Способ генерации поверхностного электромагнитного процесса на коническом антенном элементе

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в несимметричных и симметричных антеннах. Технический результат - расширение рабочего диапазона частот. Для этого на наружной поверхности конического антенного элемента соосно с ним устанавливают плоские кольца, выполненные из токопроводящего листа. Внутреннюю кромку колец гальванически соединяют с наружной поверхностью конического антенного элемента. Для смежных колец проекция на плоскость конического антенного элемента наружной кромки плоского кольца с меньшим диаметром совпадает с проекцией внутренней кромки плоского кольца с большим диаметром. Питание производят с помощью коаксиальной линии или симметричной двухпроводной линии в зависимости от выбора типа антенны известными способами, исключающими антенный эффект фидера. Для несимметричной антенны в качестве ее противовеса используют конический элемент, снабженный плоскими кольцами. Для симметричной антенны в качестве ее вибраторов применяют одинаковые конические антенные элементы, снабженные плоскими кольцами. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в несимметричных и симметричных антеннах.

Известны способы генерации поверхностного электромагнитного процесса (именуемого в обиходе, поверхностной «радиоволной»), на круглой цилиндрической поверхности и на плоской поверхности антенных элементов, например, А.З.Фрадин «Антенны сверхвысоких частот», «Советское радио», Москва, 1957 г. стр.569-К593.

Известны конусные и диск-конусные антенны, на конусной поверхности элементов которых нет поверхностных «радиоволн», например, «техника сверхвысоких частот, «Советское радио», Москва, 1952 г. стр.82÷88 и 97÷106.

Решаемая изобретением задача - улучшение технических, технологических, эксплуатационных и стоимостных характеристик при создании симметричных и несимметричных антенн, имеющих конические антенные элементы.

Заявленное достигается увеличением электрической длины конического антенного элемента, что позволяет: во-первых, уменьшить его первоначальные размеры и вес, имея заданной fmin - нижнюю частоту рабочего диапазона антенны; во-вторых, уменьшить fmin и тем расширить рабочий диапазон антенны без изменения ее первоначальных размеров.

Решение поставленной задачи с достижением указанного политехнического результата за счет способа генерации поверхностного электромагнитного процесса заключается в том, что на наружной поверхности конического антенного элемента соосно с ним устанавливают плоские кольца, выполненные из токопроводящего листа, внутреннюю кромку которых гальванически соединяют с наружной поверхностью конического антенного элемента так, что для смежных колец проекция на поверхность конического антенного элемента наружной кромки кольца с меньшим диаметром совпадает с проекцией внутренней кромки кольца с большим диаметром.

В случае создания несимметричной антенны конический антенный элемент используют в качестве ее противовеса, который исключает антенный фидерный эффект при питании антенны коаксиальной линией. Здесь наружный проводник коаксиала соединяют с вершиной конического антенного элемента, а центральный проводник коаксиала соединяют с проводником возбудителя, обычно выполняемого в виде диска или отрезка провода штыревого типа.

В случае создания симметричной антенны и противовес, и возбудитель (ее вибраторы) выполняют из одинаковых конических антенных элементов, снабженных плоскими кольцами. Для симметричной антенны возможно применение для питания как коаксиальной линии, так и двухпроводной симметричной линии, что расширяет возможности ее практической реализации.

Ширину Δ колец целесообразно выбирать , где λmin - минимальная длина волны на f max максимальной частоте возбуждения рабочего диапазона антенны. Угол Ѳ° между образующей конического антенного элемента и его осью составляет для несимметричной антенны Ѳ°≈80°, а для симметричной антенны Ѳ°≈45°÷60°. Радиус r_n наружной кромки наибольшего плоского кольца , где λmax - длина волны на fmin - минимальной частоте рабочего диапазона антенны.

Специалистам понятно, что длина L пути тока I_п проводимости по поверхности конического антенного элемента, снабженного плоскими кольцами, от клеммы возбуждения при его вершине до кромки конуса увеличивается примерно до L≈3l_oбр, где l_обp - есть длина образующей конуса. Происходит это потому, что ток проводимости I_п «петляет» по поверхности плоских колец, затекая под них, наделяет тем самым эту поверхность и поверхность конуса проводимостью реактивного характера, чем обусловливает генерацию поверхностной «радиоволны».

Наиболее успешно заявленный способ генерации поверхностного электромагнитного процесса на коническом антенном элементе промышленно применим в антенной технике сверхвысоких частот. На более низких частотах, однако, будет ощутимо выделяться экономия по стоимости изделия и удобстве его обслуживания, что тоже немаловажно для функционирования узлов радиосвязи гражданского и военного назначения.

Фиг.1 схематично показывает продольное сечение несимметричной антенны. Пунктиром показан извилистый путь тока I_п проводимости.

Фиг.2 показывает то же, что и фиг.1 для симметричной антенны, питаемой коаксиальной линией.

Фиг.3 показывает то же, что и фиг.2 для симметричной антенны, питаемой двухпроводной симметричной линией.

Позициями на фиг.1, фиг.2, фиг.3 показаны:

1 - конический антенный элемент;

2 - коаксиальный фидер;

3 - плоские кольца;

4 - возбудитель;

5 - противовес;

6 - симметричная двухпроводная линия.

1. Способ генерации поверхностного электромагнитного процесса на коническом антенном элементе, заключающийся в том, что на наружной поверхности конического антенного элемента устанавливают соосно с ним плоские кольца, выполненные из токопроводящего листа, внутреннюю кромку которых гальванически соединяют с наружной поверхностью конического антенного элемента, причем для смежных колец проекция на плоскость конического антенного элемента наружной кромки кольца с меньшим диаметром совпадает с проекцией внутренней кромки кольца с большим диаметром, а питание производят с помощью коаксиальной линии или симметричной двухпроводной линии в зависимости от выбора типа антенны известным образом, исключающим антенный эффект фидера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для несимметричной антенны в качестве ее противовеса используют конический элемент, снабженный плоскими кольцами.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для симметричной антенны в качестве ее вибраторов применяют одинаковые конические антенные элементы, снабженные плоскими кольцами.