АНТЕННА
ANTENNA

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антенно-фидерным устройствам метрового и дециметрового диапазонов длин волн и может быть использовано для обеспечения задач радиолокации и радиосвязи стационарных и подвижных объектов связи в условиях активного воздействия групповых радиоэлектронных помех различного происхождения.
Известна конструкция антенны /1/, содержащая антенну «волновой канал», состоящую из четырех больших пассивных одиночных симметричных директоров, расположенных на диэлектрической штанге, активной вибрационной системы из шести параллельных малых симметричных вибраторов, подключенных параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии, однопроводного оконечного симметричного рефлектора, а также логопериодическую антенну, состоящую из симметричных вибраторов, находящихся в той же плоскости, что и вибраторы антенны «волновой канал», питаемую от собственной двухпроводной распределительной линии, причем длина самого короткого симметричного вибратора логопериодической антенны приблизительно равна половине длины волны самой высокой частоты рабочего диапазона, а длина самого длинного симметричного вибратора логопериодической антенны приблизительно равна половине длины волны самой низкой частоты рабочего диапазона, при этом рефлектор антенны типа «волновой канал» конструктивно совмещен с равным ему по геометрической длине дополнительно установленным вибратором логопериодической антенны - диполем верхних частот, геометрическая длина которого в свою очередь равна длине самого короткого симметричного вибратора логопериодической антенны, а также установлен дополнительный вибратор - диполь нижних частот, размещенный параллельно после самого длинного симметричного вибратора логопериодической антенны и равный его геометрической длине. Данная известная антенна может быть использована для формирования различных фазированных антенных решеток, входящих в состав радиолокационных станций метрового и дециметрового диапазонов длин волн /2-5/.
Вместе с тем, в условиях интенсивного воздействия групповых радиоэлектронных помех природного и особенно искусственного происхождения практически не всегда достаточно требуемого количества запасных радиочастот, которые можно использовать в сложной электромагнитной обстановке.
Для устранения указанных недостатков в известной антенне, выбранной в качестве прототипа /1/, содержащей антенну «волновой канал», состоящую из четырех больших пассивных одиночных симметричных директоров, расположенных на диэлектрической штанге, активной вибрационной системы из шести параллельных малых симметричных вибраторов, подключенных параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии, однопроводного оконечного симметричного рефлектора, а также логопериодическую антенну, состоящую из симметричных вибраторов, питаемую от собственной двухпроводной распределительной линии, причем длина самого короткого симметричного вибратора логопериодической антенны приблизительно равна половине длины волны самой высокой частоты рабочего диапазона, а длина самого длинного симметричного вибратора логопериодической антенны приблизительно равна половине длины волны самой низкой частоты рабочего диапазона, при этом рефлектор антенны «волновой канал» конструктивно совмещен с равным ему по геометрической длине дополнительно установленным вибратором логопериодической антенны - диполем верхних частот, геометрическая длина которого в свою очередь равна длине самого короткого симметричного вибратора логопериодической антенны, а также установлен дополнительный вибратор - диполь нижних частот, размещенный параллельно после самого длинного симметричного вибратора логопериодической антенны и равный его геометрической длине дополнительно применяется вторая логопериодическая антенна, равная по геометрическим размерам первой логопериодической антенне, располагаемая в плоскости, перпендикулярной к плоскости размещения первой логопериодической антенны, ортогональная ей по поляризации, питаемая от собственной симметричной распределительной линии. Указанное ортогональное размещение обеспечивает поляризационную развязку двух логопериодических антенн, используемых в общей конструкции антенны.
Дополнительная логопериодическая антенна состоит из симметричных вибраторов, питаемых от собственной двухпроводной распределительной линии, причем длина самого короткого симметричного вибратора логопериодической антенны приблизительно равна половине длины волны самой высокой частоты рабочего диапазона, а длина самого длинного симметричного вибратора логопериодической антенны приблизительно равна половине длины волны самой низкой частоты рабочего диапазона, дополнительно установленного симметричного вибратора логопериодической антенны - диполем верхних частот, геометрическая длина которого в свою очередь равна длине самого короткого симметричного вибратора логопериодической антенны, а также установлен дополнительный симметричный вибратор - диполь нижних частот, размещенный параллельно после самого длинного симметричного вибратора логопериодической антенны и равный его геометрической длине.
Таким образом, заявляемое устройство отличается от прототипа наличием новых блоков в конструкции антенны и эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии технических решений критерию «новизна». В тоже время, как признаки, отличающие технические решения от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию «существенные отличия».
На фигуре 1 изображен общий вид известной антенны, выбранной в виде прототипа. Данная антенна содержит четыре больших пассивных одиночных симметричных диполей 2, расположенных на диэлектрической штанге 1, активный вибратор 3 в виде системы из шести в рассматриваемом примере параллельных активных отдельных вибраторов 4, подключаемых параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии 5, а также однопроводный оконечный симметричный вибратор, называемый рефлектором 6, диполь дополнительной верхней частоты 7, сливаемый в единый конструкторский элемент с рефлектором 6, вибраторы с 8 по 14 логопериодической структуры, а также дополнительный диполь нижней частоты 15, фидер 16 и симметричную питающую линию 17.
На фигуре 2 изображен общий вид заявляемой конструкции антенны, включающей четыре больших пассивных одиночных симметричных диполей 2, расположенных на диэлектрической штанге 1, активный вибратор 3 в виде системы из шести параллельных активных отдельных вибраторов 4, подключаемых параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии 5, однопроводный оконечный симметричный вибратор - рефлектор 6 антенны «волновой канал», сливаемый в единый конструкторский элемент с равным ему по геометрической длине дополнительным диполем верхней частоты 7 первой логопериодической антенны, вибраторы с 8 по 14, дополнительный диполь нижней частоты 15, фидер 16, симметричную питающую линию 17 первой логопериодической антенны, а также диполь дополнительной верхней частоты 18, вибраторы с 19 по 25, дополнительный диполь нижней частоты 26, фидер 27 и симметричную питающую линию 28 второй логопериодической антенны.
Техническим результатом изобретения является увеличение по сравнению с прототипом в несколько раз количества запасных рабочих частот за счет обеспечения возможности поляризационной отстройки от радиопомех.
Указанный результат может быть использован при выполнении комплекса мероприятий радиоэлектронной защиты при воздействии групповых радиоэлектронных помех различного происхождения на вход антенны.
ВК
ЛВПА1
ЛВПА2
Предложенная конструкция антенны работает следующим образом. При подключении основного передатчика метрового (дециметрового) диапазона длин волн, настроенного на штатную рабочую частоту, к входу главного питающего фидера 5, высокочастотное напряжение антенны типа «волновой канал» U затем распределяется по всем симметричным кабелям отдельных излучателей 4 фигуры 2. В случае оперативной необходимости возможен автоматический либо ручной переход на одну из заранее настроенных (не более четырех) запасных частот. Однако при воздействии групповых радиоэлектронных помех этого количества запасных частот в антенне типа «волновой канал» может оказаться недостаточно. Поэтому, не разрушая имеющуюся структуру фазированных антенных решеток, их излучающие элементы, к работе антенны по мере усложнения помеховой обстановки последовательно подключаются в автоматическом или ручном режимах первая, а затем и вторая логопериодические вибраторные антенны, которые за счет широкополосности своих диаграмм направленности в горизонтальной плоскости, а также созданной поляризационной развязки обеспечивают увеличение количества запасных частот, создаваемых отдельными подключаемыми радиопередатчиками метрового (дециметрового) диапазона длин радиоволн, фидерами 16 и 27, обеспечивающими передачу высокочастотных напряжений U и U на первую и вторую логопериодическую антенны соответственно.
Проведенные исследования доказали получаемый технический результат - расширение возможности противостоять воздействию групповых радиоэлектронных помех за счет увеличения количества запасных частот, размещенных по выделенному рабочему диапазону метровых (дециметровых) длин радиоволн, а также обеспечение технической возможности поляризационной отстройки от воздействия активных радиопомех.
Таким образом, поставленная цель, связанная с увеличением эффективности функционирования средств радиосвязи и их антенно-фидерных устройств в условиях сложной помеховой обстановки - достигнута.
Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенной конструкции антенны, заключается в возможности повышения эффективности выполнения поставленных технических задач в условиях воздействия различных отрицательных факторов как естественного природного, так и искусственного происхождения.
Количественная величина технико-экономического эффекта от предложенного устройства зависит от способов организации в областях радиолокации и радиосвязи.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации на изобретение «Антенна», №2742673,2021 г.
2. Антропов Д.А., Перфилов О.Ю., Фидельман В.Е. Разработка новых видов логопериодических вибраторных антенн с улучшенными техническими характеристиками//Антенны. 2018. №9 (253). С. 16-19.
3. Вестник ПВО (РЛС - П-8, РЛС - П-10, РЛС - П-12) pvo.guns.ru
4. Петухов С.И., Шестов И.В. История создания и развития вооружения и военной техники ПВО Сухопутных войск России. М.: Издательство ВПК, 1999.
5. Михайлов Р.Л. Радиоэлектронная борьба в вооруженных силах США: военно-теоретический труд. Спб.: Наукоемкие технологии, 2018.