двухполосная невыступающая кольцевая щелевая антенна

Формула изобретения

1. Невыступающая кольцевая щелевая антенна, содержащая резонатор с фланцем для крепления антенны, расположенный в одной плоскости с фланцем соосно с резонатором и параллельно его основанию металлический диск, диэлектрическую крышку и коаксиальный кабель питания, отличающаяся тем, что резонатор выполнен в виде перевернутого усеченного конуса, диаметр большего основания которого не превышает 0,3 длины волны, соответствующей центральной частоте нижней рабочей полосы частот, в металлическом диске вырезана секторная щель с углом раскрыва менее 5^o, один из краев которой гальванически соединен с основанием резонатора прямоугольной металлической пластиной, перпендикулярной поверхности диска, а с другого края секторной щели в секторе углов, меньшем 180^o, с помощью нескольких концентрических дугообразных щелей, две из которых имеют угловую длину более 90^o, сформированы концентрические дугообразные шлейфы, под которыми на основании резонатора установлены штыри высотой, равной расстоянию между диском и основанием резонатора, часть из которых замкнута на диск, а их общее количество так же, как и количество замкнутых и незамкнутых штырей, обусловлено требуемым разносом рабочих полос антенны, причем концентрические линии, вдоль которых установлены штыри, являются проекциями средних линий шлейфов на основание резонатора, при этом центральный проводник коаксиального кабеля питания подключен к краю диска на угловом расстоянии 45^o от короткозамкнутого края секторной щели.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что диэлектрическая крышка и металлический диск выполнены в виде одной детали из одностороннего фольгированного диэлектрика.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве конформной приемно-передающей антенны для подвижных объектов.

Известна кольцевая щелевая антенна, содержащая коаксиально-радиальный резонатор, нагруженный на излучающую щель, образованную между боковыми стенками резонатора и краем металлического соосного с резонатором диска, и коаксиальную линию питания (Г.Б Резников. Самолетные антенны. М. Советское радио, 1962 прототип).

Существенным недостатком такой антенны является узкая полоса рабочих частот.

Целью изобретения является создание невыступающей кольцевой щелевой антенны с двумя рабочими полосами частот.

Сущность изобретения заключается в том, что в невыступающей кольцевой щелевой антенне, содержащей резонатор с фланцем для крепления антенны, расположенный в одной плоскости с фланцем соосно с резонатором и параллельно его основанию металлический диск, диэлектрическую крышку и коаксиальный кабель питания, резонатор выполнен в виде перевернутого усеченного конуса, диаметр большего основания которого не превышает 0,3 длины волны, соответствующей центральной частоте нижней рабочей полосы, в металлическом диске вырезана секторная щель с углом раскрыва менее 5^o, один из краев которой гальванически соединен с основанием резонатора прямоугольной металлической пластиной, перпендикулярной поверхности диска, а с другого края секторной щели в секторе углов, меньшем 180^o, с помощью нескольких концентрических дугообразных щелей, две из которых имеют угловую длину более 90^o, сформированы концентрические дугообразные шлейфы, под которыми на основании резонатора установлены штыри высотой, равной расстоянию между диском и основанием резонатора, часть из которых замкнута на диск, а их общее количество, так же как и количество замкнутых и незамкнутых штырей, обусловлено требуемым разносом рабочих полос антенны, причем концентрические линии, вдоль которых установлены штыри, являются проекциями средних линий шлейфов на основание резонатора, при этом центральный проводник коаксиального кабеля питания подключен к краю диска на угловом расстоянии 45^o от короткозамкнутого края секторной щели.

На чертеже представлена конструкция предлагаемой антенны, где для примера изображено два дугообразных шлейфа.

Антенна состоит из металлического резонатора 1, выполненного в виде перевернутого усеченного конуса с фланцем для крепления диэлектрической крышки 2 и самой антенны на посадочное место. Внутри резонатора 1 соосно ему без зазора относительно диэлектрической крышки 2 расположен металлический диск 3, образующий с боковыми стенками резонатора 1 кольцевую щель 4. В металлическом диске 3 прорезана секторная щель 5, один край которой гальванически соединен прямоугольной металлической пластиной 6 с основанием резонатора 1. С другого края секторной щели 5 в металлическом диске 3 прорезаны концентрические дугообразные щели 7 различной длины и ширины, формирующие дугообразные шлейфы 8, под которыми на основании резонатора 1 установлены штыри 9 высотой, равной расстоянию между диском 3 и основанием резонатора 1, часть из которых замкнута на диск 3, причем концентрические линии, вдоль которых установлены штыри 9, является проекциями средних линий шлейфов 8 на основание резонатора 1. К диску 3 на угловом расстоянии 45^o от короткозамкнутого края секторной щели 5 в точке 10 подключен центральный проводник 11 коаксиального кабеля питания 12.

Антенна работает следующим образом.

Сигнал через коаксиальный кабель питания 12 поступает на металлический диск 3. Металлический диск 3 с секторной щелью 5 и основание резонатора 1, соединенные с одного края секторной щели 5 прямоугольной металлической пластиной 6, представляет собой свернутую короткозамкнутую четвертьволновую передающую линию.

Дугообразные щели 7 разбивают ее на систему связанных параллельных эквивалентных контуров, резонансные характеристики которых определяются геометрическими параметрами шлейфом 8 и размещением замкнутых и разомкнутых штырей 9, а величина связи между ними определяется шириной дугообразных щелей 7.

Построенная таким образом система, имеющая две полосы пропускания, возбуждает кольцевую щель 4, которая в свою очередь, обеспечивает излучение сигнала в пространство.

Предлагаемая антенна, реализованная в следующих физических размерах относительно длины волны, соответствующей центральной частоте нижней рабочей полосы частот: максимальный диаметр резонатора 0,256, глубина резонатора - 0,023, с тремя дугообразными щелями и общим количество штырей, равным 7, обеспечила работу в двух полосах частот с отношением f_в/f_н=1,12 с неравномерностью диаграммы направленности в азимутальной плоскости менее 3 дБ.