Логопериодическая антенна
Патент 1688331
Авторы
Классы МПК
Логопериодическая антенна
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к оитоннси гохс;. Цель изобретения улучшение уоопнм cmласопвния при работе ло(оипр.ц1дмчо- CKQH тнтонны (ЛА) в ре.киме поп%е1 Н -чо o;.i OCTOpoiiiie.ro излучения при ими изпучателеи несимметричной линией передачи ЛА содержит линейную решетку i луч-ттг-леи 1, выполненных в виде чибраторно-щелевых антенн, возбуждаем ix общей о;1но11,ч1со;,-1пй (тси.мметричнои линпоп 7 . и fvfпол ж ниом ntpm- лелььо . | icrc-ому JKpanv 3 Размеры излччлелси 1, расстояния между мини и длины отрезков линии 7 подчиняются ну геом три еской прогрессии. Каждый излучатель 1 состоит из щели 2 п экране 3, закрытой с одной стороны резонатором Л, и несимметричного вибратора 5, Р-ЧСПРЮЖРН- ного перпендикулярно экрану 3 т и что его ось г..т через центр щели ). За вссленмя п рибрдтпр5коаксмол мого щ-ейфа с ю,|;к.;нсотором дос ига-п - уроаонь c b ntOD;iiii ; виГ рат. pf I r r:i i;,ici 7 в рыбоч° -1 дтпазопе частот, оОлг1 15 ощпи односторонним изпучг-нием с л пгрячмс направленности, максимум когорпй п-тгпо латается в нчправлемии, поперечном по отношению к оси ЛА. 2 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧГСКИХ
РЕСПУБЛИК (ч)з Н 01 0 11/10
ГГ судАР с1 В е нны Й кОмитет
ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГК!-IT СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4703013/09 (22) 04,04,89 (46) 30,10.91. Бюл. ЬЬ 40 (71) Гомельский государственный универсигет (72) В.А.Яцкевич (53} 621.396.677(088,8) (56) Айзенберг Г.З. и др. Коротковолновые антенны. M.: Радио и связь, 1985, с. 371-376. (54) ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКАЯ АНТЕННА (57) Изобретение относится к антенной техни::=. Цель изобретения -- улучшение уровня согласования при работе логопериодической антенны (ЛА) в режиме поперечного одностороннего излучения при возбуждении излучателей несимметричной линией передачи. ЛА содержит линейную решетку излучателей 1, выполненных в виде вибраторно-щелевых антенн, возбуждаемых обИзобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве передающей или приемной антенн в широкополосных системах радиосвязи метрового и дециметрового диапазонов волн.
Цель изобретения — улучшение уровня согласования при работе логопериодичес ой антенны в режиме поперечного одно- . стороннего излучения при возбуждении излучателей несимметричной линией передачи.
На фиг.1 изображена структурная схема логопериодической антенны; на фиг.2 — вибраторно-щелевая антенна.
Логопериодическая антенна содержит излучатели (вибраторно-щелевые антенны)
1, щели 2, металлический экран 3, резонато,, „ ) „„1688331 I-,1 щей Gpíîïpîâîäíoé несимметричной линией 7 переда ги и расположенной параллельно металли Гескому экрану 3, Размеры излучател=-й 1, расстояния между ними и длины отрезков линии 7 подчиняются зако ну геометри,еской прогрессии. Каждый излучатель 1 состоит из щели 2 в экране 3, закрытой с одной стороны резонатором 4, и несимметричного вибратора 5, расположенного перпендикулярно экрану 3 так, что его ось проходит через центр щели 2. За счет введения в вибратор 5 коаксиального шлейфа с конденсатором достигается высокий уровень согласования вибратора 5 с линией
7 в рабочем диапазоне .астот, обладающей односторонним излучением с диаграммой направленно ти,максимум которой располагается в направлении, поперечном по отношению к оси ЛА. 2 ил. ры 4, несимметричные вибраторы 5, входы несимметричных вибраторов 6, линию передачи 7, изоляторы 8, "îãëàñîâàííóþ нагрузку 9, вход логопериодической антенны 10, коаксизльные шлейфы 11, конденсаторы 12, металлические шайбы 13, диэлектрические шайбы 14.
Вибраторно-щелевые антенны, располагающиеся над металлическим экраном 3, ссединены каскадно несимметричной линией передачи 7, волновое сопротивление которой, выбираемое из условия взаимной обратности входных сопротивлений вибратора 5 и шели 2, равно 60 л Ом. Излучатели
1 образуют линейную антенную решетку, в которой p33t40pbl излучатслей 1, расс гояния между ними и длины отрезков линии пере1688331 дачи 7, соединяющих излучатели, подчиняются закону геометрической прогрессии, причем к входу наибольшего излучателя 1 подключена согласованная нагрузка 9, а вход наименьшего излучателя 1 является входом логопериодической антенны. Не симметричный вибратор 5 а каждой аибраторно-щелеаой антенне выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутри которого расположен коаксиальный шлейф
11 в виде соосного с металлическим цилиндром и изолированного от него прямолинейного проводника, нижний конец которого является входом несимметричного вибратора 5 и коаксиального шлейфа 11 одновременно. В нижней части коаксиального шлейфа 11 расположен конденсатор 12, выполненный в виде металлической шайбы 13 и диэлектрической шайбы 14.
Все размеры излучатег|ей 1, расстояния между ними и длины отрезков линии передачи 7, соединяющих излучатели 1, подчиняются закону геометрической прогрессии, а размеры несимметричного вибратора 5, щели 2 и конденсатора 12 а каждом излучателе 1 выбираются из условия взаимной обратности входных сопротивлений несимметричного вибратора 5 и щели 2.
Таким образом, длина Ig наибольшего несимметричного вибра ора определяется выражением
IN = (0,258 = - 0,01) 4вкв, где 4в«наибольшая длина волны рабочего диапазона.
Диаметр наибольшего несимметричного вибратора может иметь любую приемлемую из конструктивных соображений величину. Длина и диаметр каждого из остальных несимметричных вибраторов определяются путем умножения длины и диаметра соседнего с ним большего несимметричного вибратора на коэффициент т, где т =
= 0,75...0,95. Расстояние d между наибольшим и соседним с ним несимметричными вибраторами определяется выражением б=(2,6 + 0,1)!д, а все остальные расстояния между cocoäíèìè несимметричными вибраторами вычисляются путем последовательного умножения этой величины на коэффициент t на основе закона геометрической прогрессии. Отрезок линии передачи между соседними несимметричными вибраторами удлинен в 1,1„.1,2 раза по сравнению с расстоянием между соответствующими несимметричными вибраторами. Число излучателей выбирается исходя из выражения нвксlтмим = А!Т где А:=0,5...0,7;
fMaxc и мин максимальная и минимальная частоты рабочего диапазона.
Длина каждой щели выбирается равной удвоенной длине несимметричного вибратора, а ширина щели равна удвоенному диаметру аибратора. Глубина h резонатора 4, длина I> коаксиального шлейфа 11 и емкость
С конденсатора 12 пропорциональны длине ! несимметричного вибратора в этом излучателе, и, следовательно, подчиняются такому же закону геометрической прогрессии, как и длины несимметричных вибраторов. Для определения параметров резонатора и коаксиального шлейфа используются соотношения, справедливо при i/А < 0,44; I /I=1,2; !
1/l=0,781, 1Ишл/60 л= 0,915; С = 6,42 I (пФ), (1) где W > — волновое сопрстиаление коаксиального шлейфа.
Диаметр d) проводника шлейфа определяется по формуле
М/шл = 60 In (О/(1 1), где D — внутренний диаметр несил1метричного вибратора в данном излучателе, Величина емкости С конденсатора 12 в каждом излучателе, определяемая согласно (1), позволяет определить размеры металлической шайбы 13 и диэлектрической шайбы
14 с помощью известной формулы для емкости цилиндрического конденсатора
С = 55.6 г l2/In (D/Ф) (пф|, где с- относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрической шайбы 1;
lg — высота металлической шайбы 13 и диэлектрической шайбы 14;
dz — диаметр металлической шайбы 13, Величина отношения D/d2 выбирается одинаковой для всех излучателей. Диэлектрические шайбы выполняются излюбогодиэлектрика с малыми потерями.
К входу наибольшего излучателя 1 подключается согласованная нагрузка, а вход наименьшего излучателя 1 является входом логопериодической антенны 10.
Логопериодическая антенна работает следующим образом.
Электромагнитная энергия, подводимая к входу логопериодической антенны 10, распространяется по линии передачи 7 и возбуждает излучатели 1, размеры и расстояния между которыми выбраны таким образом, чтобы обеспечить близкое к синфазному возбуждение излучателей (вибраторно-ще IGBblx антенн) 1 в активной области логопериодической антенны. В результате в логопериодической антенне реализуется режим поперечного излучения. Г1ри этом конструкция каждого излучателя 1, выбираемая согласно соотношениям (1), обеспечи1688331 вает режим однонаправленного излучения с частотно независимым входным сопротивлением, близким по величине к 60 .тг Ом с уровнем КСВ на входе отдельного излучателя 1 не более 1,1 и с уровнем КСВ на входе логопериодической антенны не более 1,8.
Таким образом, обеспечивается улучшение уровня согласования при работе логопериодической антенны в режиме поперечного излучения, Ф.ормула изобретения
Логопериодическая антенна, содержащая линейную решетку излучателей, соединенных линией передачи, причем размеры излучателей, расстояния между ними и длины отрезков линии передачи, соединяющих излучатели, выбраны по закону геометрической прогрессии, к входу наибольшего излучателя подключена согласованная нагрузка, а вход наименьшего излучателя является входом логопериодической антенны, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения уровня согласования при работе логопериодической антенны в режиме поперечного одностороннего излучения при возбуждении излучателей несимметричной линией . передачи каждый излучатель выполнен в виде вибраторно-щелевой антенны, состоящей из щели в металлическом экране, закрытой с одной стороны резонатором, и несимметричного вибратора, расположенного перпендикулярно металлическому экрану таким образом, что ось несимметричного вибратора проходит через центр щели, а вход несимметричного вибратора подклю5 чен к линии передачи, выполненной несимметричной в виде проводника, расположенного параллельно металлическому экрану и проходящего над каждой щелью через ее середину, причем каждый несимметрич10 ный вибратор выполнен в виде полого металличес coro цилиндра, внутри которого расположен коаксиальный шлейф в виде соосного с металлическим цилиндром и изолированного от него прямолинейного про15 водника, нижний конец которого является входом несимметричного вибратора и коаксиального шлейфа одновременно, а в нижней части коаксиального шлейфа расположен конденсатор, подключенный парал20 лельно входу коаксиального шлейфа, причем размеры несимметричного вибратора, щели, резонатора коаксиального шлейфа и величина емкости конденсатора в каждом излучателе, а также значение волнового со25 противления коаксиального шлейфа выбираются из условия
Zв Ещ=(60 л) где Z> — входное сопротивление несимметричного вибратора;
30 Ещ — входное сопротивление щели, «
0 б
СОСтэ !;(e3!L A„I,ÎI;Ô)pàòÜen
Техред!4.Моргенты Кощ.ектор М.J! p;,;,. к
Редактор H.Коляда
1,ДоиацоДст енно-и;Дател ьский ко! 10! . !8 I Па I ент, и . . кгороД, л,рагс рина. I I l
Заказ 3713 Тираж .10ДI IИС IOG
ВНИИПИ Государ-.,таенного комитета I!o иаобрегенияч и:откра!тир: < цни ГI:.,! Г -I;;;, 113035, iЛосква, Ж- 35, Рауо1ская наб„4/";