Широкополосная двухполяризационная антенна

Изобретение относится к широкополосной двухполяризационной антенне, предназначенной для использования в качестве отдельного устройства, либо в составе фазированных антенных решеток. Технический результат изобретения заключается в хорошем согласовании фидеров. Конструкция антенны создает ортогональный базис, что позволяет обеспечить излучение электромагнитных волн с различными видами поляризации. Антенна содержит фидеры, проводящий экран и расположенный над ним излучающий элемент в виде четырехлучевой звезды. Лучи звезды плавно изогнуты в направлении экрана и своими вершинами подключены к фидерам. Плавное изменение формы и высоты лучей над экраном позволяет согласовать фидеры и свободное пространство в широком диапазоне частот. Антенна имеет простую конструкцию, малые габариты и вес. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники, а более конкретно к антеннам и излучателям электромагнитного поля в составе фазированных антенных решеток.

Известна "Широкополосная микрополосковая антенна" [Тарасов Н.П. и др., заявка №94009404/09, 16.03.1994, опубликовано: 20.11.1998], которая содержит расположенную над экраном на обеих сторонах диэлектрической подложки решетку излучателей и двухпроводную линию передачи, к одному проводнику которой на расстоянии половины соответствующей резонансной длины волны попеременно присоединены четвертьволновые вибраторы, а к другому на обратной стороне листа под ними присоединены в середине полуволновые симметричные вибраторы, причем на плечах всех или некоторых логопериодически расположенных полуволновых излучателях образованы зазоры, не превышающие по ширине толщину подложки. Известная антенна способна принимать или излучать сигналы на одной, линейной поляризации.

Известны различные модификации печатных излучателей [УДК 621.396.67, "Антенны и устройства СВЧ" под редакцией Д.И. Воскресенского, Москва, "Радио и связь", 1994, стр.51, 52]. В простейшем варианте излучатель представляет собой диск, расположенный над металлическим экраном на диэлектрической подложке малой толщины. Диск возбуждается с помощью двух штырей, к которым энергию можно подводить с помощью либо коаксиального фидера, либо полосковой линии, расположенной на противоположной стороне экрана. Штыри возбуждаются противофазно, что обеспечивает максимальное излучение в направлении нормали к плоскости экрана. Использование двух пар штырей, расположенных в перпендикулярных плоскостях и возбуждаемых с фазовым сдвигом 90 градусов, позволяет получить круговую поляризацию поля излучения. Исследования показывают, что печатные излучатели хорошо согласуются в 12%-ной полосе частот. Однако в ряде случаев требуются двухполяризационные излучатели, работающие в октавной или даже в мультиоктавной полосе частот.

Сущность изобретения состоит в том, что в антенне, содержащей фидеры, проводящий экран и расположенный над ним излучающий элемент, последний выполнен в виде четырехлучевой звезды. При этом лучи звезды плавно изогнуты в направлении проводящего экрана, а фидеры подключены к вершинам лучей.

Технический результат состоит в том, что в двухполяризационном излучателе достигается хорошее согласование фидеров и свободного пространства в широкой полосе частот.

На фигуре 1 приведена конструкция широкополосной двухполяризационной антенны.

Предлагаемая широкополосная двухполяризационная антенна содержит фидеры 1, проводящий экран 2 и излучающий элемент 3, выполненный в виде расположенной над проводящим экраном 2 четырехлучевой звезды. Лучи звезды плавно изогнуты в направлении экрана 2 и своими вершинами подключены к фидерам 1. Антенна работает следующим образом. К противоположным вершинам лучей, расположенных на одной диагонали, через фидеры 1 подводится противофазное возбуждение, что обеспечивает максимальное излучение в направлении нормали к плоскости проводящего экрана 2 с линейной поляризацией излучения. Поскольку диагонали четырехлучевой звезды перпендикулярны, их излучения образуют двухполяризационный ортогональный базис. При возбуждении диагоналей с фазовым сдвигом ±90 градусов образуется излучение с круговой поляризацией левого или правого вращения. При этом в силу плавного изменения формы и высоты лучей звезды над проводящим экраном достигается хорошее согласование фидеров и свободного пространства в широкой полосе частот.

Для проверки работоспособности предлагаемой антенны был изготовлен и испытан ее макет. Испытания показали, что предлагаемая антенна обеспечивает двухполяризационное излучение в трехкратном диапазоне частот при коэффициенте стоячей волны входов ≤2 и поляризационной развязке между фидерами перпендикулярных диагоналей более 20 ДБ. Следует также отметить простоту конструкции антенны, ее малые габариты и вес.

Широкополосная двухполяризационная антенна, содержащая фидеры, проводящий экран и расположенный над ним излучающий элемент, отличающаяся тем, что излучающий элемент выполнен в виде четырехлучевой звезды, при этом лучи звезды плавно изогнуты в направлении экрана и своими противоположными вершинами подключены к разным фидерам, образуя двухполяризационный ортогональный базис.