Дипольная антенна

Изобретение относится к антенной технике, в частности к дипольным антеннам с отражающим экраном, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта для передачи телеметрии на Землю через спутники ретрансляторы. Технический результат достигается тем, что в дипольной антенне, содержащей корпус из электропроводящего материала, симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем, излучающие ортогональные плечи дипольного излучателя, коаксиальные запитывающие линии, микрополосковый неразвязанный делитель с фазосдвигающей линией 90° и РЧ-соединитель с кабелем, при этом крестообразное симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем прорезано в первом торце корпуса между ортогональными дипольными излучателями, связанный с ортогональными диполями коаксиальными запитывающими линиями, РЧ-соединитель с кабелем подключен ко входу микрополоскового делителя, в отличие от прототипа введены отражающий диск из электропроводящего материала, прикрепленный к ортогональным диполям через диэлектрическую шайбу на цилиндрическом штифте и отражающий экран с выступом на периферии, при этом оси симметрии штифта, диска и экрана совпадают с осью излучения дипольной антенны, за счет чего увеличиваются направленные свойства дипольной антенны. 3 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к дипольным антеннам с отражающим экраном, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта для передачи телеметрии на Землю через спутники ретрансляторы.

Известна дипольная антенна с использованием рассеивателя по оси дипольной антенны и конусообразного экрана описанная в (Алексахин B.C. Диапазонная направленная антенна. RU 2157580 С1 - 17.12.2004). Однако, эта антенна увеличивает КУ, относительно своего прототипа только в 2 раза.

Наиболее близкой к предложенной антенне является антенна, описанная в (Дробышев Александр Иванович (RU). Дипольная антенна. RU 2546069 С2 - 17.01.2019). Эта дипольная антенна содержит корпус из электропроводящего материала, симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем, коаксиальные запитывающие линии, РЧ-соединитель с кабелем, излучающие ортогональные плечи дипольного излучателя, микрополосковый неразвязанный делитель с фазосдвигающей линией 90°, связанный с ортогональными диполями коаксиальными запитывающими линиями, при этом крестообразное симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем прорезано в первом торце корпуса между ортогональными дипольными излучателями, РЧ-соединитель с кабелем подключен ко входу микрополоскового делителя.

Однако, эта дипольная антенна имеет низкий коэффициент усиления по оси излучения, порядка 8 дБ.

Задачей настоящего изобретения является увеличение направленных свойств дипольной антенны за счет увеличения эффективной площади излучения.

Технический результат достигается тем, что в дипольной антенне, содержащей корпус из электропроводящего материала, симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем, излучающие ортогональные плечи дипольного излучателя, коаксиальные запитывающие линии, микрополосковый неразвязанный делитель с фазосдвигающей линией 90°, связанный с ортогональными диполями коаксиальными запитывающими линиями и РЧ-соединитель с кабелем, при этом крестообразное симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем прорезано в первом торце корпуса между ортогональными дипольными излучателями, РЧ-соединитель с кабелем подключен к входу микрополоскового делителя, в отличие от прототипа введены отражающий диск из электропроводящего материала, прикрепленный к ортогональным диполям через диэлектрическую шайбу на цилиндрическом штифте и отражающий экран с выступом на периферии, при этом оси симметрии штифта, диска и экрана совпадают с осью излучения дипольной антенны.

Введение в конструкцию отражающего диска из электропроводящего материала по оси дипольной антенны, который служит и как отражатель, и как элемент замедляющей структуры, и отражающего экрана с выступом по периферии, который увеличивает синфазное излучение дипольной антенны, ведет к увеличению направленных свойств дипольной антенны за счет увеличения эффективной площади излучения.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники позволяют сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемой дипольной антенны, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется графическими материалами:

На фиг. 1 представлено сечение дипольной антенны, на фиг. 2 показана дипольная антенна в двух плоскостях, на фиг. 3 показаны диаграммы направленности дипольной антенны и ее прототипа сплошной линией и пунктирной соответственно.

Антенна содержит корпус, выполненный в данном образце в виде цилиндра, с излучающими ортогональными плечами диполями, выполненные в данном образце в виде параллелепипедов 1, симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнением 2, коаксиальные запитывающие линии 3, микрополосковую плату с неразвязанным делителем и фазосдвигающей линией 90° 4, РЧ-соединитель с отрезком коаксиального кабеля 5, отражающий экран с выступом на периферии 6, отражающий диск 7.

Антенна работает следующим образом. Электромагнитная волна через РЧ-соединитель с кабелем 5 равноамплитудно делится в микрополосковой плате 4 и со сдвигом фазы 90° поступает на коаксиальные запитывающие линии 3, которые возбуждают ортогонально расположенные диполи. Возбужденные описанным образом ортогональные диполи излучают эллиптически поляризованную волну, направление вращения которой зависит от знака сдвига фазы 90°. Часть излучаемой волны огибает отражающий диск, в результате чего фазовый фронт вдоль оси дипольной антенны вытягивается, и диаграмма направленности дипольной антенны сужается, остальное излучение падает на отражающий диск и затем отражается от экрана с выступом на периферии, распространяясь в дальнейшем в фазе с прямым излучением дипольной антенны, вследствие чего фазовый фронт становится еще более плоским, а направленность дипольной антенны растет. Выступ в виде ступеньки на периферии экрана позволяет увеличить КИП дипольной антенны.

Дипольная антенна, содержащая корпус из электропроводящего материала, симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем, излучающие ортогональные плечи дипольного излучателя, коаксиальные запитывающие линии, микрополосковый неразвязанный делитель с фазосдвигающей линией 90°, связанный с ортогональными диполями коаксиальными запитывающими линиями, и РЧ-соединитель с кабелем, при этом крестообразное симметрирующее устройство с диэлектрическим заполнителем прорезано в первом торце корпуса между ортогональными дипольными излучателями, РЧ-соединитель с кабелем подключен к входу микрополоскового делителя, отличающаяся тем, что введен отражающий диск из электропроводящего материала, прикрепленный к ортогональным диполям через диэлектрическую шайбу на цилиндрическом штифте, а также введен отражающий экран с выступом на периферии, при этом оси симметрии штифта, диска и экрана совпадают с осью излучения дипольной антенны.