Способ развязки антенн

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для развязки антенн линейной поляризации. Цель - увеличение электромагнитной развязки - достигается выполнением кромки проводящей пластины криволинейной, высота пластины изменяется вдоль направления от одной антенны до другой согласно соотношению г У г ( R - г ) , (г) -Acp , где г - текущее расстояние; R - расстояние между антеннами; Яср - средняя длина волны . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 0 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 ! (р фь

СО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4738942/09 (22) 19.09.89 (46) 15.05.92, Бюл, N 18 (71) Научно-исследовательский институт автоматических приборов (72) С.А.Иванов и И.T.Mîêðîâ (53) 621.396.67 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1290453,,кл. Н 01 Q 9/00, 1985. (54) СПОСОБ РАЗВЯЗКИ АНТЕНН (57) Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для развязки антенн линейной поляризации. Цель

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для увеличения электромагнитной развязки антенн с совпадающей поляризацией, в частности для антенн, расположенных на проводящей поверхности, например на самолете, Известны способы увеличения развязки антенн с помощью экранов. Применяемые экраны позволяют увеличить развязку на

10 — 20 дБ, они просты в. изготовлени и эксплуатации. Разливают поперечные и продольные экраны.

Известно устройство, в котором развязка антенн достигается за счет того, что в качестве развязывающего устройства используют проводящий диск, Диск устанавливают на равном расстоянии от взаимовлияющих антенн. Радиус диска выбирают равным Аг 4 (Л вЂ” длина волны). Данный способ имеет ряд недостатков:вопервых, ограничение на место установки экрана. Вблизи антенны такой экран сильно искажает диаграмму направленности ан„„5LI 1734148 А1 — увеличение электромагнитной развязки— достигается выполнением кромки проводящей пластины криволинейной, высота пластины изменяется вдоль направления от одной антенны до другой согласно соотношению где r —; R — расстояние между антеннами; 4Р— средняя длина волны. 1 ил, тенны (ДН), так как расположен перпендикулярно направлению распространения волны, которая отражается от экрана в обратном направлении, поэтому место установки экрана ограничено областью, равноотстоящей от взаимовлияющих антенн; во-вторых, невысокая развязка, Iloскольку существ..нна волна, переотраженная кромками экрана.

Продольные экраны вносят меньше искажений в ДН антенн, чем поперечные, и обеспечивают большую развязку.

Наиболее близким к предлагаемому способу по достигаемому эффекту является устройство для разв зки антенн, представляющее собой продольный экран. Развязка антенны достигается за счет того, что в качестве развязывающего устройства используют прямоугольную проводящую пластину, установленную вдоль общей оси симметрии антенн на равно . расстоянии от них параллельно плоскост поляризации антенн. При этом высота h и длина L прямоугольной про1734148

4 водящей пластины выбраны из соотноше 3/ ния и = — (2 R,L = 0,42 «< h, где R — расстояние между антеннами, 5

Устройство работает следующим обра«ом» °

Электромагнитное поле в приемной антенне есть результат сложения двух волн: прямой, скользящей вдаль пластины и пере- 10 отраженной верхней кромкой. При выбранных соотношениях Ь и L пластины, переотраженная волна имеет сдвиг по фазе

180 относительно прямой волны. Это приводит к компенсации этих волн и увеличе- 15 нию развязки,Однако область использования указанного экрана ограничена, что является его недостатком, Ограничение области использования связано с тем, что экран устанавли- 20 вают на равном расстоянии от антенн. При .использовании такого экрана для развязки — антенн, размещенных, например, на самолете или других подвижных объектах, нередка ситуация, когда технически 25 невозможно установить устройство на равном расстоянии от антенн, Другим обстоятельством, ограничивающим область применения известного экрана, является его значительные размеры, 30 зависящие при одной и той же А от расстояния между антеннами. Так, при R = 10 Л что

) вероятно при размещении антенн на самолете, экран имеет длину порядка 0,36 R, а высоту 0,27 R, т.е, занимает по длине более 35 трети расстояния между антеннами. Последнее неприемлемо для указанных антенн из соображений аэродинамики.

Кроме того, известно, что чем дальше от антенны экран, тем менее он эффективен и 40 с точки зрения развязки, и тем больше его габариты, поскольку с удалением от антенны уменьшается плотность энергии. Следовательно, место установки известного экрана не является оптимальным по развяэ- 45 ке и по размерам экрана.

Цель — увеличение электромагнитной развязки, Поставленная цель достигается тем, что способ развязки антенн включает в себя 50 установку проводящей пластины между антеннами вдоль их общей оси симметрии параллельно плоскости поляризации, причем проводящая пластина вь полняется с криволинейной кромкой с высотой, определяемой 55 из соотношения: где itcp — средняя длина волны, R — расстояние между антеннами;

r — текущее расстояние от одной из анТ8НН вдоль оси симметрии. и длиной L не менее 2 ill, В предлагаемом способе выполняют проводящую пластину с криволинейной кромкой, где высота пластины зависит от положения ее относительно антенн. При такой взаимосвязи форма проводящей пластины представляет собой часть эллипса высотой, соответствующей границе l-й зоны

Френеля, Существенным отличием предлагаемого способа является зависимость h пластины от расстояния между одной из антенн и произвольной точкой пластины по линии связи, что позволяет, изменяя размеры пластины, изменять положение пластины по линии связи и тем самым увеличивать развязку.

Чертеж иллюстрирует предлагаемый способ, Предлагаемый способ увеличения развязки заключается в установке проводящей пластины 1 между антеннами 2 вдоль их общей оси симметрии параллельно плоскости поляризации. При этом проводящая пластина 1 выполняется с криволинейной кромкой, где высота определяется из соотношения а длина — не менее 2 4р

Пластина 1, устанавливаемая вдоль общей оси симметрии параллельно плоскости поляризации, может быть установлена на любом расстояния от антенн 2, Минимальное расстояние между пластиной 1 и одной из антенн 2 определяется из учета влияния пластины на ДН этой антенны, Высота пластины 1 выбирается из условия соответствия границе 1-й зоны Френеля, что обеспечивает противофазное сложение скользящей вдоль пластины и переотраженной верхней кромкой волн при любом расстоянии пластины 1 от антенн 2.

Если изменение высоты пластины нарушает фазовое соотношение волн и существенно влияет на развязку, то изменение длины пластины ответственно за амп литудное соотношение волн, которое слабо меняется, и влияние на развязку не существенно, Длина L выбрана по результатам экспериментов как наименьшая, при которой достигается хорошая развязка 15 — 25 дБ.

Уменьшение длины нежелательно, так как при этом уменьшается развязка, а при

1734148 увеличении она оказывает влияние на ДН антенны и ухудшает аэродинамику самолета, Проводящая пластина 1 может быть выполнена из металлического листового материала.

При излученнии из одной из антенн пластину огибает две волны. Одна скользит вдоль пластины и ослабляется благодаря эффекту "отжатия", так как плоскость поляризации волны параллельна плоскости пластины. Вторая волна создается верхней кромкой путем переотражения, причем выбор высоты пластины по формуле (1) приводит к тому, что переотраженная волна в приемной антенне складывается в противофазе с прямой, скользящей вдоль пластины, поскольку переотра>кенная волна имеет большую длину пути (на Л/2 ), Это приводит к компенсации волн и к увеличению развязки, Проводящую пластину можно устанавливать на любом расстоянии от антенн, не только на равном, благодаря появившейся зависимости высоты пластины от расстояния от одной антенны до произвольной точки пластины на линии связи, Поскольку равноудаленное от антенн место является местом наименьшего влияния на развязку, а при приближении к одной из антенн эффект влияния на развязку усиливается, установка пластины бли><е к одной из антенн приводит к увеличению развязки. Таким образом, предлагаемый способ приводит к увеличению развязки, При использовании предлагаемого способа для увеличения развязки антенн, размещенных на проводящей поверхности (например, обшивка самолета), криволинейной будет лишь верхняя кромка пластины.

По методу зеркальных изображений в отсутствии проводящей поверхности у пластины необходимо вместо мнимого изображения реальное, т,е, от линии связи пластина дол5 жна быть дополнена до нижней границы l-й зоны Френеля, В этом случае криволинейной будет и верхняя и нижняя кромки, Таким образом, в предлагаемом способе проводящая пластина может устанавли10 ваться на любом расстоянии от антенн, увеличивается развязка антенн, проводящая пластина имеет меньшие размеры, чем известная, одновременно может быть установлено у каждой антенны по проводящей

15 криволинейной пластине с размерами по формуле (1), это приводит к еще большему увеличению развязки (до 20-30 дБ), благодаря уменьшенным размером пластина может быть установлена под одним

20 обтекателем с антенной.

Формула изобретения

Способ развязки антенн, включающий установку проводящей пластины между антеннами вдоль их общей оси симметрии па25 раллельно плоскости поляризации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения электромагнитной развязки, проводящую пластину выполняют с криволинейной кромкой, причем ее высоту определяют из

30 соотношения

35 где Я,р — средняя длина волны;

R — расстояние между антеннами;

r — текущее расстояние от одной из антенн вдоль оси симметрии, а длина проводящей пластины составляет

40 не менее 2 ill.