МАЛОГАБАРИТНАЯ МНОГОЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА

МАЛОГАБАРИТНАЯ МНОГОЩЕЛЕВАЯ АНТЕННА
Полезная модель относится к радиолокационной технике, а именно, к конструкмногощелевой антенны для малогабаритной радиолокационной системы (РЛС) его средства ограниченного водоизмещения.
Известна конструкция линейной волноводно-щелевой антенны 1 для малогабаггной РЛС бокового обзора и судовых РЛС. Антенна содержит отрезок прямоугольного волновода с поперечными излучающими щелями и две закрепленные на стенке волновода в плоскости раскрыва излучающих щелей металлические пластины, образующие излучающий рупор антенны. Такая антенна, как правило, конструктивно совмещена с приемопередатчиком, устанавливается стационарно на наружной поверхности плавучего средства и не ограничена в массогабаритных характеристиках. Надежность электрического контакта и постоянство параметров антенны обеспечиваются жесткостью конструктивных элементов антенны, изготовленных из металлических сплавов.
В то же время, при оборудовании навигационными РЛС плавучих объектов ограниченного водоизмещения, например, подводных аппаратов возникает необходимость в разработке быстросъемных конструкций антенн, которые используются в надводном положении плавучего средства и убираются при его погружении в воду. При этом для эффективного использования РЛС антенна должна иметь простой и надежный узел крепления с приемопередатчиком, обеспечивающий быстрое развертывание и демонтаж РЛС и, кроме того, при небольших массогабаритных характеристиках обладать
H01Q 13/10
стабильностью конструктивных параметров, т.е. достаточной механической прочностью.
Известна антенна 2 для корабельного радара с тонкими металлизированными стенками электромагнитного рупора, расположенного перед щелевым волноводом. В качестве армирующего элемента антенны используется приклеенный к стенкам рупора с внутренней стороны полистирол, обладающий низкой диэлектрической проницаемостью и целиком заполняющий рупор. Перед щелевым волноводом расположена укрепленная в горле рупора сетка для подавления волн определенной поляризации. Антенна отличается легкостью и достаточной стабильностью конструктивных параметров
Недостатком устройства является слабая развязка излучающих щелей и отсутствие средств защиты зоны электрического контакта рупора с волноводом от механических повреждений.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели принята многощелевая антенна 3, которая содержит прямоугольный волновод со щелями, расположенными с определенным интервалом в узкой стенке волновода, металлические пластины рупора, формирующего диаграмму направленности излучения в плоскости, перпендикулярной к поверхности узкой стенки волновода, а также экранирующие металлические перегородки для подавления паразитных поляризованных составляющих, которые установлены между щелями и скреплены с верхней поверхностью волновода и внутренними поверхностями пластин рупора.
Устройство-прототип обладает высокой механической прочностью, обеспечивает стабильность конструктивных и электрических параметров благодаря жесткому креплению элементов и использованию твердых металлических сплавов.
Недостатком устройства-прототипа является большая масса металлической конструкции, требующая и усиленной поддерживающей опоры для антенны, что не согласуется с требованием удобства переноса и простоты установки-демонтажа антенн выносного типа, используемых в навигационных РЛС плавучих средств ограниченного водоизмещения.
Задачей полезной модели является снижение массы антенны с одновременным обеспечением механической прочности конструкции и повышением надежности электрического контакта между излучающим волноводом и пластинами рупора.
различной плотности, а улучшение электрического контакта - введением дополнительных стягивающих элементов, обеспечивающих постоянное прижатие пластин рупора к токопроводящим участкам волновода. Кроме этого, предлагается новая конструкция узла соединения волноводных фланцев антенны и приемопередатчика, обеспечивающая простоту установки-демонтажа антенны.
Сущность полезной модели заключается в том, что в малогабаритной многощелевой антенне, содержащей прямоугольный волновод с из.1тучающими щелями, обрамленный по всей активной длине расходящимися пластинами рупора, и экранирующие перегородки, соединенные со стенкой волновода и внутренними токопроводящими поверхностями пластин рупора, пластины рупора выполнены из полимерного материала с металлизированной внутренней поверхностью, снабжены ребрами жесткости, поверх которых расположена защитная оболочка, и дополнительно стянуты посредством шпилек, пропущенных через отверстия в экранирующих перегородках, при этом узел стыковки антенны с приемопередатчиком содержит разъемную гайку из двух одинаковых симметрично расположенных относительно оси волновода половин, снабженньпс диаметрально расположенными выступами, которые с одной стороны гайки неразъемно скреплены с неподвижной рукояткой, а с другой стороны гайки выполнены с продольным разрезом, выше которого соединены посредством осевого крепления поворотной рукоятки, а указанная рукоятка имеет нижний выступ с трапециевидной выемкой, расположенной на уровне разомкнутых с зазором нижних концов разрезных выступов гайки, наружные поверхности которых скошены под углом, соответствующим наклону стенок трапециевидной выемки поворотной рукоятки.
При этом верхняя пластина рупора выполнена из пенопласта, нижняя - из капролона, а в раскрыве рупора установлен вкладыш из радиопрозрачного материала. На нижней пластине рупора выполнены симметричные выступы с резьбовыми втулками для крепления установочного кронштейна антенны.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены,
фиг. 1 - малогабаритная многощелевая антенна,
фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1,
фиг. 3 - узел стыковки антенны с приемопередатчиком;
фиг. 4 - узел сцепления поворотной рукоятки с выступами разъемной гайки
Как показано на фиг. 1, устройство состоит из собственно антенны 1, установочного кронштейна 2 и узла 3 стыковки антенны с приемопередатчиком (показан пунктиром).
Антенна 1 (см. фиг. 2) содержит прямоугольный волновод с излучающими щелями 5, выполненными в его узкой стенке, установленные между щелями 5 разделительные экранирующие перегородки 6 и наклонные пластины 7 и 8, обрамляющие волновод 4 по всей активной длине, образуя рупор антенны 1. В раскрыве рупора установлен вкладыш 9 из радиопрозрачного материала. Пластины 7 и 8 рупора снабжены ребрами 10 жесткости, поверх которых расположена защитная оболочка 11 антенны С внутренней стороны пластины 7 и 8 покрыты проводящими металлическими слоями 12 и 13, например, из приклеенной к пластинам фольги. Горизонтальные участки пластин 7 и 8 рупора, расположенные с торца волновода 4, скреплены рядом винтов 14. Кроме этого перед излучающей стенкой волновода 4 установлен ряд дополнительных крепежных элементов в виде щпилек 17, которые пропущены через сквозные отверстия в разделительных экранирующих перегородках 6 и выведены на горизонтальные полочки 18 и 19, расположенные снаружи пластин 7 и 8. Для установки антенны 1 на кронштейне 2 на нижней несущей пластине 8 рупора выполнены симметричные выступы 20 с резьбовыми втулками 21.
Несущая пластина 8 антенны 1 выполнена из легкого прочного материала типа капролона. Пластина 7, подверженная меньшим нагрузкам по сравнению с несущей, изготовлена из пенопласта. Обе пластины представляют собой решетчатую конструкцию, имеющую высокую изгибную прочность в сочетании с малой массой Защитная оболочка 11 антенны 1 выполнена из нескольких слоев стеклоткани с применением эпоксидной смолы. Поверхность радиопрозрачного вкладыша 9 покрыта одним слоем стеклоткани.
Внизу установочного кронщтейна 2 расположен узел 3 стыковки волноводных фланцев антенны и приемопередатчика. Узел 3 (см. фиг. 3) представляет собой разъемную гайку, выполненную из двух одинаковых, симметричных относительно оси волновода 4, половин 20 и 21 и опирающуюся своим плечом 22 на удлиненный фланец, принадлежащий волноводу 4 антенны 1. Гайка снабжена диаметрально расположенными выступами 23 и 24 для крепления неподвижной и поворотной рукояток 25 и 26, соответственно. Неподвижное крепление рукоятки 25 обеспечивается посредством болтового и винтового соединений. Со стороны поворотной рукоятки 26 выступы 24 o6epfx половин гайки снабжены продольным разрезом 27, выше которого расположено осевое крепление 28 рукоятки 26. В нижней части рукоятки 26 выполнен выступ 29 с разрезной трапециевидной выемкой 30 (см. фиг. 4), на уровне которого расположены нижние концы 31 разрезных выступов 24 гайки. Внутренние поверхности нижних концов 31 выступов 24 расположены с небольшим зазором В, а наружные скошены под углом а, соответствуюшим наклону стенок выемки 30 рукоятки 26. Разъемную гайку изготавливают при совместно скрепленных и заштифтованных половинах 20 и 21
Устройство используют следуюшим образом. Устанавливают антенну 1 на приемопередатчик. Охватывают половинами 20 и 21 разъемной гайки контактные фланцы с упором плеча 22 о фланец антенны 1. Выполняют винтовые, штифтовые и осевое соединения выступов 23 и 24 гайки. Сжимают контактные фланцы поворотом гайки, а после их затяжки опускают поворотную рукоятку 26 вниз. При этом разрезной выступ 29 рукоятки 26 наползает на нижние клиновидные выступы 31 гайки и, по мере движения вниз, сжимает их до перекрытия зазора В. Гайка охватывает своими витками ответную резьбовую часть приемопередатчика и стопорится. Угол а выбирается с учетом самоторможения, а величина зазора В - с некоторым запасом перекрытия зазора в сочетании болт-гайка.
Снижение массы антенны при одновременном обеспечении прочности и постоянства конструктивных параметров достигается разделением конструкции на функциональную и несущую части. Верхняя часть антенны несет только функциональную нагрузку (антенную), а нижняя - силовую и функциональную. Поэтому пластина 7 выполнена из легкого материала - пенопласта (плотность - 0,2 г/см), а пластина 8 - из легкого, но прочного капролона (плотность - 1,16 г/см). Такой MaTepHaji, как капролон, допускает нарезание резьб и по прочности близок к легким металлическим сплавам. Для облегчения пластины 7 и 8 перфорированы с сохранением необходимой толщины в местах расположения ребер 10 жесткости. Поверхности пластин, соприкасающиеся с волноводом 4, металлизированы слоями 12 и 13 токопроводяшего материала, например, металлической фольги, приклеенной к пластинам.
Надежность электрического контакта пластин 7 и 8 рупора с волноводом 4 обеспечивается использованием стягивающих винтов 14 и шпилек 17 Последние проходят через экранирующие перегородки 6, не оказывая влияния на диаграмму направленности антенны, поскольку боковые стороны перегородок 6 металлизированы. Шпильки 17,
стягивая пластины 7 и 8, создают электрический контакт :,1ежду волноводом 4 и металлизированными слоями 12 и 13 пластин 7 и 8. Механическое крепление пластин и волновода 4 обусловливает жесткость конструкции, тем самым обеспечивая стабильность параметров антенны.
Конструкция узла 3 крепления, состоящего из разъемной гайки и удлиненного по высоте контактного фланца антенны обеспечивает надежное соединение с приемопередатчиком без использования дополнительной стопорящей гайки с его стороны.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает небольшую массу антенны, а также сохранение ее прочности и стабильности конструктивньк параметров при механических воздействиях. Простота и надежность крепления антенны без использования дополнительных стопорящих деталей сокращают время установки-демонтажа антенны, тем самым повыщая эксплутационные характеристики РЛС
Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что предлагаемая малогабаритная многощелевая антенна может быть изготовлена согласно приведенным чертежам и описанию из известных материалов и на базе существующего технологического оснащения производства и использована при оборудовании навигационными РЛС плавучих средств ограниченного водоизмещения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Авторское свидетельство СССР № 1587612, МПК H01Q 13/10, публикация 04.07.88.
2.Акционерная заявка Японии № 63-206006, МПК H01Q 13/02, публикация 25.08.88.
3.Акционерная заявка Японии № 59-27527, МПК HOIQ 13/12, публикация 06.07.84, прототип.