Широкополосный рефлектор

Реферат

 

Широкополосный рефлектор относится к антенной технике и может быть использовано в широком диапазоне волн: от КВ до СВЧ. Целью изобретения является увеличение рабочей полосы пропускания частот на основе простой конструкции широкополосного рефлектора, выполненного в виде двух замкнутых пассивных соосно разнесенных петлевых вибраторов, которые, будучи отнесенными от плоскости активного излучателя и симметрично расположенными относительно него на определенное расстояние, позволяют достичь минимального обратного излучения в диапазоне волн max/min= 1,5-1,7. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенной технике, может быть использовано в широком диапазоне радиоволн: от КВ до СВЧ.

Известно, что одним из способов повышения коэффициента усиления антенны является использование рефлектора. Эффективность рефлектора оценивается минимальными размерами, простотой конструкции и возможностью работы в широкой полосе частот.

Широкое применение получил рефлектор в виде вибратора, установленного на расстоянии 0,25 от основного вибратора и возбужденного так, что создаваемая им напряженность поля в сторону основного вибратора синфазна, а в противоположную сторону противофазна [1] (аналог). Такая система вибраторов работает в полосе частот 15 - 20%, так как линейный вибратор является резонансной системой. Расширение полосы частот линейного вибратора ограничено изменением формы диаграммы направленности, уменьшением КНД, изменением входного сопротивления вибратора, что нарушает согласование фидера с вибратором [2].

Для работы в широкой полосе частот применяется рефлектор [3] (прототип) в виде проволочной рамки, две противоположные вершины которой гальванически связаны с тепловым вибратором, расположенным в плоскости, перпендикулярной плоскости рамки. К другой диагонали рамки с помощью стоек прикреплен излучатель. Работа широкополосного рефлектора основана на том, что поле излучателя, аналогичное полю электрического диполя, наводит в рефлекторе поле, аналогичное полю магнитного диполя. В результате взаимодействия полей образуется однонаправленное излучение в сторону излучателя. Недостатками прототипа являются: наличие рамки и связанная с ней дополнительная парусность, необходимость крепления петлевого вибратора к рамке таким образом, чтобы плоскость рамки и плоскость петлевого вибратора были перпендикулярны.

Задачей изобретения является создание рефлектора, обеспечивающего полосу рабочих частот более 30% при одновременном упрощении взаимного расположения элементов рефлектора. Указанный технический результат достигается тем, что рефлектор содержит два параллельных петлевых вибратора, расположенных соосно на расстоянии 0,25 max друг от друга и при этом симметрично относительно излучателя, причем плоскость задних кромок петлевых вибраторов расположена на расстоянии 0,14 max от плоскости излучателя.

Широкополосный рефлектор представлен на фиг. 1, 2.

Широкополосный рефлектор (фиг. 1) состоит из двух замкнутых, пассивных, петлевых вибраторов длиной 0,52 max, расположенных соосно и разнесенных между собой на расстояние 0,25 max. Плоскости петель параллельны как друг другу, так и плоскости ZOX, в которой колеблется вектор напряженности электрического поля E. Точки a и b являются точками симметрии, а линия ab - линией нулевого потенциала. Симметричный активный излучатель устанавливается симметрично относительно петлевых вибраторов на расстояние 0,14 max вдоль оси OX от плоскости задних кромок петлевых вибраторов таким образом, чтобы вектор электрического поля E был параллелен плоскостям петлевых вибраторов. Заметим, что в качестве активного излучателя может быть использован любой симметричный излучатель с размерами порядка 0,5 max.

Предлагаемый широкополосный рефлектор позволяет усилить излучение в сторону активного излучателя и получить минимальный уровень обратного излучения в диапазоне волн max/min= 1,5-1,7. Широкополосный рефлектор работает следующим образом. Активный излучатель наводит в петлевых вибраторах поля, которые с первичным излучателем образуют электродинамическую пару "магнитный диполь - электрический диполь" , которая широкополосна с точки зрения образования однонаправленного излучения. Это явление лежит в основе предлагаемого рефлектора и хорошо согласуется с экспериментальными данными.

Для доказательства работоспособности широкополосного рефлектора и рассматриваемой полосе частот, т.е. более 30%, авторами проведен эксперимент в двух диапазонах частот: 170 - 250 МГц и 400 - 800 МГц. В качестве активного излучателя была взята диапазонная антенна [4]. В ходе эксперимента проводились измерения диаграммы направленности в E и H плоскостях, после чего оценивался уровень излучения антенны в задней полусфере по отношению к максимальному уровню излучения главного лепестка диаграммы направленности. Результаты эксперимента показаны на фиг. 2, где приведена зависимость значений уровня обратного излучения от приведенной длины рефлектора L/, где L - длина рефлектора. Анализ полученных результатов показывает, что широкополосный рефлектор подавляет обратное излучение до уровня - 16 дБ в полосе частот до 70% и до уровня - 12 дБ в полосе частот до 200%.

Полученные экспериментальные данные убедительно показывают, что предлагаемый широкополосный рефлектор позволяет достичь положительного технического результата.

Источники информации 1. Айзенберг Г.З., Ямпольский В.Г., Терешин О.Н. Антенны УКВ. Часть 1. - М.: Связь, 1977. с. 188.

2. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование антенно-фидерных устройств. - М.Л.: Энергия, 1966. 648 с.

3. Кисмерешкин В. П. Проволочный рефлектор. авт. св. 216803, H 01 Q 15/14, 1968.

4. Харченко К.П., Мартынов П.П., Кисмерешкин В.П. Диапазонная антенна. авт. св. 191647, H 01 Q 9/28, 28.03.67.

Формула изобретения

Широкополосный рефлектор, содержащий петлевой вибратор, возбуждаемый излучателем, отличающийся тем, что содержит дополнительный идентичный петлевой вибратор, расположенный соосно на расстоянии 0,25 max от первого, причем оба петлевых вибратора расположены симметрично относительно излучателя и плоскость их задних кромок находится на расстоянии 0,14 max от плоскости излучателя, при этом max/min= 1,5-1,7.о

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2