной оси с активными излучателями 2 перпендикулярно поверхности экрана 1. На расстоянии 0.17 н и 0.3 н от короткого активного излучателя 52 установлены непосредственно на экране 1 два пассивных вибратора 8 и 9 длиной 1.2 н и 0.65 н. Для уменьшения габаритов пассивный вибратор 8 может быть изогнут в сторону короткого активного излучателя 52 на высоте 0.65 н, причем радиус изгиба составляет не менее 0.05 н. Расстояние от короткого активного излучателя 52 до поверхности изогнутой части пассивного вибратора 8 должно быть не менее 0.05 н. Кроме того, на расстоянии 0.23 н от длинного активного излучателя 52 установлен еще один пассивный вибратор 10 длиной 0.3 н. Активные излучатели 3 2, 42 и 52 и пассивные вибраторы 8, 9 и 10 выполнены в виде пластин шириной 0.07 н.

Приемопередающая антенна работает следующим образом.

Активные излучатели, выполненные в виде трех несимметричных вибраторов 32 , 42 и 52, создают ненаправленное электромагнитное поле в плоскости экрана. Введенные в конструкцию антенны пассивные вибраторы 8, 9 и 10 создают дополнительные пространственные колебательные контуры, имеющие сильную связь между собой и частично перекрывающие друг друга в ограниченном конструкцией объеме. Взаимное размещение пассивных вибраторов и активных излучателей позволяет усилить взаимные связи между образованными контурами. При изменении частоты входного сигнала изменяется действующий размер приемопередающей антенны, при этом наиболее активным является тот активный излучатель, электрическая длина которого с учетом влияния всех остальных наилучшим образом соответствует частоте подаваемого сигнала. Таким образом, активные излучатели и пассивные вибраторы предлагаемой антенны образуют многоконтурную систему (до 12 контуров), формирующую расширенную рабочую полосу частот от Fн до 4 F н, где Fн - нижняя граница рабочего диапазона частот. Длины пассивных вибраторов, место и способ их размещения над экраном выбраны таким образом, чтобы имело место последовательное запаздывание фаз и токов в них. При этом в направлении расположения пассивного вибратора 10 со стороны длинного активного вибратора 32 происходит сложение полей от всех вибраторов, а в обратном направлении - их более или менее полная взаимная компенсация, то есть формируется направленность электромагнитного поля антенны при вертикальной поляризации сигнала.

Как видно на фиг.3, значение КСВН на входе антенны с приведенными размерами не превышает 1.8 в окнах прозрачности в полосе частот от Fн - 4 Fн. Представленные на фиг.4 и 5 экспериментальные диаграммы направленности указывают на повторяемость их формы при изменении частоты входного сигнала.

Предлагаемое технической решение обеспечивает создание сверхширокополосной (многополосной) антенны, формирующей направленную диаграмму направленности в азимутальной плоскости и обладающей расширенной полосой пропускания до 4 октав с фиксированными окнами прозрачности и уменьшенными габаритами, кроме того, образуется дополнительное окно прозрачности на частотах ниже Fн.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Приемопередающая антенна, расположенная в плоскости, перпендикулярной экрану, содержащая устройство согласования и активные излучатели электромагнитной энергии, выполненные в виде трех несимметричных вибраторов, отличающаяся тем, что активные излучатели электромагнитной энергии установлены последовательно один за другим с расстоянием между ними 0,1-0,25 н, где к - длина волны нижней границы частотного диапазона, а электрические длины каждого из активных излучателей электромагнитной энергии равны соответственно 0,55-0,65 н, 0,4-0,55 н и 0,15-0,35 н, со стороны активного излучателя длиной 0,15-0,35 н на расстояниях 0,13-0,18 н и 0,25-0,3 н соответственно установлены на экране два пассивных вибратора длиной 1,1-1,3 н и 0,55-0,65 н, а на расстоянии 0,2-0,25 н со стороны активного излучателя длиной 0,55-0,65 н установлен пассивный вибратор длиной 0,25-0,35 н.

2. Приемопередающая антенна по п.1, отличающаяся тем, что активные излучатели электромагнитной энергии и пассивные вибраторы размещены в объеме, заполненном диэлектрическим материалом с диэлектрической проницаемостью не более 2.

3. Приемопередающая антенна по п.1, отличающаяся тем, что пассивный вибратор длиной 1,1-1,3 н изогнут в сторону активного излучателя длиной 0,15-0,35 н.

4. Приемопередающая антенна по п.1 или 2, отличающаяся тем, что активные излучатели и пассивные вибраторы выполнены в виде пластин, причем пассивные вибраторы расположены в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения активных излучателей электромагнитной энергии.






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