Волноводный излучатель

ЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИ А РЕСПУБгИ(я)5 Н 01 0 13/02 ВЕННЫИ КОМИТЕТТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ ГОСУДАР ПО ИЗОБ ПРИ ГКН АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О РСКОУУ СВ АВТ титут Зай каль- Сущ- дный зк плоскости 5,ЗЗЛ 20 ОН аг(57) Использование: облучатель в зных антеннах и антенных решетканость изобретения; в волновизлучатель в виде открытого конца о Изобретение относится к антенной технике, а именно к апертурным антеннам, и предназначено для использования в качестве облучателя в зеркальных, гибридных зеркальных и в антенных решетках, а также может быть использовано в радиолокации, радиоастрономии и системах космической связи.Известна апертурная антенна, содержащая открытый круглый волноводный излучатель и расположенный на нем экран, при этом с целью изменения амплитуднофазового распределения на фиксированной частоте экран выполнен в виде ряда прилегающих одно к другому концентрических колец, установленных с возможностью перемещения вдоль оси волнового излучателя,Известен также волнавадный облучатель параболической антенны, содержащий цилиндрический волновод с первым концом, имеющий электрический соединитель,круглого волновода введена металлическая диафрагма с крестообразной щелью длиной 0,5 Л, где Л - длина волны в свободном пространстве. При установке металлической диафрагмы на расстоянии(0,3-0,6) Л от открытого конца круглого волновода обеспечивается формирование осесимметричнай диаграммы направленности и уменьшение уровня кроссполяризации. Регулируя расстояние от металлической диафрагмы до открытого конца в укаэанных пределах, можно изменять согласование волнавадного излучателя и ширину диаграммы направленности в Е- и Н-пласкостях. 5 ил и со вторым излучающим концом. На расстоянииЛот излучающего (Л - длина волны) смонтирован круглый злектропроводный фланец, имеющий диаметр О 5 Л, з . Между фланцем и излучающим концом расположен кольцевой диэлектрический эле-р мент, состоящий из двух слоев диэлектрического материала и имеющий наружный диаметр0 для получения задан- ф ного полного поверхностного сопротивления са стороны волнавода, ВНаиболее близким к предлагаемому является валноводный излучатель в виде отааааа крытого конца круглого волновода с основной волной Н)1, ширина диаграммы направленности (ДН) которого по нулям равна в Е-плоскости 2 йэЕ =2 агсзи( 2 )3,83 Л2 кагде 2 а - диаметр круглого волновода;Л- длина рабочей волны,Из приведенных соотношений видно,что в Е-плоскости ДН круглого волноводаболее узкая,чем в Н-плоскости.5Это обстоятельство является недостатком при использовании этого излучателяили решетки таких излучателей в качествеоблучателя зеркальных и гибридных зеркальных антенн, а также везде, где необхоримо получение равномерногораспределения поля в апертуре антенны сцелью получения максимального коэффициента усиления антенны и минимальной ширины главного лепестка ДН, 15Цель изобретения - получение осесимметричной ДН у облучателя апертурных антенн при минимальных размерах и весе,Поставленная цель достигается тем, чтов конструкцию облучателя в виде круглого 20волновода, присоединенного одним концомк линии питания, введена металлическая диафрагма, установленная на расстоянии б =(0,3 - О,б)(ат другого конца отрезка круглоговолновода, при этом в центре металлической диафрагмы выполнена крестообразная щель длиной "0,5 Л, где Л - рабочаядлина волны в свободном пространстве,Щель выполнена крестообразной для того,чтобы излучатель работал при двух линейных артоганальных или круговой поляризациях возбуждаемой волны. 8 валноводевозбуждается волна основного типа Н 11Поскольку она не имеет осевой симметриив распределении амплитуды поля, то ДН 35излучателя не является асесимметричной(рис. 2). При установке диафрагмы сощелью, перпендикулярной вектору Е поля,в валноводе возбуждается, кроме основного типа волны Н 11, высшие типы волн (несимметричные), в первую очередь волна Е 11(фиг, 3), При наложении обоих типов в раскрыве волновода формируется амплитудноераспределение, близкое к осесимметричному (фиг. 4), Так как волна Н 11 является раси ространяющейся Л крн 11 = 3,41 а), то волнаЕ 11(Л хре 11 = 1,64 а) будет затухающей, еслирабочая длина волны облучателя находится в интервале 1,64 аЛ 3,41 а, где а -радиус волновода, В этом случае амплитуда 50и фаза волны Е завислт ат расстояния б - атоткрытого конца валновада до диафрагмы(фиг, 1), регулируя которое можно добитьсясуммарного распределения. близкого к симметричному, и тем самым получить осесимметричную диаграмму направленности,Длина волноводного излучателя по сути исчисляется от диафрагмы до раскрыва, а дадиафрагмы - это регуля рн ый вол новод, саединяющий излучатель с источником питания, Выбором щели в диаграме уже или длиннее резонансной можно подобрать наилучшее согласование излучателя с питающим волноводом.На фиг, 1 изображен волноводный излучатель с диафрагмой, имеющей крестообразную щель, общий вид; на фиг, 2 - 4 - , силовые линии вектора Е и распределение составляющих векторов поля в раскрыве излучателя; в виде открытого конца круглого волновода - волны Н 11 (фиг. 2), волны Е 11 (Фиг. 3) и в раскрыве излучателя суммарное гале волк Н 11 и Е 1 (фиг, 4); на фиг. 5 - излучатель в виде круглого волновода.В качестве примера был изготовлен излучатель в виде круглого валновада, который с одного торца заканчивается фланцем 1 (фиг. 5), другой торец закрыт диафрагмой 2, в которой выполнена крестообразная щель 3, На внешней поверхности круглого волнавода до половины его длины со стороны диафрагмы выполнена резьба 4. На эту резьбу навинчивается другой круглый волновад 5 с открытыми концами, а также стопорная гайка 6, ограничивающая свободный ход навинчиваемого волновода 5. Таким образом можно регулировать расстояние от диафрагмы 2 до открытого конца волнавода 5 и подобрать наилучший режим согласования устройства и наилучшее совпадение диаграмм направленности в плоскостях Е и Н.8 предлагаемом излучателе при наилучшем согласовании с питающим волновадом максимальное совпадение диаграммы направленности в плоскостях Е и Н может быть достигнуто при расстоянии ат раскрыва до диафрагмы, равном 0,3 - О,бдлины распространяющейся в пространстве рабочей волны облучателя. Испытания показали, что предлагаемый излучатель имеет достаточно широкую симметричную диаграмму направленности и при использовании в качестве облучателя зеркальных антенн дает хорошие результаты.Наличие металлической диафрагмы с крестообразной щелью вблизи раскрыва излучателя позволяет получить максимальный для выбранной конструкции зеркальной антенны коэффициент усиления и минимальную ширину главного лепестка диаграммы направленности.формула изобретенияВалноводный излучатель, содержащий отрезок круглого волновода, присоединенный одним концом к линии гитакия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью формирования осесимметричкой диаграммы направленности, введена металлическая диафрагма, установленная на расстоянии б=- (0,3-0,6) Л от другого конца отрезка круглого волновода, при этом в центре металлической диафрагмы выполнена крестообразная щель длиной 0,5 Л, где Л -рабочая длина волны в свободном пространстве.17482 14 Составитель М,НаймуюинТехред М.Моргентал едэктор Э.Слиган рректор М,Демчик Гагарина, 10 роизводст вен но-издательский комбинат "Патент",каз 2509 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5