Коротковолновая антенна

Коротковолновая антенна

Реферат

 

Коротковолновая антенна, содержащая два пазовых возбудителя, размещенных в кромках элементов конструкции самолета симметрично относительно его продольной оси, фазосдвигающее устройство, блоки согласования, размещенные вне пазовых возбудителей, и тракт питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления коротковолновой антенны в широкой полосе частот, в тракте питания установлены блок управления параметрами фазосдвигающего устройства и блок переключения поддиапазонов, причем внутри каждого пазового возбудителя по оси его симметрии установлены отрезки проводников, один из которых присоединен к блоку согласования и боковой поверхности пазового возбудителя, а остальные - к блоку переключения поддиапазонов и основанию пазового возбудителя, при этом раскрыв каждого пазового возбудителя частично экранирован.

Изобретение относится к радиотехнике и может применяться на летательных аппаратах (ЛА) при необходимости получения ненаправленных характеристик излучения в азимутальной плоскости и обеспечения эффективной работы бортового коротковолнового передатчика в широком диапазоне частот. Известна коротковолновая антенна, содержащая два пазовых возбудителя, размещенных в кромках элементов конструкции самолета симметрично относительно его продольной оси, фазосдвигающее устройство, блоки согласования, размещенные вне пазовых возбудителей, и тракт питания [1]. Однако известная коротковолновая антенна обладает сложной конструкцией, неравномерностью азимутальной составляющей поля, ограниченным диапазоном и низкой эффективностью. Целью изобретения является повышение коэффициента усиления коротковолновой антенны в широкой полосе частот. Для этого в коротковолновой антенне, содержащей два пазовых возбудителя, размещенных в кромках элементов конструкции самолета симметрично относительно его продольной оси, фазосдвигающее устройство, блоки согласования, размещенные вне пазовых возбудителей, и тракт питания, в тракте питания установлены блок управления параметрами фазосдвигающего устройства и блок переключения поддиапазонов, причем внутри каждого пазового возбудителя по оси его симметрии установлены отрезки проводников, один из которых присоединен к блоку согласования и боковой поверхности пазового возбудителя, а остальные - к блоку переключения поддиапазонов и основанию пазового возбудителя, при этом раскрыв каждого пазового возбудителя частично экранирован. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема коротковолновой антенны; на фиг. 2 - пазовый возбудитель; на фиг. 3 - одномерные диаграммы направленности для различных режимов возбуждения пазовых возбудителей в азимутальной плоскости; на фиг. 4 - значения коэффициента бегущей волны (КБВ); на фиг. 5 приведены графики расчета коэффициента заполнения (К_зап) для различных режимов работы коротковолновой антенны. Коротковолновая антенна содержит два пазовых возбудителя 1 и 2, фазосдвигающее устройство 3, блоки согласования 4, блок управления параметрами фазосдвигающего устройства 5, блок переключения поддиапазонов 6, при этом внутри каждого пазового возбудителя установлены отрезки проводников 7, один из которых присоединен к блоку согласования 4 и боковой поверхности пазового возбудителя 8, а остальные - к блоку переключения поддиапазонов 6 и основанию пазового возбудителя 9, а также передатчик 10. Устройство работает следующим образом. Экспериментальные исследования диапазонных свойств пазовых возбудителей 1 и 2, проведенные на реальном самолете, подтвердили возможность эффективной работы передатчика 10 средней мощности в диапазоне частот 2 - 25 МГц в непрерывном режиме. Из приведенных на фиг. 4 экспериментально снятых значений КБВ в указанном диапазоне частот видно, что в худшей точке КБВ не опускается ниже 0,55. Исследование характеристик направленности коротковолновой антенны проводили на модели самолета (масштаб моделирования 1:15), на которой были установлены у основания крыльев два симметрично расположенных относительно фюзеляжа пазовых возбудителя 1 и 2. На фиг. 3 показаны снятые в азимутальной плоскости одномерные диаграммы направленности для различных режимов возбуждения излучателей. Проведенный анализ этих характеристик подтверждает возможность создания квазиизотропных характеристик излучения, полностью исключающих глубокие энергетические провалы, путем выбора соответствующего режима возбуждения. Это подтверждается также и расчетом интегральных характеристик превышения коэффициентов заполнения (К_зап) при работе антенны в различных режимах. Под коэффициентом заполнения, используемым для характеристики направленных свойств самолетных коротковолновых антенн, понимают вероятность превышения заданного энергетического уровня Д (Д - коэффициент направленного действия коротковолновой антенны) при равновероятной ориентации летательного аппарата (ЛА) в пространстве. На фиг. 5 приведены результаты расчета К_зап по всем уровням Д_m (Д_m - максимальное значение коэффициента направленного действия), кривая б соответствует режиму синфазного возбуждения, а - противофазному, в - одиночному, г, д, е - при возможности выбора одного из двух, трех или четырех режимов соответственно, из которых видно, что возможность управления амплитудно-фазовым распределением поверхностных токов изменением режима возбуждения пазовых возбудителей 1 и 2 значительно улучшает вероятностные характеристики коротковолновой антенны. Так, даже при выборе одного из двух режимов значение К_зап на половинном от максимального энергетическом уровне (Д/Д_m=0,5) повышается примерно в 2,5 - 3 раза по сравнению с К_зап на этом же уровне при работе только одним режимом. Это практически исключает нарушение связи при произвольной ориентации ЛА относительно корреспондента. Таким образом, использование предложенной коротковолновой антенны позволяет обеспечить эффективную работу бортового передатчика в широком диапазоне частот, сформировать квазиизотропные характеристики направленности при одновременном упрощении конструкции за счет исключения необходимости герметизации объема паза. Кроме того, предложенное устройство может широко использоваться как на скоростных самолетах, так и на других типах летательных аппаратов, все это выгодно отличает его от прототипа.

Формула изобретения

Коротковолновая антенна, содержащая два пазовых возбудителя, размещенных в кромках элементов конструкции самолета симметрично относительно его продольной оси, фазосдвигающее устройство, блоки согласования, размещенные вне пазовых возбудителей, и тракт питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления коротковолновой антенны в широкой полосе частот, в тракте питания установлены блок управления параметрами фазосдвигающего устройства и блок переключения поддиапазонов, причем внутри каждого пазового возбудителя по оси его симметрии установлены отрезки проводников, один из которых присоединен к блоку согласования и боковой поверхности пазового возбудителя, а остальные - к блоку переключения поддиапазонов и основанию пазового возбудителя, при этом раскрыв каждого пазового возбудителя частично экранирован.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5