СПИРАЛЬНАЯ АНТЕННА

Полезная модель относится к области радиотехники, а точнее к области спиральных антенн, и может быть использована в качестве спиральной антенны для радиотехнических систем с особыми эксплуатационными нагрузками, например в составе космических летательных аппаратов (КЛА).
Из существующего уровня техники известны спиральные антенны, содержащие каркас из диэлектрического материала, на котором закреплены спиральные излучатели (патенты US2958081, US3188643, RU2657254).
Недостатком всех этих изобретений является отсутствие конфигураций самого диэлектрического каркаса, что приводит к невозможности оценить его применимость в особых условиях эксплуатаций, например, на КЛА.
В качестве прототипа выбрана спиральная антенна, описанная в патенте SU1483511, содержащая спиральный излучатель, установленный над металлическим экраном, размещенный на диэлектрическом каркасе.
Недостатком этого изобретения является отсутствие конфигураций самого диэлектрического каркаса, что приводит к невозможности оценить его применимость в особых условиях эксплуатаций, например, на КЛА.
Для заявленного устройства выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: спиральная антенна, содержащая диэлектрический каркас, установленный над металлическим экраном, на котором размещен спиральный излучатель.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является невозможность применяемости известных спиральных антенн в особых условиях эксплуатаций, например, в составе КЛА при выводе посредством ракеты-носителя.
Указанная техническая проблема решается посредством совершенствования конструкций спиральной антенны, содержащей цилиндрический излучатель, установленный над металлическим экраном, размещенный на диэлектрическом каркасе. При этом, с целью повышения первой собственной частоты конструкций, диэлектрический каркас, выполненный в виде стержня из композитного радиопрозрачного материала, например стеклопластика, имеет сечение круглого тонкостенного кольца, жесткость сечения которого уменьшается по направлению от крепления диэлектрического каркаса к концу спиральной антенны. В то же время, сечение переменной жесткости, по направлению от крепления диэлектрического каркаса к концу спиральной антенны, может уменьшаться неравномерно.
Сущность заявленного технического решения поясняется тремя чертежами:
фиг. 1 – проекционный вид спиральной антенны;
фиг. 2 – схема диэлектрического каркаса с равномерным уменьшением жесткости сечения;
фиг. 3 – схема диэлектрического каркаса с неравномерным уменьшением жесткости сечения.
Для спиральных антенн, предназначенных для вывода на орбиту в составе космического аппарата (КА), предусмотрены особые режимы эксплуатаций. Они заключаются в том, что в момент вывода на ракете-носителе, вся конструкция КА, включая спиральную антенну, испытывает вибрационное воздействие. И для того, чтобы снизить уровень напряжения в конструкции спиральной антенны, необходимо увеличить ее жесткость с целью максимального смещения резонанса в область более высоких частот.
Спиральная антенна (см. фиг. 1) состоит из металлического экрана 1, над которым установлен диэлектрический каркас 2, выполненный в виде полого стержня с сечением тонкостенного кольца, жесткость сечения которого уменьшается по направлению от крепления самого диэлектрического каркаса к металлическому экрану 1 до конца спиральной антенны. На каркасе 2 закреплены спиральные излучатели 3.
На фиг. 2 изображена схема спиральной антенны с диэлектрическим каркасом 2, установленным над металлическим экраном 1, в которой жесткость сечения меняется преимущественно за счет изменения толщины стенки тонкостенного кольца, и изменение толщины происходит равномерно.
В тех случаях, когда исполнение подобной конфигураций, согласно фиг. 2, является трудновыполнимой, возможно реализовать конфигурацию согласно схеме, изображенной на фиг. 3, в которой жесткость меняется неравномерно и за счет установки внутренних вставок 4, телескопически вставленных одна в другую, которые представляют из себя полые стрежни с сечением тонкостенного кольца, смонтированные в диэлектрический каркас 2 с внутренней стороны, и прикрепленные к нему, например, при помощи клеевого соединения.
Техническим результатом, при использовании заявляемой полезной модели, является повышение первой собственной частоты конструкций, и как следствие, возможности его эксплуатаций в составе космического летательного аппарата.