Патент на изобретение №2258986

(54) АНИЗОТРОПНЫЙ СИСТЕМНЫЙ ВИБРАТОР “НАТАЛИ”

(57) Реферат:

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат заключается в расширении полосы пропускания системы в целом, в получении оптимального согласования электрических характеристик. Сущность изобретения состоит в том, что ведущий гибридный элемент (ВГЭ), включающий подключенные друг к другу взаимодополняющими сторонами шунтовой петлевой вибратор и коаксиально расположенный в нем сдвоенный петлевой вибратор, коаксиально расположен в ряду n дополнительных ВГЭ, выходы которых подключены к сторонам ВГЭ и предыдущих дополнительных ВГЭ соответственно. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотелевизионной техники и может быть использовано для приема и передачи радио- и телевизионных сигналов, имеющих значительные полосы частот, достигающих 2-10 и более октав, а также биологическими объектами в процессе обмена информацией, гипотетически объясняемого с точки зрения биофизики, в астрофизике и космической технике.

Известны сверхширокополосные антенны, описанные в авторизованном переводе с американского [Под редакцией Бененсона Л.С. М., Мир. 1964 г. Сверхширокополосные антенны. С.11-21, 221, 340], разбитые на ряд групп. Известны антенны, выполненные на базе структур, определяемых лишь угловыми размерами. Изменения частоты для таких антенн эквивалентно простому повороту всей конфигурации антенны на некоторый угол.

К антеннам этого типа (частотно-независимым антеннам), в частотности относится обычный биконус, а также серповидные вибраторы и излучатели, выполненные на базе многозаходных логарифмических спиралей на плоскости или конусе.

Другая группа выполнена на базе принципа логарифмической периодичности, представляющей собой решетки подобных элементов.

В частности [Berry D.G., Ore F.R. “Log-Periodic Monopole Array”, 1961, JRE Jntern Conr. Rec. pt 1, 76-85], описывают частотно-независимые логопериодические вибраторные решетки, выполненные из несимметричных параллельных вибраторов.

Данные конструкции одиночных логопериодических антенн и составленные из них решетки могут также обладать в известных пределах частотно-независимыми характеристиками.

Такая антенна содержит собирательную линию, к которой подключаются вибраторы в точках, определяемых особенностями конструкции. Число и тип вибраторов, способы их подключения, согласование зависят от параметров системы.

Однако выводы американских специалистов относительно ряда положений теории Дюамеля, касающиеся, в частности, параллельных структур, ставящие необходимым условием работы таких систем логопериодическую зависимость, ошибочны.

В результате пришлось неоправданно применять собирательные линии, имеющие неоптимальные с точки зрения фазовых решеток характеристики, что привело, как следствие, к появлению громоздких т.н. логопериодических антенн, когда вполне можно было обойтись парой-тройкой элементов частотно-независимых структур КФАР-квазирешеток.

Имеются и другие конструкции, позволяющие получать необходимые частотно-независимые структуры и формировать из них сверхширокополосные вибраторные решетки.

Техническое решение задачи – получение сверхширокополосных антенн – достигается за счет новых конструктивных решений.

Техническое решение достигается тем, что сверхширокополосная антенна (СШКА), состоящая из анизотропного системного вибратора, состоящего из ведущего гибридного элемента (ВГЭ), включающего подключенные друг к другу взаимодополняющими сторонами шунтовой петлевой вибратор и коаксиально расположенный в нем сдвоенный петлевой вибратор, отличающийся тем, что ведущий ВГЭ коаксиально расположен в ряду n дополнительных ВГЭ, выходы которых подключены к сторонам ведущего ВГЭ и предыдущих ВГЭ соответственно.

Новизна в части устройства усматривается в том, что n-ый гибридный элемент (ВГЭ) принимает и по линии последовательно-ступенчатой связи проводимостей боковых сторон предыдущих ВГЭ передает энергию определенной части спектра широкополосного сигнала (ШПС) непосредственно на нагрузку, в то время как n-1 ВГЭ также одновременно осуществляет свой независимый прием оставшейся части спектра ШПС. Новизна в части устройства усматривается в том, что анизотропный системный вибратор (АСВ) представляет собой единый функциональный узел-комплекс, все составные части которого равноправно участвуют в общем приеме всего спектра ШПС в режиме квазирешетки.

Новизна в части устройства усматривается в том, что следуя принципам суперпозиции исходный сигнал формируется не только основными вибраторами частоты основного сигнала, но и дополнительными вибраторами расширения полосы (ВРП) в оптимальном фазовом режиме квазирешетки.

Новизна в части устройства усматривается в том, что следуя принципам квазифазового синтеза, квазирешетка, составленная из разночастотных вибраторов с упорядоченными фазовыми характеристиками на квазифазовом балансовом поле, формируется как за счет основных, так и экстраполируемых запредельных («хвостовых») электрических характеристик виброкомплексов.

Новизна в части устройства усматривается в том, что с целью оптимизации фазовых характеристик разночастотных виброкомплексов применено чередование разнотипных вибраторов – СПВ-ШПВ, образующих полициклические структуры, составленные из ВГЭ. При этом необходимым условием их функционирования является разность частот, определяемых шагом характеристической закономерности.

Новизна в части устройства усматривается в том, что удалось разработать комбинированный виброкомплекс, использующий чередующиеся разночастотные вибраторы, за счет смешанных схем питания шунтовой композиции без применения схем смены полярности (необходимости поворотов фаз токов питания вибраторов решетки на 180°), применив циклическое сочетание вибраторов двух различных типов, позволивших оптимизировать фазовые соотношения основного и остаточного сигналов.

По данным технической, научной и патентной документации не выявлена совокупность таких признаков, как в заявленном устройстве, что свидетельствует об изобретательском уровне.

Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в крайней простоте изготовления, высоких электрических показателях, возможности использования на промышленной основе и конкурентоспособном уровне, показавших себя в результате длительной эксплуатации опытных образцов.

Вибратор поясняется графическим материалом, содержащим электрическую схему и элементы конструкции.

На чертеже изображен анизотропный системный вибратор.

Анизотропный системный вибратор состоит из ведущего волнового гибридного элемента ВГЭ 1, 2, включающего ШПВ 1 и СПВ 2, подключенного к согласованной нагрузке Rн и коаксиально расположенного в ШПВ 1 таким образом, что они подключены взаимодополняющими сторонами 5 друг к другу и выполнены известным способом с фиксацией в электрических точках О; n – числа дополнительных ВГЭ 3, 4 и ведущего 1-2, коаксиально расположенного во втором составном ВГЭ 3, 4, выход СПВ 4 которого подключен к сторонам ведущего ВГЭ 1, 2, и выходы n последующих ВГЭ к сторонам предыдущих ВГЭ 3, 4 соответственно.

ACB – вибратор работает следующим образом. Принимаемый ШПС электромагнитный сигнал поступает на соответствующие разночастотные вибраторы 1-2-3-4-n,образующие ВГЭ, инвертируется в ЭДС и суммируется на общей согласованной нагрузке Rн, проходя по очереди, в зависимости от точки возбуждения через структуры n – ВГЭ СПВ-ШПВ – вибраторов в оптимальном фазовом режиме квазирешетки.

Формула изобретения

Системный вибратор, состоящий из ведущего гибридного элемента (ВГЭ), включающего подключенные друг к другу взаимодополняющими сторонами шунтовой петлевой вибратор и коаксиально расположенный в нем сдвоенный петлевой вибратор, отличающийся тем, что ВГЭ коаксиально расположен в ряду n дополнительных ВГЭ, выходы которых подключены к сторонам ВГЭ и предыдущих дополнительных ВГЭ соответственно.

РИСУНКИ