[go: up one dir, main page]

RU2510970C1 - Broadband turnstile slit antenna - Google Patents

Broadband turnstile slit antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2510970C1
RU2510970C1 RU2012146796/08A RU2012146796A RU2510970C1 RU 2510970 C1 RU2510970 C1 RU 2510970C1 RU 2012146796/08 A RU2012146796/08 A RU 2012146796/08A RU 2012146796 A RU2012146796 A RU 2012146796A RU 2510970 C1 RU2510970 C1 RU 2510970C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
plates
antenna
screen
slots
Prior art date
Application number
RU2012146796/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Войтович
Денис Сергеевич Клыгач
Николай Николаевич Репин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ))
Priority to RU2012146796/08A priority Critical patent/RU2510970C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2510970C1 publication Critical patent/RU2510970C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: physics, radio.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and specifically to broadband antenna systems with horizontal polarisation of the radiation field, having a circular beam pattern in the horizontal plane. The broadband turnstile slit antenna comprises a set of N pairs of conducting plates which, upon connecting N slits, form a set of M upright posts, upper and lower supporting arms which together form an antenna support, as well as a power splitter and feeders.
EFFECT: wider band of matching the antenna with the feeder.
3 cl, 16 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к радиоантеннам, в частности к широкополосным антенным системам с горизонтальной поляризацией поля излучения, имеющим круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, малый коэффициент стоячей волны, 1,15 и менее, в широкой полосе частот. Такие антенны необходимы для передачи и приема радиосигналов, телевизионных сигналов, в системах слепой посадки самолетов, в радионавигационных радиомаяках и других радиосистемах.The invention relates to radio antennas, in particular to broadband antenna systems with horizontal polarization of the radiation field having a circular radiation pattern in the horizontal plane, a small standing wave coefficient, 1.15 or less, in a wide frequency band. Such antennas are necessary for the transmission and reception of radio signals, television signals, in blind landing systems for aircraft, in radio navigation beacons and other radio systems.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известна широкополосная турникетная щелевая антенна (патент РФ №2401492 «Широкополосная турникетная щелевая антенна», МПК H01Q 13/00, опубл. 10.10.2010), выбранная в качестве прототипа. Указанная антенна содержит множество пар проводящих пластин, каждая пара пластин расположена в одной из N плоскостей, где N≥1, делитель мощности и линии передачи электромагнитной энергии, множество М вертикальных стоек с отверстиями, где М≥2, N устройств согласования, верхний и нижний кронштейны, при этом множество N плоскостей образует пучок плоскостей с вертикальной осью; контур каждой пластины состоит из прямолинейной вертикальной кромки с К уступами, где К≥1, верхней кромки, нижней кромки и прямолинейной вертикальной кромки, противолежащей кромке с уступами; каждая пластина вертикальной кромкой с уступами совмещена с упомянутой осью пучка, причем пластины гальванически соединены друг с другом с образованием уступами К щелей; стойки соединены с верхним и нижним кронштейнами с образованием опоры антенны; пластины соединены с опорой антенны.The prior art broadband turnstile slit antenna (RF patent No. 2401492 "Broadband turnstile slit antenna", IPC H01Q 13/00, publ. 10.10.2010), selected as a prototype. The specified antenna contains many pairs of conductive plates, each pair of plates is located in one of the N planes, where N≥1, power divider and transmission lines of electromagnetic energy, many M vertical racks with holes, where M≥2, N matching devices, upper and lower brackets, while the set of N planes forms a bunch of planes with a vertical axis; the contour of each plate consists of a rectilinear vertical edge with K ledges, where K≥1, the upper edge, the lower edge and the rectilinear vertical edge, the opposite edge with the ledges; each plate with a vertical edge with ledges aligned with the aforementioned axis of the beam, and the plate is galvanically connected to each other with the formation of ledges K cracks; racks are connected to the upper and lower brackets with the formation of the antenna support; the plates are connected to the antenna support.

Однако указанная антенна имеет недостатки. Ее полоса согласования с фидером на уровне коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН) ниже 1,15 ограничена несколькими телевизионными каналами. Другой недостаток заключается в то, что на форму диаграммы направленности антенны и согласование оказывает влияние расположение фидеров на пластинах.However, this antenna has disadvantages. Its matching band with the feeder at the level of the standing wave voltage coefficient (VSWR) below 1.15 is limited to several television channels. Another disadvantage is that the arrangement of the feeders on the plates affects the shape of the antenna pattern and matching.

Раскрытие изобретения Disclosure of invention

Технической задачей настоящего изобретения является расширение полосы согласования антенны с фидером, устранение зависимости ее диаграммы направленности и согласования от расположения фидеров на пластинах.An object of the present invention is to expand the matching band of the antenna with the feeder, eliminating the dependence of its radiation pattern and matching on the location of the feeders on the plates.

Поставленная техническая задача достигается тем, что антенная система, содержащая множество пар проводящих пластин, каждая пара пластин расположена в одной из N плоскостей, где N≥1, делитель мощности и линии передачи электромагнитной энергии, множество М вертикальных стоек с отверстиями, где М≥2, N устройств согласования, верхний и нижний кронштейны, при этом множество N плоскостей образует пучок плоскостей с вертикальной осью; контур каждой пластины состоит из прямолинейной вертикальной кромки с К уступами, где К≥1, верхней кромки, нижней кромки и прямолинейной вертикальной кромки, противолежащей кромке с уступами; каждая пластина вертикальной кромкой с уступами совмещена с упомянутой осью пучка, причем пластины гальванически соединены друг с другом с образованием уступами К щелей; стойки соединены с верхним и нижним кронштейнами с образованием опоры антенны; пластины соединены с опорой антенны, дополнительно содержит N трубчатых экранов, на каждой пластине выполнено дополнительно L вертикальных щелей, где L≥1, и Р горизонтальных щелей, где Р≥0, при этом каждый из N трубчатых экранов расположен на одной из указанных N пар пластин с образованием гальванического контакта с пластиной на участке соприкосновения экрана с пластиной; один из торцов трубчатого экрана расположен в непосредственной близости к кромке соответствующей щели, часть экрана с другим торцом выведена через отверстие в стойке за пределы пластины; каждая линия передачи к N щелям размещена внутри соответствующего трубчатого экрана, при этом внешний проводник на конце каждой линии передачи гальванически соединен с одной из пластин в каждой из упомянутых пар пластин и с торцом соответствующего трубчатого экрана, а центральный проводник продолжен в область щели и далее соединен с центральным проводником соответствующего согласующего устройства, связанным гальванически со второй пластиной из упомянутой пары пластин; линии передачи своими вторыми концами соединены с делителем мощности.The stated technical problem is achieved in that the antenna system containing many pairs of conductive plates, each pair of plates is located in one of N planes, where N≥1, power divider and transmission lines of electromagnetic energy, many M vertical racks with holes, where M≥2 , N matching devices, upper and lower brackets, wherein a plurality of N planes form a bundle of planes with a vertical axis; the contour of each plate consists of a rectilinear vertical edge with K ledges, where K≥1, the upper edge, the lower edge and the rectilinear vertical edge, the opposite edge with the ledges; each plate with a vertical edge with ledges aligned with the aforementioned axis of the beam, and the plate is galvanically connected to each other with the formation of ledges K cracks; racks are connected to the upper and lower brackets with the formation of the antenna support; the plates are connected to the antenna support, additionally contains N tubular screens, on each plate there are additionally L vertical slots, where L≥1, and P horizontal slots, where P≥0, while each of the N tubular screens is located on one of these N pairs plates with the formation of galvanic contact with the plate at the site of contact of the screen with the plate; one of the ends of the tubular screen is located in close proximity to the edge of the corresponding slit, a part of the screen with the other end is displayed through the hole in the rack outside the plate; each transmission line to N slots is placed inside the corresponding tubular screen, while the outer conductor at the end of each transmission line is galvanically connected to one of the plates in each of the aforementioned plate pairs and to the end of the corresponding tubular screen, and the central conductor is continued into the gap region and is further connected with the Central conductor of the respective matching device, galvanically coupled to a second plate from said pair of plates; transmission lines at their second ends are connected to a power divider.

Введение дополнительно в состав антенны трубчатых экранов, размещение их непосредственно на пластинах указанным выше образом, размещение в них фидеров и гальваническое соединение фидеров с торцами и кромками пластин позволило устранить зависимость ее диаграммы направленности и согласования от расположения фидеров на пластинах. Выполнение на пластинах дополнительных щелей позволило расширить полосу согласования антенны с фидером до 60%, что в частности позволяет обеспечить одновременное излучение телевизионных сигналов любых телевизионных каналов в дециметровом диапазоне частот.The introduction of additional tubular shields into the antenna, placing them directly on the plates in the above manner, placing feeders in them, and galvanically connecting the feeders to the ends and edges of the plates made it possible to eliminate the dependence of its radiation pattern and matching on the location of the feeders on the plates. The implementation on the plates of additional slots made it possible to expand the matching band of the antenna with the feeder up to 60%, which in particular allows the simultaneous emission of television signals of any television channels in the decimeter frequency range.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 представлена в изометрии широкополосная щелевая турникетная антенна в разобранном виде с двумя парами пластин в соответствии с настоящим изобретением.Figure 1 is an exploded perspective view of a wideband slotted turnstile antenna with two pairs of plates in accordance with the present invention.

На фиг.2 представлена широкополосная щелевая турникетная антенна в собранном виде с двумя парами пластин в соответствии с настоящим изобретением.Figure 2 presents the broadband slotted turnstile antenna in assembled form with two pairs of plates in accordance with the present invention.

На фиг.3 дан вид сверху на антенну в собранном виде, представленную на фиг.2.Figure 3 is a top view of the assembled antenna shown in figure 2.

На фиг.4 представлен другой вариант широкополосной щелевой турникетной антенны в разобранном виде, в которой третья и четвертая металлические пластины выполнены в виде одной плоской пластины.Figure 4 presents another embodiment of a broadband slotted turnstile antenna in an unassembled form, in which the third and fourth metal plates are made in the form of one flat plate.

На фиг.5 приведен другой вариант широкополосной щелевой турникетной антенны, в которой пластины первая и четвертая, третья и вторая попарно объединены с образованием прямых пространственных двугранных углов.Figure 5 shows another variant of a broadband slotted turnstile antenna, in which the first and fourth, third and second plates are combined in pairs to form direct spatial dihedral angles.

На фиг.6 представлен другой вариант широкополосной щелевой турникетной антенны, в которой пластины выполнены с вырезом треугольной формы.Figure 6 presents another variant of a broadband slotted turnstile antenna, in which the plates are made with a triangular notch.

На фиг.7 представлен первый макет турникетной щелевой антенны.Figure 7 presents the first prototype turnstile slot antenna.

На фиг.8 приведены декартова и сферическая системы координат.On Fig shows the Cartesian and spherical coordinate systems.

На фиг.9 приведена диаграмма направленности двухсторонней щелевой антенны, выполненной на пластинах 2 и 3 в плоскости вектора Е первого макета антенны.Figure 9 shows the radiation pattern of a two-sided slot antenna made on the plates 2 and 3 in the plane of the vector E of the first antenna layout.

На фиг.10 приведена диаграмма направленности двухсторонней щелевой антенны, выполненной на пластинах 4 и 5 в плоскости вектора Е первого макета антенны.Figure 10 shows the radiation pattern of a two-sided slot antenna, made on the plates 4 and 5 in the plane of the vector E of the first antenna layout.

На фиг.11 приведена диаграмма турникетной щелевой антенны в плоскости вектора Е первого макета антенны.Figure 11 shows a diagram of a turnstile slot antenna in the plane of the vector E of the first antenna layout.

На фиг.12 представлен второй макет антенны.On Fig presents a second layout of the antenna.

На фиг.13 приведены расчетная (сплошная линия) и экспериментальная (пунктирная линия) диаграммы направленности второго образца антенны, выполненной на пластинах 2 и 3 в плоскости вектора Е второго макета антенны.On Fig shows the calculated (solid line) and experimental (dashed line) radiation patterns of the second antenna sample, made on the plates 2 and 3 in the plane of the vector E of the second antenna layout.

На фиг.14 приведены расчетная (сплошная линия) и экспериментальная (пунктирная линия) диаграммы направленности второго образца антенны, выполненной на пластинах 4 и 5 в плоскости вектора Е.On Fig shows the calculated (solid line) and experimental (dashed line) radiation patterns of the second sample of the antenna, made on the plates 4 and 5 in the plane of the vector E.

На фиг.15 приведены расчетная и экспериментальная диаграммы направленности второго образца турникетной антенны в плоскости вектора Е.On Fig shows the calculated and experimental radiation patterns of the second sample of the turnstile antenna in the plane of the vector E.

На фиг.16 представлена зависимость КСВН от частоты для образца антенны по настоящему изобретению.On Fig presents the dependence of the VSWR on the frequency for the sample antenna of the present invention.

Обратимся теперь к фиг.1, на которой представлена турникетная щелевая антенна 1 с двумя парами пластин в соответствии с настоящим изобретением. Обозначения дополнительных элементов начинаются с числа 101. Антенна 1 содержит первую 2, вторую 3, третью 4 и четвертую 5 плоские проводящие пластины, четыре стойки 6, 7, 8 и 9, делитель мощности 10 с входом 11 и с первым 12 и вторым 13 выходами, первый 14 и второй 15 фидеры, первое согласующее устройство 16, второе согласующее устройство 17, верхний и нижний кронштейны (кронштейны на фиг.1 не показаны), первый 101 и второй 102 трубчатые экраны, которые имеют гальванический контакт с пластинами 2, 4, соответственно, на всем участке их соприкосновения друг с другом. Все четыре пластины одинаковы. Каждая из пластин 2-5 имеет вертикальную кромку 18 с уступом 19, верхнюю кромку 20, нижнюю кромку 21 и прямолинейную вертикальную кромку 22. Обозначения кромок указаны на четвертой пластине. На каждой из пластин 2-5 выполнены прямоугольные щели 103 и 104. Пластины 2 и 3 лежат в первой плоскости 23, пластины 4 и 5 лежат во второй плоскости 24, ортогональной к плоскости 23. Линия пересечения плоскостей 23 и 24 - вертикальная прямая линия 25.We now turn to figure 1, which presents a turnstile slot antenna 1 with two pairs of plates in accordance with the present invention. The designations of additional elements begin with the number 101. Antenna 1 contains the first 2, second 3, third 4 and fourth 5 flat conductive plates, four racks 6, 7, 8 and 9, a power divider 10 with input 11 and with first 12 and second 13 outputs , the first 14 and second 15 feeders, the first matching device 16, the second matching device 17, the upper and lower brackets (the brackets are not shown in FIG. 1), the first 101 and second 102 tubular screens, which have galvanic contact with the plates 2, 4, accordingly, on the entire site of their contact with each other. All four plates are the same. Each of the plates 2-5 has a vertical edge 18 with a step 19, an upper edge 20, a lower edge 21, and a straight vertical edge 22. The edge designations are indicated on the fourth plate. Rectangular slots 103 and 104 are made on each of the plates 2-5. The plates 2 and 3 lie in the first plane 23, the plates 4 and 5 lie in the second plane 24, orthogonal to the plane 23. The intersection line of planes 23 and 24 is a vertical straight line 25 .

Пластины 2-5 выполнены из хорошо проводящего материала, такого как алюминиевый сплав, медный сплав или сталь. Возможно применение фольгированных диэлектрических пластин. Стойки 6, 7, 8 и 9, верхний и нижний кронштейны могут быть выполнены из алюминиевых, латунных или стальных труб, швеллеров, уголков или иного проката или высокочастотного диэлектрика. В качестве фидера применен стандартный коаксиальный кабель. Согласующие устройства 16 и 17 выполнены в виде отрезков коаксиального кабеля. Делитель мощности рассчитывается по известным формулам, приведенным в учебниках по технической электродинамике или в справочниках по устройствам СВЧ. Обтекатель (на фиг.1 не показан) выполнен из высокочастотного диэлектрика.Plates 2-5 are made of a highly conductive material such as aluminum alloy, copper alloy or steel. Perhaps the use of foil dielectric plates. Racks 6, 7, 8 and 9, the upper and lower brackets can be made of aluminum, brass or steel pipes, channels, corners or other rolled products or a high-frequency dielectric. A standard coaxial cable is used as a feeder. Matching devices 16 and 17 are made in the form of segments of a coaxial cable. The power divider is calculated according to well-known formulas given in textbooks on technical electrodynamics or in manuals on microwave devices. The fairing (not shown in FIG. 1) is made of a high-frequency dielectric.

Указанные выше устройства соединены между собой следующим образом (фиг.2). Первая 2, вторая 3, третья 4 и четвертая 5 пластины гальванически соединены между собой кромками 18 с образованием прямых двухгранных углов 26 с общей прямой 25 - ребром двугранного угла, называемым далее вертикальной осью 25 антенны. В плане полученное устройство имеет форму креста (Фиг.3). Уступы 19 на кромках 18 на первой 2 и второй 3 пластинах при гальваническом соединении пластин образуют первую щель 27 с кромками 28 и 29, параллельными оси 25. Уступы 19 на кромках 18 на третьей 4 и четвертой 5 пластинах при гальваническом соединении пластин образуют вторую щель 30 с кромками 31 и 32, параллельными оси 25. Стойки 6, 7, 8 и 9 выполнены из металла, пластины 2-5 соединены со стойками и с верхним и нижним кронштейнами с образованием гальванического контакта между пластинами и стойками, между пластинами и верхним и нижним кронштейнами. Первый трубчатый экран 101 имеет гальванический контакт с первой пластиной 2 на всем участке их соединения. Второй трубчатый экран 102 имеет гальванический контакт с третьей пластиной 4 на всем участке их соединения.The above devices are interconnected as follows (figure 2). The first 2, second 3, third 4 and fourth 5 plates are galvanically connected to each other by edges 18 to form straight dihedral angles 26 with a common straight line 25 - the edge of the dihedral angle, hereinafter referred to as the vertical axis 25 of the antenna. In terms of the resulting device has the shape of a cross (Figure 3). The steps 19 on the edges 18 on the first 2 and second 3 plates when the plates are galvanically connected form the first slot 27 with the edges 28 and 29 parallel to the axis 25. The steps 19 on the edges 18 on the third 4 and fourth 5 plates when the plates are galvanically connected form a second gap 30 with edges 31 and 32 parallel to the axis 25. Racks 6, 7, 8 and 9 are made of metal, plates 2-5 are connected to the racks and to the upper and lower brackets with the formation of galvanic contact between the plates and racks, between the plates and the upper and lower brackets. The first tubular screen 101 is in galvanic contact with the first plate 2 in the entire area of their connection. The second tubular screen 102 is in galvanic contact with the third plate 4 in the entire area of their connection.

Один из торцов трубчатого экрана 101 расположен в непосредственной близости к кромке 28 щели 27, часть трубчатого экрана с другим торцом выведена через отверстие в стойке 6 за пределы пластины; фидер 14 размещен внутри первого трубчатого экрана, при этом внешний проводник фидера гальванически соединен с пластиной 2 и с упомянутым торцом первого трубчатого экрана, а центральный проводник продолжен в область щели 27 и далее соединен с центральным проводником согласующего устройства 16, связанным гальванически с пластиной 3; фидер своим вторым концом соединен с выходом 12 делителя мощности 10.One of the ends of the tubular screen 101 is located in close proximity to the edge 28 of the slit 27, a part of the tubular screen with the other end is brought out through the hole in the rack 6 outside the plate; a feeder 14 is placed inside the first tubular screen, wherein the outer conductor of the feeder is galvanically connected to the plate 2 and to the said end face of the first tubular screen, and the central conductor is continued into the region of the slit 27 and then connected to the central conductor of the matching device 16, galvanically connected to the plate 3; the feeder with its second end is connected to the output 12 of the power divider 10.

Один из торцов трубчатого экрана 102 расположен в непосредственной близости к кромке 31 щели 30, часть трубчатого экрана с другим торцом выведена через отверстие в стойке 8 за пределы пластины; фидер 15 размещен внутри второго трубчатого экрана, при этом внешний проводник фидера гальванически соединен с пластиной 4 и с упомянутым торцом второго трубчатого экрана, а центральный проводник продолжен в область щели 30 и далее соединен с центральным проводником согласующего устройства 17, связанным гальванически с пластиной 5; фидер своим вторым концом соединен с делителем мощности 10.One of the ends of the tubular screen 102 is located in close proximity to the edge 31 of the slit 30, a part of the tubular screen with the other end is brought out through the hole in the rack 8 outside the plate; the feeder 15 is placed inside the second tubular screen, while the outer conductor of the feeder is galvanically connected to the plate 4 and to the said end face of the second tubular screen, and the central conductor is continued into the region of the slit 30 and then connected to the Central conductor of the matching device 17, galvanically connected to the plate 5; the feeder with its second end is connected to a power divider 10.

Длины первого 14 и второго 15 фидеров равны друг другу. Стойки 6-9 крепятся к верхнему и нижнему кронштейнам для придания жесткости конструкции антенны. Нижний кронштейн имеет отверстия для крепления антенны на мачте или башне. При этом верхний и нижний кронштейны выполнены в виде креста, диска или иной формы.The lengths of the first 14 and second 15 feeders are equal to each other. Racks 6-9 are attached to the upper and lower brackets to stiffen the antenna structure. The bottom bracket has holes for attaching the antenna to the mast or tower. In this case, the upper and lower brackets are made in the form of a cross, disk or other shape.

В другом варианте соединения стойки 6-9 соединены с верхним и нижним кронштейнами, пластины имеют гальванический контакт с верхним и нижним кронштейнами, при этом между пластинами и стойками образован зазор. В другом варианте соединения пластины соединены со стойками с образованием гальванического контакта, стойки соединены с верхним и нижним кронштейнами, при этом между пластинами и верхним и нижним кронштейнами образованы зазоры.In another embodiment, the connections of the struts 6-9 are connected to the upper and lower brackets, the plates have galvanic contact with the upper and lower brackets, and a gap is formed between the plates and racks. In another embodiment, the connections of the plate are connected to the racks with the formation of galvanic contact, the racks are connected to the upper and lower brackets, while gaps are formed between the plates and the upper and lower brackets.

В другом варианте антенны 1 (Фиг.4) третья 4 и четвертая 5 пластины выполнены совместно в виде одной пластины 41, в которой выполнены упомянутые щель 30, щели 103 и 104.In another embodiment of the antenna 1 (Fig. 4), the third 4 and fourth 5 plates are made together in the form of one plate 41, in which said slit 30, slots 103 and 104 are made.

В другом варианте антенны 1 (Фиг.5) первая и четвертая пластины выполнены совместно в виде двугранной пластины 42, а вторая и третья пластины выполнены в виде двугранной пластины 43. В двухгранных пластинах 42 и 43 выполнены отверстия 44 и 45, которые при гальваническом соединении пластин 42 и 43 друг с другом образуют упомянутые щели 27 и 30.In another embodiment of the antenna 1 (Fig. 5), the first and fourth plates are made together in the form of a dihedral plate 42, and the second and third plates are made in the form of a dihedral plate 43. In the dihedral plates 42 and 43, holes 44 and 45 are made, which are galvanically connected plates 42 and 43 with each other form the above-mentioned slots 27 and 30.

Предпочтительно пластины 2-5 имеют форму прямоугольника. Однако возможны пластины иной конфигурации. На фиг.6 приведен пример выполнения антенн с пластинами 2-5 с вырезом треугольной формы. Возможны такие конфигурации пластин 2-5, что при их соединении образуются пластины с формой, которую называют "крылом летучей мыши".Preferably, the plates 2-5 are in the shape of a rectangle. However, plates of a different configuration are possible. Figure 6 shows an example of the implementation of antennas with plates 2-5 with a triangular notch. Such configurations of plates 2-5 are possible that when they are connected, plates with a shape called a "bat wing" are formed.

Антенна работает в режиме передачи следующим образом. Мощность генератора, поступающая на вход 11 (фиг.3) делителя мощности 10, делится на две равные части. При этом сигналы на выходах 12 и 13 делителя равны друг другу по амплитуде и сдвинуты по фазе на 90 градусов. Щель 27 возбуждается отрезком центрального проводника 34 фидера 14, расположенным в области между кромками 28 и 29. Щель 30 возбуждается отрезком центрального проводника 38 фидера 15, расположенным в области между кромками 31 и 32.The antenna operates in transmission mode as follows. The power of the generator supplied to the input 11 (figure 3) of the power divider 10 is divided into two equal parts. In this case, the signals at the outputs 12 and 13 of the divider are equal to each other in amplitude and phase shifted by 90 degrees. The slot 27 is excited by a segment of the central conductor 34 of the feeder 14 located in the region between the edges 28 and 29. The slot 30 is excited by a segment of the central conductor 38 of the feeder 15 located in the region between the edges 31 and 32.

Щелевая антенна, реализованная первой 2, второй 3 пластинами и щелью 27, формирует в плоскости, ортогональной оси 25, первую диаграмму направленности в виде "восьмерки". При этом максимумы диаграммы направленности направлены перпендикулярно к плоскости 23, в которой расположены первая 2 и вторая 3 пластины.The slot antenna, implemented by the first 2, second 3 plates and slot 27, forms in the plane orthogonal to the axis 25, the first radiation pattern in the form of a "figure eight". In this case, the maxima of the radiation pattern are directed perpendicular to the plane 23, in which the first 2 and second 3 plates are located.

Щелевая антенна, реализованная третьей 4, четвертой 5 пластинами и щелью 30, формирует в плоскости, ортогональной оси 25, вторую диаграмму направленности в виде "восьмерки". При этом максимумы диаграммы направленности направлены перпендикулярно к плоскости 24, в которой расположены третья 4 и четвертая пластины 5. В результате при графическом изображении "восьмерки", отображающие упомянутые первую и вторую диаграммы направленности, развернуты в горизонтальной плоскости относительно друг друга на 90°. Сигналы, излучаемые первой и второй щелевыми антеннами, сдвинуты между собой в пространстве по фазе на 90°. В результате сложения в пространстве сигналов, излучаемых первой и второй щелевыми антеннами, формируется диаграмма направленности в виде круга.The slot antenna, implemented by the third 4, fourth 5 plates and slit 30, forms in the plane orthogonal to the axis 25 a second radiation pattern in the form of a figure-eight. In this case, the maxima of the radiation pattern are directed perpendicularly to the plane 24, in which the third 4 and fourth plates 5 are located. As a result, in the graphic image, the "eights" displaying the aforementioned first and second radiation patterns are rotated 90 ° in the horizontal plane relative to each other. The signals emitted by the first and second slot antennas are phase shifted by 90 ° in space. As a result of the addition in space of the signals emitted by the first and second slot antennas, a circular pattern is formed.

Первый макет турникетной щелевой антенныThe first prototype turnstile slot antenna

Был изготовлен первый макет турникетной антенны (фиг.7). При описании этого и последующих образцов антенны мы ссылаемся на цифровые обозначения фиг.1-4. Первый макет 1 состоит из первой 2, второй 3, третьей 4 и четвертой 5 пластин, делителя мощности 10 на два направления, первого 14 и второго 15 фидера. Пластины 2-5 выполнены из луженой жести толщиной 0,3 мм. Макет изготовлен следующим образом. Были изготовлены два экземпляра пластины размером 400×210 мм2. В центре каждой пластины параллельно стороне длиною 400 мм прорезана щель с размерами 275×20 мм2. Первый экземпляр пластины применен в образце в качестве третьей 4 и четвертой 5 пластин со второй щелью 30. Для выполнения первой 2 и второй 3 пластин второй экземпляр изготовленной пластины был разрезан по прямой линии, совпадающей с осью щели. Полученные две пластины 2 и 3 припаяны к первому экземпляру пластины с образованием первой щели 27. В результате получено устройство, имеющее в плане вид креста. Двугранные углы, образованные пластинами, каждый равен 90°. К первой пластине рядом с кромкой 28 щели 27 припаяна оплетка первого фидера 14 - коаксиального кабеля РК-50-2-21. Кабель уложен непосредственно на пластине. На участке непосредственно за кромкой 28 оболочка и внешний проводник кабеля удалены, центральный проводник 34 коаксиального кабеля 14 продолжен в область щели 27 и припаян к кромке 29 щели 27 на второй пластине 3. Расстояние от места припайки кабеля до узкой (нижней) кромки щели равно 55 мм. К третьей пластине 4 в окрестности кромки 31 щели 30 припаяна оплетка второго фидера 15 - коаксиального кабеля РК-50-2-21. На участке непосредственно за кромкой 31 оболочка и внешний проводник кабеля удалены, центральный проводник 28 кабеля продолжен в область щели 9 и припаян к кромке щели 32 на четвертой пластине 5. Места распайки первого 14 и второго 15 фидеров к пластинам разнесены по разные стороны от центра щелей. Если отсчитывать расстояние от узкого (нижнего) края первой щели до места распайки второго фидера, то это расстояние равно 220 мм. Первый 14 и второй 15 фидеры, в качестве которых применен радиочастотный кабель РК-50-2-21, имеют равную длину. В качестве делителя мощности 10 на два направления использован 3 дБ квадратурный направленный ответвитель на связанных полосковых линиях, который, как известно, обеспечивает деление мощности на две равные части и 90° сдвиг по фазе между выходными сигналами.The first prototype turnstile antenna was made (Fig.7). In describing this and subsequent antenna samples, we refer to the digital designations of Figs. 1-4. The first layout 1 consists of the first 2, second 3, third 4 and fourth 5 plates, a power divider 10 in two directions, the first 14 and second 15 feeders. Plates 2-5 are made of tinned sheet 0.3 mm thick. The layout is made as follows. Two copies of a plate 400 × 210 mm 2 in size were made. A slit with dimensions of 275 × 20 mm 2 was cut in the center of each plate parallel to the side 400 mm long. The first copy of the plate is used in the sample as the third 4 and fourth 5 plates with a second slot 30. To make the first 2 and second 3 plates, the second copy of the manufactured plate was cut in a straight line coinciding with the axis of the slot. The resulting two plates 2 and 3 are soldered to the first copy of the plate with the formation of the first slit 27. As a result, a device having a plan view of a cross is obtained. The dihedral angles formed by the plates are each 90 °. To the first plate, near the edge 28 of the slot 27, the braid of the first feeder 14, the coaxial cable RK-50-2-21, is soldered. The cable is laid directly on the plate. In the area immediately behind the edge 28, the sheath and the outer conductor of the cable are removed, the central conductor 34 of the coaxial cable 14 is extended into the region of the slit 27 and soldered to the edge 29 of the slit 27 on the second plate 3. The distance from the place of soldering the cable to the narrow (lower) edge of the slit is 55 mm To the third plate 4 in the vicinity of the edge 31 of the slit 30, the braid of the second feeder 15 — the RK-50-2-21 coaxial cable — is soldered. In the area immediately behind the edge 31, the sheath and the outer cable conductor are removed, the central cable conductor 28 is extended to the area of the slot 9 and soldered to the edge of the slot 32 on the fourth plate 5. The desoldering places of the first 14 and second 15 feeders to the plates are spaced on opposite sides from the center of the slots . If we count the distance from the narrow (lower) edge of the first slot to the soldering point of the second feeder, then this distance is 220 mm. The first 14 and second 15 feeders, which are used radio frequency cable RK-50-2-21, have an equal length. As a power divider 10 in two directions, a 3 dB quadrature directional coupler on coupled strip lines is used, which, as you know, provides for dividing the power into two equal parts and a 90 ° phase shift between the output signals.

На фиг.8 представлена сферическая система координат.On Fig presents a spherical coordinate system.

На фиг.9 приведены нормированные экспериментальная и расчетная диаграммы направленности двухсторонней щелевой антенны, выполненной на пластинах 2 и 3 в плоскости вектора Е. На фиг.10 приведены нормированные экспериментальная и расчетная диаграммы направленности двухсторонней щелевой антенны, выполненной на пластинах 4 и 5 в плоскости вектора Е. На фиг.10 приведены нормированная экспериментальная и расчетная диаграммы направленности первого макета турникетной антенны в плоскости вектора Е. Нормировка диаграммы выполнена относительно среднеквадратичного уровня сигнала в плоскости вектора Е.Figure 9 shows the normalized experimental and calculated radiation patterns of a two-sided slot antenna made on plates 2 and 3 in the plane of the vector E. Figure 10 shows the normalized experimental and calculated radiation patterns of a two-sided slot antenna made on plates 4 and 5 in the plane of the vector E. Figure 10 shows the normalized experimental and calculated radiation patterns of the first prototype turnstile antenna in the plane of the vector E. The normalization of the diagram is relative to the average the squared signal level in the plane of the vector E.

Расчетные диаграммы направленности найдены путем решения электродинамической задачи прямым временным методом. Краевые задачи, сформулированные для непрерывного континуума, редуцированы к вариационно- и проекционно-сеточным моделям. Экспериментальные диаграммы направленности измерены в дальней зоне "методом вышки".The calculated radiation patterns are found by solving the electrodynamic problem using the direct time method. The boundary value problems formulated for a continuous continuum are reduced to variational and projection-grid models. The experimental radiation patterns were measured in the far zone using the “tower method”.

Экспериментальная и расчетная диаграммы направленности двухсторонних щелевых антенн имеют симметричный двухлепестковый вид (восьмерки). Максимумы лепестков в экспериментальной диаграмме направленности двухсторонней щелевой антенне, выполненной на пластинах 2-3, по величине равны между собой. Максимумы лепестков в экспериментальной диаграмме направленности антенны, выполненной на пластинах 4-5, отличаются друг от друга в 1,07 раза. Экспериментальные диаграммы направленности первой и второй из упомянутых антенн на уровне минус три дБ уже расчетных диаграмм примерно на 15%.The experimental and calculated radiation patterns of two-sided slot antennas have a symmetrical two-leaf appearance (eights). The maximums of the lobes in the experimental radiation pattern of a two-sided slot antenna made on plates 2-3 are equal in value to each other. The maximums of the lobes in the experimental antenna pattern, performed on plates 4-5, differ from each other by 1.07 times. The experimental radiation patterns of the first and second of the aforementioned antennas at the minus three dB level are already calculated by approximately 15%.

На фиг.11 приведены нормированные относительно среднеквадратического значения экспериментальная и расчетная амплитудные диаграммы направленности турникетной антенны. При этом первая и вторая двухсторонние щелевые антенны запитаны через направленный ответвитель сигналами равной амплитуды со сдвигом по фазе на 90°.Figure 11 shows the experimental and calculated amplitude radiation patterns of the turnstile antenna normalized with respect to the rms value. In this case, the first and second two-way slot antennas are fed through a directional coupler with signals of equal amplitude with a phase shift of 90 °.

Наибольшие отклонения экспериментальной диаграммы направленности антенны от окружности равны ±1,5 дБ.The greatest deviations of the experimental antenna pattern from the circle are ± 1.5 dB.

Второй макет турникетной антенны Был изготовлен второй макет турникетной антенны (фиг.12). Второй макет антенны отличается от первого распайкой фидеров. В состав макета введены дополнительно первая 101 и вторая 102 медные трубки. Первая трубка расположена на поверхности первой пластины 2. Торец трубки 101 совмещен с кромкой 28 щели 27 на пластине 2. По всей длине соприкосновения трубки с пластиной она имеет гальванический контакт с пластиной за счет пайки. Первый фидер 14 проложен внутри трубки 101. При выходе из трубки оплетка кабеля имеет гальванический контакт по всему периметру торца трубки и соответственно с пластиной 2. На участке непосредственно за кромкой 28 оболочка кабеля и внешний проводник кабеля удалены, центральный проводник 34 кабеля 14 продолжен в область щели и припаян к кромке 29 щели 27 на второй пластине 3. Торец трубки 102 совмещен с кромкой 31 щели 30 на пластине 4. По всей длине соприкосновения трубки с пластиной она имеет гальванический контакт с пластиной за счет пайки. Второй фидер 15 проложен внутри трубки 102. При выходе из трубки оплетка кабеля имеет гальванический контакт по всему периметру торца трубки. На участке непосредственно за кромкой 31 оболочка и внешний проводник кабеля удалены, центральный проводник 38 кабеля 15 продолжен в область щели 30 и припаян к кромке 32 щели на четвертой пластине 5.Second turnstile antenna prototype A second turnstile antenna prototype was made (Fig. 12). The second antenna layout is different from the first by wiring the feeders. The first 101 and second 102 copper tubes were added to the layout. The first tube is located on the surface of the first plate 2. The end face of the tube 101 is aligned with the edge 28 of the slit 27 on the plate 2. Over the entire length of the tube contacting the plate, it has galvanic contact with the plate due to soldering. The first feeder 14 is laid inside the tube 101. When exiting the tube, the cable braid has galvanic contact around the entire perimeter of the tube end and, accordingly, with the plate 2. In the area immediately beyond the edge 28, the cable sheath and the outer cable conductor are removed, the central conductor 34 of the cable 14 is extended into the region slots and soldered to the edge 29 of the slit 27 on the second plate 3. The end of the tube 102 is aligned with the edge 31 of the slit 30 on the plate 4. Over the entire length of the contact of the tube with the plate, it has galvanic contact with the plate by soldering. The second feeder 15 is laid inside the tube 102. When leaving the tube, the cable sheath has galvanic contact around the entire perimeter of the end of the tube. In the area immediately beyond the edge 31, the sheath and the outer conductor of the cable are removed, the central conductor 38 of the cable 15 is extended into the region of the slit 30 and soldered to the edge 32 of the slit on the fourth plate 5.

На фиг.13 приведена нормированная экспериментальная диаграмма направленности в плоскости вектора Е двухсторонней щелевой антенны со щелью 27. На фиг.14 приведена нормированная экспериментальная диаграмма направленности в плоскости вектора Е двухсторонней щелевой антенны со щелью 30. На фиг.15 приведена нормированная экспериментальная диаграмма направленности второго макета турникетной антенны в плоскости вектора Е. Нормировка диаграмм на фиг.13-15 выполнена относительно среднеквадратичного уровня сигнала в плоскости вектора Е.In Fig.13 shows the normalized experimental radiation pattern in the plane of the vector E of the two-sided slot antenna with a slit 27. In Fig.14 shows the normalized experimental radiation pattern in the plane of the vector E of the two-sided slotted antenna with slit 30. In Fig.15 shows the normalized experimental radiation pattern of the second the layout of the turnstile antenna in the plane of the vector E. The normalization of the diagrams in Fig.13-15 made relative to the mean square signal level in the plane of the vector E.

Для сравнения на фиг.13-15 приведены расчетные диаграммы направленности двухсторонних щелевых антенн и турникетной антенны. Максимумы лепестков в экспериментальной диаграмме направленности двухсторонней щелевой антенны, выполненной на пластинах 2 и 3, по величине отличаются между собой в 1,05 раза. Максимумы лепестков в экспериментальной диаграмме направленности антенны, выполненной на пластинах 4 и 5, отличаются друг от друга также в 1,05 раза. Экспериментальные диаграммы направленности первой и второй из упомянутых антенн уже расчетных примерно на 4%.For comparison, FIGS. 13-15 show design patterns of bi-directional slot antennas and a turnstile antenna. The maximums of the lobes in the experimental radiation pattern of a double-sided slot antenna made on plates 2 and 3 differ in magnitude by 1.05 times. The maximums of the lobes in the experimental radiation pattern of the antenna, made on plates 4 and 5, also differ by 1.05 times from each other. The experimental radiation patterns of the first and second of the aforementioned antennas are already estimated at about 4%.

На фиг.15 приведены нормированные относительно среднеквадратического значения экспериментальная и расчетная амплитудные диаграммы направленности турникетной антенны в плоскости вектора Е. При этом первая и вторая двухсторонние щелевые антенны запитаны через направленный ответвитель сигналами равной амплитуды со сдвигом по фазе на 90°.Fig. 15 shows the experimental and calculated amplitude directivity patterns of the turnstile antenna in the plane of the vector E normalized with respect to the rms value. The first and second two-sided slot antennas are fed through the directional coupler with signals of equal amplitude with a phase shift of 90 °.

Наибольшие отклонения экспериментальной диаграммы направленности антенны от окружности равны +0,42 дБ и -0,72 дБ. Наибольшие отклонения расчетной диаграммы направленности антенны от окружности равны +0,17 дБ и -0,35 дБ.The largest deviations of the experimental radiation pattern of the antenna from the circle are +0.42 dB and -0.72 dB. The largest deviations of the calculated antenna pattern from the circle are +0.17 dB and -0.35 dB.

Как отмечено выше, в эксперименте с первым макетом наблюдаются значительные отличия в уровне лепестков ДН, ширине лепестков, в форме диаграммы направленности первой и второй двухсторонних щелевых антенн. Эти отличия объясняются тем, что в стремлении к простоте конструкции не был выполнен должный гальванический контакт между внешним проводником коаксиального кабеля (оплетки коаксиального кабеля РК-50-2-11) и поверхностью пластины. Внешний проводник соединялся с пластиной (заземлялся) лишь в одной точке в окрестности кромки щели. В результате создавалась линия передачи, состоящая из внешней стороны внешнего проводника кабеля, поверхности пластины, между которыми находится диэлектрик в виде оболочки кабеля. При этом проводник (проволока), соединяющий между собой внешний проводник кабеля и пластину, выполняет роль возбудителя электромагнитных волн в упомянутой линии передачи. К входному сопротивлению антенны оказывается параллельно подключено входное сопротивление упомянутой линии передачи, которое в существенной мере зависит от того, как проложен кабель на поверхности пластины и за ее пределами. В результате в эксперименте наблюдается некоторая нестабильность в измерении входного сопротивления антенны и КСВН в линии передачи. В результате излучения волн упомянутой линией передачи наблюдается несимметрия в лепестках диаграммы направленности антенны. С введением в состав второго макета антенны дополнительно первого 101 и второго трубчатых 102 экранов (фиг.12) и соединения трубчатых экранов с пластинами и коаксиальных кабелей с трубчатыми экранами и пластинами, как описано выше, исчезает нестабильнось в измерении согласования антенны с фидером, снижается асимметрия в лепестках диаграммы направленности турникетной антенны.As noted above, in the experiment with the first prototype, significant differences are observed in the level of the bottom lobes, the width of the lobes, in the form of the radiation pattern of the first and second two-sided slot antennas. These differences are explained by the fact that in the desire for simplicity of design, proper galvanic contact between the external conductor of the coaxial cable (braid of the coaxial cable RK-50-2-11) and the surface of the plate was not performed. The external conductor connected to the plate (ground) only at one point in the vicinity of the edge of the slot. As a result, a transmission line was created consisting of the outer side of the outer cable conductor, the surface of the plate, between which there is a dielectric in the form of a cable sheath. In this case, a conductor (wire) connecting the external conductor of the cable and the plate, acts as the causative agent of electromagnetic waves in the aforementioned transmission line. The input impedance of the aforementioned transmission line turns out to be connected in parallel to the input impedance of the antenna, which substantially depends on how the cable is laid on the plate surface and beyond. As a result, the experiment exhibits some instability in measuring the input impedance of the antenna and VSWR in the transmission line. As a result of the radiation of the waves by the mentioned transmission line, asymmetry is observed in the lobes of the antenna radiation pattern. With the introduction of the first 101 and second tubular 102 shields into the second antenna layout (Fig. 12) and the connection of tubular shields with plates and coaxial cables with tubular shields and plates, as described above, the instability in the measurement of matching of the antenna with the feeder disappears, asymmetry decreases in the petals of the radiation pattern of the turnstile antenna.

Таким образом, благодаря введению трубчатых экранов, обеспечению должного гальванического соединения трубчатых экранов с пластинами путем их пайки на всем участке размещения трубчатых экранов на пластинах и соединения внешнего проводника кабеля с торцом трубчатого экрана устранена неравномерность экспериментальной диаграммы направленности в плоскости Е от ±1,5 дБ до величины, близкой к расчетной ±0,3 дБ. На фиг.16 представлена зависимость КСВН от частоты для образца антенны по настоящему изобретению. Как видно из рассмотрения графика на фиг.16, ширина полосы согласования на уровне 1,23 составляет не менее 66 процентов от средней частоты диапазона.Thus, due to the introduction of tubular shields, ensuring proper galvanic connection of tubular shields with plates by soldering them over the entire area of placement of tubular shields on the plates and connecting the external conductor of the cable to the end of the tubular screen, the non-uniformity of the experimental radiation pattern in the E plane of ± 1.5 dB is eliminated to a value close to the calculated ± 0.3 dB. On Fig presents the dependence of the VSWR on the frequency for the sample antenna of the present invention. As can be seen from the graph in FIG. 16, the matching bandwidth at 1.23 is at least 66 percent of the average frequency of the range.

Применение антенныAntenna application

Антенна может быть использована в качестве передающей, приемной или приемопередающей антенны в системах на УКВ- и в СВЧ-диапазоне, в которых требуется обеспечить горизонтальную поляризацию поля излучения с диаграммой направленности в виде окружности в горизонтальной плоскости в широком диапазоне частот. В частности, такие антенны найдут применение для передачи и приема радиосигналов, телевизионных сигналов, в системах слепой посадки самолетов, в аэродромных радионавигационных радиомаяках и других радиотехнических и инфокоммуникационных системах.The antenna can be used as a transmitting, receiving, or transmitting antenna in VHF and microwave systems in which it is required to provide horizontal polarization of the radiation field with a radiation pattern in the form of a circle in the horizontal plane in a wide frequency range. In particular, such antennas will find application for the transmission and reception of radio signals, television signals, in blind landing systems for aircraft, in aerodrome radio navigation beacons and other radio engineering and infocommunication systems.

Claims (3)

1. Широкополосная турникетная щелевая антенна, содержащая множество пар проводящих пластин, каждая пара пластин расположена в одной из N плоскостей, где N≥1, делитель мощности и линии передачи электромагнитной энергии, множество М вертикальных стоек с отверстиями, где М≥2, N устройств согласования, верхний и нижний кронштейны, при этом множество N плоскостей образует пучок плоскостей с вертикальной осью; контур каждой пластины состоит из прямолинейной вертикальной кромки с К уступами, где К≥1, верхней кромки, нижней кромки и прямолинейной вертикальной кромки, противолежащей кромке с уступами; каждая пластина вертикальной кромкой с уступами совмещена с упомянутой осью пучка, причем пластины гальванически соединены друг с другом с образованием уступами К щелей; стойки соединены с верхним и нижним кронштейнами с образованием опоры антенны; пластины соединены с опорой антенны, отличающаяся тем, что дополнительно содержит N трубчатых экранов, на каждой пластине выполнено дополнительно L вертикальных щелей, где L≥1, и Р горизонтальных щелей, где Р≥0, при этом каждый из N трубчатых экранов расположен на одной из указанных N пар пластин с образованием гальванического контакта с пластиной на участке соприкосновения экрана с пластиной; один из торцов трубчатого экрана расположен в непосредственной близости к кромке соответствующей щели, часть экрана с другим торцом выведена через отверстие в стойке за пределы пластины; каждая линия передачи к N щелям размещена внутри соответствующего трубчатого экрана, при этом внешний проводник на конце каждой линии передачи гальванически соединен с одной из пластин в каждой из упомянутых пар пластин и с торцом соответствующего трубчатого экрана, а центральный проводник продолжен в область щели и далее соединен с центральным проводником соответствующего согласующего устройства, связанным гальванически со второй пластиной из упомянутой пары пластин; линии передачи своими вторыми концами соединены с делителем мощности.1. Broadband turnstile slot antenna, containing many pairs of conductive plates, each pair of plates is located in one of N planes, where N≥1, power divider and transmission lines of electromagnetic energy, many M vertical racks with holes, where M≥2, N devices matching, upper and lower brackets, while the set of N planes forms a bundle of planes with a vertical axis; the contour of each plate consists of a rectilinear vertical edge with K ledges, where K≥1, the upper edge, the lower edge and the rectilinear vertical edge, the opposite edge with the ledges; each plate with a vertical edge with ledges aligned with the aforementioned axis of the beam, and the plate is galvanically connected to each other with the formation of ledges K cracks; racks are connected to the upper and lower brackets with the formation of the antenna support; the plates are connected to the antenna support, characterized in that it further comprises N tubular screens, each plate additionally having L vertical slots, where L≥1, and P horizontal slots, where P≥0, with each of N tubular screens being located on one of these N pairs of plates with the formation of galvanic contact with the plate at the site of contact of the screen with the plate; one of the ends of the tubular screen is located in close proximity to the edge of the corresponding slit, a part of the screen with the other end is displayed through the hole in the rack outside the plate; each transmission line to N slots is placed inside the corresponding tubular screen, while the outer conductor at the end of each transmission line is galvanically connected to one of the plates in each of the aforementioned plate pairs and to the end of the corresponding tubular screen, and the central conductor is continued into the gap region and is further connected with the Central conductor of the respective matching device, galvanically coupled to a second plate from said pair of plates; transmission lines at their second ends are connected to a power divider. 2. Широкополосная турникетная щелевая антенна по п.1, отличающаяся тем, что содержит первую и вторую металлические пластины, лежащие в первой плоскости, третью и четвертую металлические пластины, лежащие во второй плоскости, упомянутые первая и вторая плоскости образуют 90-градусные двугранные углы с вертикальной осью, четыре стойки, в качестве первый и второй линий передачи применены первый и второй коаксиальные кабели, в качестве делителя мощности применен трехдецибельный квадратурный направленный ответвитель; на первой, второй, третьей и четвертой пластинах на кромках, совмещенных с осью пересечения плоскостей, выполнены вырезы, образующие на упомянутых кромках уступы; упомянутые первая, вторая, третья и четвертая пластины гальванически соединены между собой кромками, на которых выполнены уступы, образуя при этом в плане крест и вертикальную ось симметрии антенны, при этом уступы на первой и второй пластинах образуют первую щель, а уступы на третьей и четвертой пластинах в месте соединения пластин образуют вторую щель, причем оси щелей совпадают между собой и с осью симметрии антенны; упомянутые первая-четвертая пластины прямолинейными вертикальными кромками соединены с соответствующими стойками с отверстиями; на каждой пластине выполнено дополнительно две вертикальные щели; длины дополнительных щелей равны 0,34λ и 0,28λ, щели расположены на удалении от оси антенны на расстояние 0,09λ и 0,28λ, соответственно; первый трубчатый экран расположен на первой пластине, второй трубчатый экран расположен на третьей пластине с образованием гальванического контакта с соответствующей пластиной на участке соприкосновения экрана с пластиной; один из торцов каждого трубчатого экрана расположен в непосредственной близости к кромке соответствующей щели, часть экрана с другим торцом выведена через отверстие в стойке за пределы пластины; линии передачи к щелям каждая размещена внутри соответствующего трубчатого экрана, при этом конец внешнего проводника первого коаксиального кабеля гальванически соединен с первой пластиной и с торцом первого экрана, конец внешнего проводника второго коаксиального кабеля гальванически соединен с третьей пластиной и с торцом второго трубчатого экрана; центральные проводники коаксиальных кабелей продолжены в области щелей и далее соединены с центральными проводниками соответствующих согласующих устройств, связанных гальванически соответственно со второй и четвертой пластинами; линии передачи своими вторыми концами соединены с делителем мощности.2. The broadband turnstile slot antenna according to claim 1, characterized in that it comprises first and second metal plates lying in the first plane, third and fourth metal plates lying in the second plane, said first and second planes form 90-degree dihedral angles with a vertical axis, four racks, the first and second transmission lines used the first and second coaxial cables, a three-decibel quadrature directional coupler was used as a power divider; on the first, second, third and fourth plates on the edges aligned with the axis of intersection of the planes, cuts are made, forming ledges on the said edges; the aforementioned first, second, third and fourth plates are galvanically connected to each other by the edges on which the steps are made, thus forming in the plan a cross and a vertical axis of symmetry of the antenna, while the steps on the first and second plates form the first slot, and the steps on the third and fourth plates at the junction of the plates form a second slot, and the axis of the slots coincide with each other and with the axis of symmetry of the antenna; said first to fourth plates with straight vertical edges connected to respective uprights with holes; on each plate, an additional two vertical slots are made; the lengths of the additional slits are 0.34λ and 0.28λ, the slots are located at a distance of 0.09λ from the antenna axis and 0.28λ, respectively; the first tubular screen is located on the first plate, the second tubular screen is located on the third plate with the formation of galvanic contact with the corresponding plate in the area of contact of the screen with the plate; one of the ends of each tubular screen is located in close proximity to the edge of the corresponding slit, a part of the screen with the other end is brought out through the hole in the rack outside the plate; the transmission lines to the slots each are placed inside the corresponding tubular screen, while the end of the outer conductor of the first coaxial cable is galvanically connected to the first plate and to the end of the first screen, the end of the outer conductor of the second coaxial cable is galvanically connected to the third plate and to the end of the second tubular screen; the central conductors of the coaxial cables are continued in the region of the slots and are further connected to the central conductors of the respective matching devices galvanically connected to the second and fourth plates, respectively; transmission lines at their second ends are connected to a power divider. 3. Антенная система по п.1, отличающаяся тем, что содержит делитель мощности на 8 направлений, 8 фидеров; первые, вторые, третьи и четвертые пластины имеют размеры 4λ×0,4λ (λ - длина волны); щели на оси антенны имеют размеры 0,5λ×0,04λ, расположены на расстоянии 0,75 длины волны друг от друга на средней частоте рабочего диапазона частот; длины дополнительных щелей равны 0,34λ и 0,28λ, щели расположены от оси антенны на расстоянии 0,09λ и 0,28λ, соответственно; в качестве стоек применены алюминиевые швеллеры сечением 30×30 мм2; швеллеры соединены между собой с помощью верхнего и нижнего кронштейнов с образованием опоры антенны; швеллеры расположены по углам квадрата и широкой стороной (полочкой) обращены в сторону оси креста; каждый из восьми радиочастотных кабелей от делителя мощности, расположенного ниже нижнего кронштейна, выведен вверх через отверстие в нижнем кронштейне, проложен внутри соответствующего швеллера, введен в трубчатый экран и вместе с экраном через отверстие в широкой стенке швеллера выведен из него и проложен вдоль пластины, при этом внешний проводник кабеля гальванически соединен с пластиной и торцом трубчатого экрана, а центральный проводник продолжен в область щели и в области щели соединен с центральным проводником согласующего отрезка фидера, внешний проводник которого гальванически соединен с другой пластиной, лежащей в одной плоскости с первой упомянутой пластиной, вторые концы кабелей соединены с делителем мощности на 8 направлений. 3. The antenna system according to claim 1, characterized in that it contains a power divider into 8 directions, 8 feeders; the first, second, third and fourth plates are 4λ × 0.4λ (λ is the wavelength); the slots on the axis of the antenna have dimensions 0.5λ × 0.04λ, are located at a distance of 0.75 wavelength from each other at the middle frequency of the operating frequency range; the lengths of the additional slits are 0.34λ and 0.28λ, the slots are located from the antenna axis at a distance of 0.09λ and 0.28λ, respectively; aluminum channels with a section of 30 × 30 mm are used as racks2; the channels are interconnected using the upper and lower brackets with the formation of the antenna support; the channels are located at the corners of the square and the wide side (shelf) facing the axis of the cross; each of the eight radio frequency cables from the power divider located below the lower bracket is led up through the hole in the lower bracket, laid inside the corresponding channel, inserted into the tubular screen, and together with the screen through the hole in the wide wall of the channel, is brought out of it and laid along the plate, with the external cable conductor is galvanically connected to the plate and the end of the tubular screen, and the central conductor is continued into the gap region and in the gap region is connected to the central conductor of the matching terminal viscous feeder outer conductor is galvanically coupled to the other plate, lying in the same plane as said first plate, the second ends of the cables are connected to a power divider 8 directions.
RU2012146796/08A 2012-11-01 2012-11-01 Broadband turnstile slit antenna RU2510970C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146796/08A RU2510970C1 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Broadband turnstile slit antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146796/08A RU2510970C1 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Broadband turnstile slit antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2510970C1 true RU2510970C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50437707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012146796/08A RU2510970C1 (en) 2012-11-01 2012-11-01 Broadband turnstile slit antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2510970C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031539A (en) * 1975-12-11 1977-06-21 Rca Corporation Broadband turnstile antenna
SU1712995A1 (en) * 1990-04-04 1992-02-15 Научно-производственное объединение прикладной механики Broadband turnstile aerial
RU2273080C2 (en) * 2004-03-11 2006-03-27 Новочеркасский военный институт связи Television receiving antenna
RU2401492C1 (en) * 2009-09-08 2010-10-10 Николай Иванович Войтович Wideband turnstile cavity antenna
US20110018774A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Applied Wireless Identification Group, Inc. Compact circular polarized antenna with cavity for additional devices
RU2450395C2 (en) * 2010-07-29 2012-05-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Broadband antenna

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031539A (en) * 1975-12-11 1977-06-21 Rca Corporation Broadband turnstile antenna
SU1712995A1 (en) * 1990-04-04 1992-02-15 Научно-производственное объединение прикладной механики Broadband turnstile aerial
RU2273080C2 (en) * 2004-03-11 2006-03-27 Новочеркасский военный институт связи Television receiving antenna
US20110018774A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Applied Wireless Identification Group, Inc. Compact circular polarized antenna with cavity for additional devices
RU2401492C1 (en) * 2009-09-08 2010-10-10 Николай Иванович Войтович Wideband turnstile cavity antenna
RU2450395C2 (en) * 2010-07-29 2012-05-10 Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" Broadband antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9627777B2 (en) Broad band antennas and feed methods
US8558747B2 (en) Broadband clover leaf dipole panel antenna
Alam et al. Novel surface wave exciters for power line fault detection and communications
US20080284673A1 (en) Hybrid antenna including spiral antenna and periodic array, and associated methods
CN102800954B (en) Antenna unit, antenna module and multi-antenna module
CN102983401B (en) Low-consumption low-minor lobe high-gain planar frequency scan antenna
US10700439B2 (en) Printed dipole antenna, array antenna, and communications device
EP3667821B1 (en) Array antenna device
RU2401492C1 (en) Wideband turnstile cavity antenna
WO2020151551A1 (en) Circularly polarized substrate-integrated waveguide antenna, array antenna and antenna system
RU128789U1 (en) LOGOPERIODIC ANTENNA
CN216055163U (en) Wide-bandwidth beam antenna
RU2510970C1 (en) Broadband turnstile slit antenna
Herzi et al. Antipodal Vivaldi antenna array with high gain and reduced mutual coupling for UWB applications
US10177456B2 (en) Log-periodic antenna with wide frequency band
Kumar et al. Optimized N-sided polygon shaped microstrip patch antenna for UWB application
RU2427946C1 (en) Log-periodic combined antenna
PT1920498E (en) Wideband structural antenna operating in the hf range, particularly for naval installations
RU2552230C2 (en) Directional band antenna
RU2498466C1 (en) Collinear antenna
US20180090849A1 (en) Extended Phase Center and Directional Gain with Modified Taper Slot Antenna for Lower Frequencies
RU192818U1 (en) Printed Microwave Antenna
WO2025043688A1 (en) Antenna
RU2400885C1 (en) Wideband circular antenna array
CN103594780B (en) an antenna

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151102