Es entsteht ein kurzgeschlossener Viertelwellenabschnitt einer Zweidrahtleitung. Aufgrund seines hohen Eingangswiderstands ist es nicht möglich, dass Ströme zur Außenhülle des Abzweigs abzweigen. Da der Widerstand zwischen den Punkten „a“ und „b“ hoch ist, sind die Arme des Vibrators bei der Strahlungsfrequenz trotz der galvanischen Verbindung zwischen ihnen elektrisch isoliert. Die Kanten der Schlitze werden üblicherweise verbreitert, um eine Anpassung der Wellenimpedanz des Speisers an die Eingangsimpedanz des Vibrators sicherzustellen.

Die Eingangsimpedanz des Vibrators beträgt das Vierfache. In dieser Hinsicht ist es praktisch, den Pistelkors-Schleifenvibrator, dessen Eingangsimpedanz 300 Ohm beträgt, mit einer Standardeinspeisung mit ρ f = 75 Ohm zu versorgen.

3. 2. Schlitzantennen

3.2.1. Arten von Schlitzantennen. Merkmale ihres Designs

Eine Schlitzantenne ist ein schmaler, eingeschnittener Schlitz Metalloberfläche Schirm, Resonatorgehäuse oder Wellenleiter. Schlitzbreite d<<λ , длина обычно близка к половине волны. Щели прорезаются так, чтобы они пересекали линии поверхностного тока, текущего по внутренней стенке волновода или резонатора (рис. 3.21). Возможны различные положения щелей (см. рис. 3.21): поперечная (1), продольная (2), наклонная (3), и разнообразные их формы: прямолинейные, уголковые, гантельные, крестообразные (рис. 3.22).

Ein hochfrequenter Oberflächenstrom, der den Spalt durchquert, induziert wechselnde Ladungen (Spannung) an seinen Rändern und auf der Rückseite (Außenseite).

Es ist nicht die Oberfläche, an der Ströme angeregt werden. Das elektrische Feld im Spalt und Ströme an der Oberfläche sind Strahlungsquellen und bilden sich im Raum

und im Dezimeter - über eine koaxiale Übertragungsleitung. Dabei wird der Außenleiter an einer Kante des Schlitzes angeschlossen, der Innenleiter an der anderen. Um die Übertragungsleitung an die Antenne anzupassen, wird der Einspeisepunkt von der Mitte des Schlitzes an seinen Rand verschoben. Eine solche Antenne kann in beide Hemisphären strahlen. Im Zentimeterbereich und dem angrenzenden Teil des Dezimeterbereichs werden Resonator- und Hohlleiter-Schlitzantennen eingesetzt (siehe Abb. 3.21, 3.22). Bei koaxialen Hohlleitern werden nur Quer- oder Schrägschlitze angeregt, bei Rechteckhohlleitern sind verschiedene Schlitzplatzierungsmöglichkeiten möglich (siehe Abb. 3.21).

Die Schlitzbreite beeinflusst den aktiven und reaktiven Teil des Eingangswiderstands. Beide Anteile nehmen mit zunehmender Spaltbreite zu. Um Xin zu kompensieren, ist es daher notwendig, die Länge des Schlitzes zu reduzieren (verkürzen). Eine Erhöhung von Rin führt zu einer Erweiterung der Bandbreite der Schlitzantenne. Typischerweise wird die Schlitzbreite d im Bereich (0,03...0,15)λ gewählt. Um die Bandbreite weiter zu erweitern, kommen Hantelschlitze und spezielle Ausführungen spannender Geräte zum Einsatz.

Die Wahl der Schlitzbreite wird neben der Reichweite auch von der Bedingung zur Sicherstellung der elektrischen Festigkeit beeinflusst. Die Konzentration elektrischer Ladungen an den Spalträndern führt zu lokalen Überspannungen und der Entstehung elektrischer Spannungen

wobei E ü max die elektrische Feldstärke am Schwingungsbauch ist. Mit E ü max = E μ (Durchbruchspannung, für trockene Luft E μ = 30 kV/m) ergibt sich

Wählen Sie in der Praxis d ≥ K spare d min, wobei K spare =2…4 der Reservekoeffizient ist

Schlitze mit komplexeren Formen als rechteckigen können als Kombinationen einfacher Formen betrachtet werden. Mit ihnen werden elektromagnetische Wellen mit den erforderlichen Polarisationseigenschaften erzeugt. Mit einem kreuzförmigen Schlitz können Sie beispielsweise eine Antenne mit elliptischer und zirkularer Polarisation erhalten. Die Drehrichtung hängt von der Richtung der Verschiebung des Schlitzes gegenüber der Achse der breiten Wand des Wellenleiters ab.

Schlitzantennen zeichnen sich durch einfaches Design, hohe Zuverlässigkeit und das Fehlen hervorstehender Teile aus, was den Einsatz in Flugzeug- und Bodenantennensystemen als eigenständige Antennen, Einspeisungen für komplexe Antennensysteme und Elemente von Antennenarrays ermöglicht.

3.2.2. Einzelsteckplatz. Pistelkors‘ Prinzip der Dualität

Betrachten wir die Eigenschaften und Parameter der sogenannten idealen Schlitzantenne, d.h. ein einzelner Schlitz, der in einen perfekt leitenden Flachbildschirm geschnitten ist. Die Berechnung des Feldes einer solchen Antenne anhand der Gleichungen der Elektrodynamik bereitet erhebliche Schwierigkeiten. Es wird stark vereinfacht, wenn wir das von Pistelkors 1944 formulierte Prinzip der Dualität verwenden. Dieses Prinzip basiert auf der permutationalen Dualität der Maxwellschen Gleichungen, die aus der Theorie des elektromagnetischen Feldes bekannt ist. Für eine Lücke haben diese Gleichungen die Form:

Wenn das Sieb entfernt und der Schlitz durch einen idealen Flachvibrator mit den gleichen Abmessungen wie der Schlitz (Abb. 3.23) und mit der gleichen Stromverteilung wie die Spannungsverteilung entlang des Schlitzes ersetzt wird (ein äquivalenter Vibrator, der vom Sieb abgeschnitten ist). den Spalt bilden), dann wird das von ihnen emittierte Feld auch so sein

Durch den Vergleich der Randbedingungen des Schlitzes (3.27) und des äquivalenten Vibrators (3.29) können wir nachweisen, dass die Strukturen des elektrischen Feldes in der Nähe des Schlitzes und des magnetischen Feldes in der Nähe des Vibrators übereinstimmen. Die Randbedingungen für den Ersatzvibrator ergeben sich aus den Randbedingungen für den Schlitz durch Umordnung von E ↔ H. Unter Berücksichtigung des oben Gesagten können wir für das vollständige Feld im gesamten Raum schreiben:

wobei C 1 und C 2 konstante Koeffizienten sind.

In der Praxis werden meist Halbwellenspalte verwendet. In diesem Fall ist die Amplitude des elektrischen Feldes im Spalt unabhängig von der Anregungsmethode in der Mitte maximal und nimmt zu den Rändern hin ab, d. h. entspricht dem Gesetz der Stromverteilung in einem Halbwellenvibrator. Für einen schmalen Schlitz (dünner Vibrator) können die Randbedingungen und damit die konstanten Koeffizienten wie folgt ausgedrückt werden:

Spannung in der Mitte des Schlitzes U 0 und Strom in der Mitte des Vibrators I 0 (siehe Abb. 3.23):

Dann wird der erste Ausdruck in (3.31) umgeschrieben als:

Das auf Schlitzantennen angewendete Dualitätsprinzip lässt sich also wie folgt formulieren: Das elektrische Feld einer Schlitzantenne fällt bis zu einem konstanten Faktor mit dem Magnetfeld eines zusätzlichen Vibrators zusammen, der die gleichen Abmessungen wie der Schlitz hat und mit diesem übereinstimmt Amplitudenverteilung.

Dies bedeutet, dass die EMK des Schlitzes und des entsprechenden Vibrators unterschiedlich sind

untereinander nur durch Drehung der entsprechenden Vektoren E r ы und E B um 90°,

H r sch und H B .

Unter Anwendung des Dualitätsprinzips können wir für die Strahlungsmuster schreiben:

F u (θ ) H = F B (θ ) E ;

F u(θ) E = F B (θ) H,

wobei F sch (θ ) H , F sch (θ ) E – normalisierte DN-Lücken in den entsprechenden Ebenen H und E sind

verantwortlich; F B (θ ) H , F B (θ ) E sind die entsprechenden normalisierten Muster des Halbwellenvibrators.

Wenn der Winkel θ von der Normalen zur Spaltebene gemessen wird, wird das Strahlungsmuster des Halbwellenspalts gemäß Gleichung (3.33) in der Form geschrieben:

Der Widerstand des Schlitzes sowie des Vibrators ist komplex und hängt von seinen Abmessungen (Länge 2l und Breite d) ab. Die Werte von Rw in und X w in werden für verschiedene Werte von l / λ berechnet und in Form von Diagrammen in Referenz- und Lehrliteratur angegeben. Die reaktive Komponente der Lücke ist kapazitiver Natur. Der Spalt kann jedoch auch durch Verkürzen angepasst werden. Der Verkürzungsgrad wird nach folgender Formel berechnet:

Wie aus (3.35) folgt, werden breitere Schlitze um einen größeren Betrag verkürzt.

Der Eingangswiderstand des Schlitzes hängt vom Eingangswiderstand des ihn ergänzenden Vibrators ab. Es ist bequemer, diese Beziehung anhand der komplexen Leitfähigkeit der Eingangslücke auszudrücken:

Komplexer Eingangsleitwert eines Halbwellenschlitzes

Die Erfindung betrifft Antennenspeisegeräte, nämlich Ultrakurzwellen-Radiowellenantennen und Mikrowellenantennen zur Aussendung horizontal polarisierter Wellen mit kreisförmigem Strahlungsmuster in der horizontalen Ebene. Das durch die Umsetzung der vorgeschlagenen Erfindung erzielte technische Ergebnis ist die Erweiterung des Betriebsfrequenzbereichs der zylindrischen Schlitzantenne, wodurch die Antenne mit Vorrichtungen zur Anpassung an die Speiseleitung ausgestattet wird, die für die Größe beim Abstimmen der Antenne auf die Betriebsresonanz nicht kritisch sind Frequenz. Die zylindrische Schlitzantenne enthält einen leitenden zylindrischen Körper mit einem Längsschlitz mit ersten und zweiten Kanten und einer Einspeisung, der zusätzlich eine erste leitende Klemme, eine zweite leitende Klemme und einen passenden Kabelabschnitt enthält, wobei die erste Klemme so angeordnet ist, dass sie einen galvanischen Kontakt bildet An der ersten Kante des Schlitzes wird die zweite Klemme angebracht, wobei durch Bildung eines galvanischen Kontakts an der zweiten Kante des Schlitzes die Zuleitung auf der Oberfläche des Zylinders entlang einer geraden Linie diametral gegenüber der Längsachse des Schlitzes verlegt wird , mit einer Biegung in der Nähe des Erregungspunktes des Schlitzes, durch die erste Klemme verlegt, wobei der Außenleiter des Abzweigs einen galvanischen Kontakt mit der ersten Klemme bildet, wird ein passender Kabelabschnitt durch die zweite Klemme verlegt, der Der Zentralleiter des Einspeisers ist galvanisch mit dem Zentralleiter des passenden Kabelabschnitts verbunden. 1 Gehalt f-ly, 6 Abb.

Zeichnungen für RF-Patent 2574172

Technologiegebiet, auf das sich die Erfindung bezieht

Die Erfindung betrifft Antennenspeisegeräte, nämlich Ultrakurzwellen-Radiowellenantennen und Mikrowellenantennen zur Aussendung horizontal polarisierter Wellen mit kreisförmigem Strahlungsmuster in der horizontalen Ebene.

Stand der Technik

Die Schlitzantenne wurde erstmals 1938 von Alan D. Blumlein für den Einsatz bei Fernsehübertragungen im Ultrakurzwellenbereich mit horizontaler Polarisation und einem kreisförmigen Strahlungsmuster (RP) in der horizontalen Ebene vorgeschlagen [Britisches Patent Nr. 515684. Elektrische HF-Leiter. Alan Blumlein, Hrsg. 1938. US-Patent Nr. 2,238,770 Elektrischer Hochfrequenzleiter oder -strahler]. Die Antenne ist ein Rohr mit einem Längsschlitz. Die Einfachheit des Designs und das Fehlen eines über der Oberfläche hervorstehenden Teils, in den ein Schlitz geschnitten ist, erregten die Aufmerksamkeit von Spezialisten, die Funksysteme für U-Boote entwerfen. Schlitzantennen stören nicht die Aerodynamik der Objekte, auf denen sie installiert sind, was zu ihrer weit verbreiteten Verwendung in Flugzeugen, Raketen und anderen beweglichen Objekten geführt hat. Solche Antennen mit Schlitzen, die in die Wände von Wellenleitern mit rechteckigem, kreisförmigem oder anderem Querschnitt geschnitten sind, werden häufig als luftgestützte und bodengestützte Antennen für Radar- und Funknavigationssysteme verwendet.

Damit ist die erste zylindrische Schlitzantenne A.D. bekannt. Blumlein zur Emission horizontal polarisierter Wellen hoher Frequenz, bestehend aus einem leitenden Zylinder mit einem Längsspalt, Vorrichtungen zur Anregung des Schlitzes an einem Ende des Zylinders und einem Kurzschluss am anderen Ende des Zylinders, einer Vorrichtung zur Einstellung der Breite des Schlitz. Der leitende Zylinder hat eine Länge, die der halben Wellenlänge im freien Raum entspricht.

Die Nachteile der bekannten ersten Schlitzantenne bestehen darin, dass:

Die Antenne enthält keine Vorrichtungen zum Abstimmen der Antenne auf die Resonanzfrequenz.

Die Länge der Antenne entspricht der halben Wellenlänge im freien Raum, was es schwierig macht, eine akzeptable Antennenleistung in Bezug auf Richtungseigenschaften und Anpassung der Antenne an die Einspeisung zu erzielen.

Zur Aussendung horizontal polarisierter Hochfrequenzwellen ist eine zweite zylindrische Schlitzantenne bekannt, die einen leitenden Zylinder mit einem Längsschlitz, eine Speiseleitung, einen Kurzschluss am einen Ende des Schlitzes und Vorrichtungen zur Erregung der Antenne am anderen Ende des Schlitzes enthält Der Zylinder hat einen Durchmesser zwischen 0,151 und 0,121, wobei 1 die Wellenlänge im freien Raum bei der Betriebsfrequenz ist. Der besagte Zylinder hat eine Länge von etwa neun Zehnteln eines Viertels der Länge der stehenden Welle, die sich entlang der Schlitzlinie auf dem Zylinder bildet (die Wellenlänge in der Schlitzlinie auf dem Zylinder ist um ein Vielfaches größer als die Wellenlänge im freien Raum). .

Bei vertikaler Ausrichtung des Zylinders weist die Antenne ein nahezu kreisförmiges Strahlungsdiagramm mit horizontaler Polarisation des Strahlungsfeldes und einen hohen Richtwirkungskoeffizienten (DA) auf. Die Antenne ist kompakt und lässt sich bequem auf Dächern hoher Gebäude installieren. Ihre glatten Oberflächenkonturen verhindern die Ansammlung von nassem Schnee und die Bildung von Eis. Aufgrund ihrer kreiszylindrischen Form weist die Antenne eine relativ geringe Windlast auf.

Die bekannte zweite Antenne überwindet aufgrund ihrer Größe von einer halben Wellenlänge im freien Raum die Nachteile der ersten bekannten Antenne. Die 1946 entwickelte und im Chrysler Skyscraper in New York installierte Rundstrahl-Schlitzantenne von Andrew Alford wurde für die ersten Farbfernsehübertragungen verwendet.

Die bekannte Zylinderantenne mit zweitem Schlitz weist jedoch folgende Nachteile auf:

die Antenne hat eine große Längsgröße in Bezug auf die Wellenlängen im freien Raum, was ihre Verwendung als strahlendes Element eines Antennenarrays erschwert, das in der Ebene des Vektors H ein Strahlungsmuster einer besonderen Art bildet;

Die Antenne verfügt nicht über Vorrichtungen zur Anpassung an den Speiser.

Es ist eine Zylinderantenne mit drittem Schlitz zum Aussenden horizontal polarisierter Wellen hoher Frequenz bekannt, die einen leitenden Zylinder mit einem Längsschlitz enthält, der an beiden Enden des Zylinders kurzgeschlossen ist und durch ein Koaxialkabel angeregt wird, dessen Außenleiter galvanisch mit diesem verbunden ist der erste Rand des Schlitzes, und der Mittelleiter ist galvanisch mit dem zweiten Rand des Schlitzes verbunden.

Die bekannte zylindrische Antenne mit drittem Schlitz hat Nachteile:

Durch die asymmetrische Erregung der Antenne wird eine Welle angeregt, die sich in der vom Außenleiter des Koaxialkabels und dem Zylinder gebildeten Linie ausbreitet, wodurch eine merkliche Abstrahlung des Kabels beobachtet wird (Antennen-Feeder-Effekt), seine Eigenschaften hängen erheblich von externen Betriebsfaktoren ab;

Es gibt keine Vorrichtungen zum Anpassen der Antenne an die Speiseleitung (um die Antenne auf Resonanz bei der Betriebsfrequenz abzustimmen).

Die bekannte zylindrische Antenne mit drittem Schlitz weist einen schmalen Betriebsfrequenzbereich auf, der 1 % auf dem SWR-Pegel in der Stromleitung nicht überschreitet.

Die dritte bekannte, über ein Koaxialkabel gespeiste Schlitzzylinderantenne kommt in ihren wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Erfindung am nächsten. Diese Antenne wird von den Autoren als Prototyp ausgewählt.

Offenlegung der Erfindung

Das technische Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Betriebsfrequenzbereich einer geschlitzten zylindrischen Antenne zu erweitern und die Antenne mit Vorrichtungen zur Anpassung an die Speiseleitung auszustatten, die beim Abstimmen der Antenne auf die Betriebsfrequenz (Resonanzfrequenz) nicht größenkritisch sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine geschlitzte zylindrische Antenne, die ein leitendes zylindrisches Gehäuse (im Folgenden als Gehäuse bezeichnet) mit einem Längsschlitz mit ersten und zweiten Kanten und einer Einspeisung enthält, zusätzlich eine erste leitende Klemme, eine zweite leitende Klemme ( (im Folgenden als erste Klemme, zweite Klemme bezeichnet) und einem dazu passenden Kabelstück, wobei die erste Klemme so angeordnet ist, dass sie einen galvanischen Kontakt am ersten Rand des Schlitzes bildet, und die zweite Klemme so angeordnet ist, dass sie einen galvanischen Kontakt am zweiten Rand bildet Rand des Schlitzes, der Speiser auf der Oberfläche des Zylinders wird entlang einer geraden Linie diametral entgegengesetzt zur Längsachse des Schlitzes verlegt, mit einer Biegung in der Nähe des Anregungspunktschlitzes, durch die erste Klammer gelegt unter Bildung von galvanischer Kontakt des Außenleiters des Abzweigs mit der ersten Klemme, der passende Kabelabschnitt wird durch die zweite Klemme verlegt, der Mittelleiter des Abzweigs wird galvanisch mit dem Mittelleiter des passenden Kabelabschnitts verbunden.

Die Einführung einer ersten leitenden Klemme, einer zweiten leitenden Klemme und eines passenden Kabelabschnitts in die Antenne, ihre relative Position und Verbindung in der Antenne wie oben angegeben löst die folgenden Probleme:

Erstellen Sie eine Antenne, die aufgrund eines symmetrischen Stromversorgungssystems ein symmetrisches Strahlungsmuster in der Ebene des Vektors H liefert, ohne Verzweigung des Diagramms und ohne Abweichung des Maximums des Strahlungsmusters von der Ebene senkrecht zur Zylinderachse;

Erstellen Sie eine Antenne, die aufgrund der Tatsache, dass der Durchmesser des Zylinders viel kleiner als die Wellenlänge ist, ein kreisförmiges Strahlungsmuster in der Vektorebene liefert.

Schaffung einer Antenne, die stabile Strahlungseigenschaften bietet, wenn sowohl schmale Schlitze mit niedriger Wellenimpedanz als auch breite Schlitze mit hoher Wellenimpedanz verwendet werden;

Erstellen Sie eine Antenne, die die Blindkomponente der Antenneneingangsimpedanz in einem weiten Frequenzbereich kompensiert.

Erstellen Sie eine Antenne, deren Strahlungswiderstand über einen großen Frequenzbereich in einem kleinen Bereich variiert.

Erstellen Sie eine Antenne, die ein niedriges SWR in der Stromleitung bietet, indem Sie die Eingangsimpedanz der Antenne über ein breites Frequenzband an die charakteristische Impedanz der Zuleitung anpassen.

Reduzieren Sie den zum Sender zurückkehrenden Leistungspegel, wenn die Antenne sendet, indem Sie die Antenne an die Speiseleitung anpassen.

Reduzieren Sie den Grad der Verzerrung des Spektrums des von der Antenne gesendeten (empfangenen) Signals aufgrund der gleichmäßigen Amplituden-Phasen-Charakteristik der Antenne im Frequenzbereich;

Erhöhen Sie die Widerstandsfähigkeit der Antenne gegen Hochfrequenzausfälle, indem Sie die Feldstärke im Hochfrequenzanschluss aufgrund einer Verringerung des SWR in der Stromleitung verringern, wenn die Antenne im Sendemodus arbeitet.

Versehen Sie die Antenne mit einem Anpassungsgerät, indem Sie die Reaktanz des Anpassungsgeräts ändern und dadurch das Betriebsfrequenzband der Antenne erweitern.

Bereitstellung einer einfachen Methode zum Abstimmen der Antenne in Abstimmung mit dem Feeder im Frequenzbereich;

Stellen Sie eine maximale Leistungsübertragung sicher, indem Sie die charakteristische Impedanz der Einspeisung anpassen.

Erhöhen Sie den potenziellen Leistungspegel in einer vorgewählten Einspeisung, indem Sie das SWR darin reduzieren.

Minimieren Sie Verluste im Speiser und reduzieren Sie dadurch die Erwärmung des Speisers bei der Stromübertragung durch ihn;

Minimieren Sie die Emission (den Empfang) elektromagnetischer Wellen durch die Zuleitung (die Außenseite des Außenleiters des Koaxialkabels);

Erstellen Sie eine Schlitzantenne, die sowohl als unabhängige Antenne als auch als Element eines Antennenarrays verwendet werden kann.

Erstellen Sie eine Antenne, die sich bequem an einem Rohr oder Gürtel eines Gittermastes montieren lässt.

Die Antenne ist kompakt; bei vertikaler Ausrichtung des Zylinders sendet sie horizontal polarisierte Wellen aus. Kann als strahlendes Element eines Antennenarrays dienen. Das Antennenarray aus Schlitzstrahlern kann sowohl direkt auf der Erdoberfläche als auch auf den Dächern hoher Gebäude installiert werden. Die glatten Konturen der Antennenoberfläche verhindern die Ansammlung von nassem Schnee und die Bildung von Eis. Aufgrund ihrer kreiszylindrischen Form weist die Antenne eine relativ geringe Windlast auf.

Durch den Einbau eines Radoms in die Antenne wird das Problem des Schutzes der geschlitzten zylindrischen Antenne gemäß dieser Erfindung vor dem Einfluss äußerer Betriebsfaktoren gelöst.

Die Lösung der oben genannten Probleme zeigt, dass eine neue zylindrische Schlitzantenne geschaffen wurde, die Leistungsmerkmale in einem breiten Frequenzbereich bietet.

Die Lösung des ersten dieser Probleme wurde dadurch erreicht, dass die vorgeschlagene zylindrische Schlitzantenne symmetrisch zur Mitte des Schlitzes angeregt wird.

Der Betriebsfrequenzbereich der vorgeschlagenen Antenne auf der Seite kürzerer Wellen wird durch Änderungen in der Form des Strahlungsmusters (DP) begrenzt. Verwenden Sie Schlitze mit einer solchen Länge, dass das Muster nur ein Maximum aufweist, das senkrecht zur Antennenachse ausgerichtet ist. Eine Verringerung der Wellenlänge bei konstanten Spaltabmessungen kann zum Auftreten von zwei von der Antennenachse abweichenden Maxima führen.

Die Vergrößerung der Wellenlänge wird durch eine Verringerung des Richtwirkungskoeffizienten (DA) begrenzt. Es erweist sich als bedeutsam, wenn der Durchmesser des Zylinders im freien Raum weniger als 0,12 Wellenlängen beträgt.

Die vorgeschlagene Antenne kann im angegebenen Frequenzbereich abgestimmt werden.

Die Lösung des Problems der Erzeugung eines kreisförmigen Strahlungsmusters in der Vektorebene ergibt sich aus der Tatsache, dass der Durchmesser des Zylinders viel kleiner ist als die Wellenlänge im freien Raum.

Die Lösung des dritten Problems, nämlich die Bereitstellung eines breiten Betriebsfrequenzbereichs mit sowohl schmalen als auch breiten Schlitzen, wurde durch Kompensation der Blindkomponente der Antenneneingangsimpedanz erreicht.

Die Lösung des Problems, eine einfache Methode zur Kompensation des Blindanteils der Antenneneingangsimpedanz im Frequenzbereich bereitzustellen, wird durch die Verwendung zweier in Reihe geschalteter Kondensatoren zur Kompensation erreicht.

Lösung des Problems: Minimierung der Emission (Empfang) elektromagnetischer Wellen durch den Speiser – erreicht durch rationelle Platzierung des Speisers auf der Oberfläche des Zylinders, Einführung der ersten leitenden Klemme in die Antenne und Gewährleistung des galvanischen Kontakts des Außenleiters mit dem Spannen Sie zunächst den gesamten Umfang am Austritt aus der Klammer ein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In Abb. 1a) zeigt eine geschlitzte zylindrische Antenne 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. In Abb. 1b) zeigt eine Vorderansicht einer geschlitzten Zylinderantenne, Abb. 1c) zeigt eine Draufsicht auf eine Schlitzzylinderantenne. In Abb. 1b) und Abb. 1c) Folgende Notation wurde eingeführt:

1 - zylindrische Schlitzantenne,

2 - zylindrischer Körper,

4 - erste Kante des Schlitzes,

5 - zweite Kante des Schlitzes,

7 - erste Klemme,

8 - zweite Klemme,

9 - passender Zylinder,

10 - passender Kabelabschnitt,

11 - Biegung des Speisers (bei der Wende vom vertikalen Abschnitt zum horizontalen Abschnitt in der Nähe des Schlitzerregungspunkts),

A – Anregungsbereich der Lücke.

In Abb. 2a) zeigt den Bereich A der Spaltanregung. In Abb. 2b) zeigt die Verbindung des Außenleiters der Einspeisung mit der ersten Klemme und dem ersten Rand des Schlitzes, die Vorrichtung zur Anpassung der Antenneneingangsimpedanz und deren Verbindung mit dem zweiten Rand des Schlitzes. In Abb. 2c) zeigt im Schnitt die Verbindung des Außenleiters der Einspeisung mit der zweiten Klemme und dem zweiten Schlitzrand, dem passenden Zylinder und dem passenden Kabelabschnitt. In Abb. 2b) und Abb. 2c) Folgende Notationen werden zusätzlich eingeführt:

12 - Zentralleiter des passenden Kabelabschnitts,

13 - Zentralleiter der Zuleitung,

14 - Außenleiter des Feeders.

In Abb. 3 zeigt das Ersatzschaltbild der Antenne; in Abb. 3 neue Bezeichnungen wurden eingeführt:

15 - Kapazität des Kondensators, der durch die Innenfläche des Anpasszylinders 9 und die Außenfläche des Außenleiters des Anpasskabelabschnitts 10 gebildet wird,

16 – Kapazität des Kondensators, der durch die Innenfläche des Außenleiters und den Mittelleiter des passenden Abschnitts des Kabels 10 gebildet wird,

17 - Induktivität aufgrund des Stromflusses entlang der Innen- und Außenflächen des Rohrs vom ersten Rand zum zweiten Rand des Schlitzes (ohne Kondensatoren 15 und 16),

18 - Realteil der Antenneneingangsimpedanz (vor dem Anschluss der Kondensatoren 15 und 16),

19 - bedingter Anschluss, der dem Punkt des galvanischen Kontakts des Außenleiters des Abzweigs durch die erste leitende Klemme mit Kante 4 entspricht,

20 - bedingter Anschluss, der dem Punkt am Eingang des Mittelleiters des passenden Kabelabschnitts entspricht,

21 - Punkt des galvanischen Kontakts des passenden Zylinders durch die leitende Klemme 2 mit der Kante 5 des Schlitzes 3.

In Abb. Abbildung 4 zeigt die experimentellen Abhängigkeiten des Real- und Imaginärteils des Eingangswiderstands und des SWR von der Frequenz der ersten und zweiten Proben einer geschlitzten zylindrischen Antenne; in Abb. 4 Notation eingeführt:

221 - Frequenzabhängigkeit des Realteils der Eingangsimpedanz der ersten Probe mit einem passenden Kabelabschnitt von 10,5 mm Länge,

222 - Abhängigkeit von der Frequenz des Imaginärteils des Eingangswiderstands der ersten Probe mit einem passenden Kabelabschnitt von 10,5 mm Länge,

223 - Abhängigkeit von der Frequenz der SWR-Antenne der ersten Probe mit einem passenden Kabelabschnitt von 10,5 mm Länge,

231 - Abhängigkeit von der Frequenz des Realteils des Eingangswiderstands der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 11,5 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 20,5 mm Länge,

232 - Abhängigkeit von der Frequenz des Imaginärteils des Eingangswiderstands der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 11,5 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 20,5 mm Länge,

233 - Frequenzabhängigkeit der SWR-Antenne der zweiten Probe der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 11,5 mm Länge und einem passenden Kabelsegment von 20,5 mm Länge,

241 - Abhängigkeit von der Frequenz des Realteils des Eingangswiderstands der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 7 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 24 mm Länge,

242 - Abhängigkeit von der Frequenz des Imaginärteils des Eingangswiderstands der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 7 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 24 mm Länge,

243 - Frequenzabhängigkeit der SWR-Antenne der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 7 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 24 mm Länge,

251 - Frequenzabhängigkeit des Realteils des Eingangswiderstands der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 5 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 30 mm Länge,

252 - Abhängigkeit von der Frequenz des Imaginärteils des Eingangswiderstands der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 5 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 30 mm Länge,

253 - Frequenzabhängigkeit der SWR-Antenne der zweiten Probe mit einem passenden Zylinder von 5 mm Länge und einem passenden Kabelabschnitt von 30 mm Länge,

In Abb. Abbildung 5 zeigt Beispiele für die Verteilung der elektrischen Feldstärke entlang der Übertragungsleitung 26, bei der es sich um einen Längsschlitz auf dem Zylinder handelt, und entlang der Zweidrahtleitung, die zur Erregung dieser Übertragungsleitung verwendet wird: a) Die Frequenz des Generators beträgt kleiner als die kritische Frequenz der Hauptwelle der Schlitzlinie auf dem Kreiszylinder, b) die Frequenz des Generators ungefähr gleich der kritischen Frequenz der Hauptwelle der Schlitzlinie auf einem Kreiszylinder, c) die Frequenz des Generator ist größer als die kritische Frequenz der Hauptwelle der Schlitzlinie auf einem Kreiszylinder.

In Abb. 5 werden folgende Notationen eingeführt:

27 - konzentrierte Spannungsquelle,

28 - Zweidraht-Übertragungsleitung,

29 - Vektoren der elektrischen Feldstärke.

In Abb. Abbildung 6 zeigt die Struktur des elektrischen Feldes zu einem bestimmten Zeitpunkt im Innen- und Außenbereich der Schlitzzylinderantenne in einem Schnitt senkrecht zur Antennenachse. In Abb. 6 werden folgende Bezeichnungen eingeführt: 30 - elektrische Feldlinien.

In Abb. 7 zeigt ein Beispiel für die Verwendung der zylindrischen Schlitzantenne der vorliegenden Erfindung als Element eines Antennenarrays.

Ausführung der Erfindung

Bezugnehmend auf FIG. Fig. 1b zeigt eine Schlitzantenne 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Antenne besteht aus einem zylindrischen Körper 2 mit einem Schlitz 3 mit einer ersten Kante 4 und einer zweiten Kante 5, einer Einspeisung 6, einer ersten leitenden Klemme 7, einer zweiten leitenden Klemme 8, einem passenden Zylinder 9, einem passenden Abschnitt des Kabels 10 und Befestigungselemente.

Der zylindrische Körper 2 besteht aus einem leitfähigen Material wie beispielsweise Messing, einer Aluminiumlegierung, Stahl oder einem anderen Metall oder einer Metalllegierung mit guter Leitfähigkeit. Ein zylindrischer Körper mit 2 im Querschnitt hat die Form eines Kreises. Der Querschnitt des Körpers kann die Form eines Quadrats, eines Rechtecks, einer Ellipse oder eines anderen gekrümmten Profils haben.

Der Schlitz 3 wird durch Fräsen, Laserschneiden oder einen anderen mechanischen Vorgang über die gesamte Tiefe der Körperwand in den zylindrischen Körper 2 eingebracht, um die erste Kante 4 und die zweite Kante 5 parallel zur Längsachse des zylindrischen Körpers zu bilden.

Als Zuleitung 6 kann ein serielles Koaxialkabel verwendet werden. Der Übersichtlichkeit halber ist der passende Zylinder 9 als Segment eines Kreiszylinders dargestellt.

Der Übersichtlichkeit halber ist der passende Abschnitt des Kabels 10 als kurzer Abschnitt einer Koaxialleitung dargestellt. Der passende Abschnitt des Kabels 10 befindet sich teilweise innerhalb des passenden Zylinders 9 und teilweise außerhalb von 9.

Der passende Zylinder 9, die Klemmen 7 und 8 bestehen aus gut leitendem Material, beispielsweise Messing oder einer Aluminiumlegierung. Um die Lötbarkeit zu gewährleisten, werden sie beispielsweise mit einer Zinn-Wismut-Legierung beschichtet.

Das dem Schlitz gegenüberliegende Ende des passenden Kabelabschnitts 10 ist offen und mit nichts verbunden. Der Mittelleiter 11 des passenden Kabelabschnitts 10 tritt aus dem passenden Zylinder 9 aus und reicht bis zur Mitte des Schlitzes 3.

Die oben genannten Geräte und Teile sind relativ zueinander angeordnet und wie folgt miteinander verbunden.

Die erste Klemme 7 ist unter Bildung eines galvanischen Kontakts an der ersten Kante 4 des Schlitzes befestigt, die zweite Klemme 8 ist unter Bildung eines galvanischen Kontakts an der zweiten Kante 5 des Schlitzes befestigt, die Zuleitung 6 an der Oberfläche des Zylinders 2 wird entlang einer geraden Linie diametral entgegengesetzt zur Längsachse des Schlitzes mit einer Biegung 13 in der Nähe des Erregungspunktes des Schlitzes befestigt und dann durch die erste Klemme 7 unter Bildung eines galvanischen Kontakts durch den Außenleiter 14 verlegt Beim Einspeisen mit der ersten Klemme 7 wird der passende Kabelabschnitt 10 in den passenden Zylinder gelegt, der von der zweiten Klemme abgedeckt wird, der Mittelleiter 12 des Einspeisers wird mit dem Mittelleiter 11 des passenden Kabelabschnitts galvanisch verbunden.

Das zweite Ende der Zuleitung 6 ist in einem Hochfrequenzstecker installiert. In diesem Fall wird als passender Abschnitt des Kabels 10 entweder ein Abschnitt eines Standard-Koaxialkabels oder ein Abschnitt einer speziellen Übertragungsleitung verwendet, bestehend aus einem Außenleiter in Form eines Rohrs, einem Mittelleiter in Form von ein Stab oder Rohr und ein dazwischen befindlicher dielektrischer Hohlzylinder.

Zur Befestigung des Speisers 6 am zylindrischen Körper 2 können standardisierte Klammern, Schrauben und Muttern verwendet werden.

Funktionsprinzip der Antenne

Die Antenne funktioniert wie folgt. Elektromagnetische Schwingungen in der Antenne werden durch das Anlegen einer Potentialdifferenz an zwei einander gegenüberliegenden Punkten 19 und 20 an den ersten 4 und zweiten 5 Kanten des Schlitzes 3 angeregt. Um die Antenne effektiv anzuregen, muss der Durchmesser der Rohr 2 muss so gewählt werden, dass die Generatorfrequenz höher ist als die kritische Frequenz der Hauptwelle H 00 Schlitzleitung auf einem zylindrischen Hohlleiter. Um diesen Punkt zu veranschaulichen, wurden drei in Abb. 1 dargestellte Situationen (unter Verwendung einer rigorosen Lösung des Randwertproblems der Elektrodynamik) unter Verwendung eines Modellproblems betrachtet. 5.

In Abb. Fig. 5 zeigt eine Schlitzleitung auf einem Rundhohlleiter, in Reihe geschaltet mit einer Zweidrahtleitung, an deren Ende ein Spannungsgenerator angeschlossen ist. In Abb. Abbildung 5 zeigt Beispiele für die Verteilung der elektrischen Feldstärke entlang der Übertragungsleitung für die folgenden Fälle: a) die Generatorfrequenz ist kleiner als die kritische Frequenz der Hauptwelle der Schlitzleitung auf einem kreisförmigen Zylinder, b) die Generatorfrequenz ist ungefähr gleich der kritischen Frequenz der Hauptwelle der Schlitzlinie auf einem Kreiszylinder, c) die Generatorfrequenz größer ist als die kritische Frequenz der Grundwelle der Schlitzlinie auf einem Kreiszylinder. In Abb. In 5 ist die elektrische Feldstärke proportional zur Länge des Vektors. Wie aus Abb. ersichtlich ist. 5, im Fall a) wird die elektromagnetische Welle praktisch vom Eingang zur Übertragungsleitung reflektiert. Die Welle dringt bis zu einer Tiefe in die Schlitzlinie ein, die für die Länge des Willens vernachlässigbar klein ist. Im Fall b) stellt sich in der geschlitzten zylindrischen Übertragungsleitung eine exponentiell abnehmende Feldverteilung ein. Im Fall c) entsteht eine stehende Welle in einer geschlitzten zylindrischen Übertragungsleitung. In diesem Fall ist die Länge der stehenden Welle in der Schlitzübertragungsleitung größer als die Länge der stehenden Welle in der Zweidraht-Übertragungsleitung.

Vorzugsweise wird ein Rohrdurchmesser von 0,14 Wellenlängen im freien Raum gewählt. Es empfiehlt sich, die Spaltlänge nahe der halben Wellenlänge der Hauptwelle H 00 der Schlitzlinie auf einem zylindrischen Wellenleiter zu wählen

Die Breite des Spaltes 3 überschreitet nicht ein Dreißigstel der Wellenlänge. Daher kann die Ungleichmäßigkeit der Stromverteilung auf dem Mittelleiter des Kabels innerhalb des Schlitzes 3 praktisch vernachlässigt werden. Dadurch wird das unsymmetrische Koaxialkabel so in den Anregungsbereich der Antenne eingeführt, dass es weder die physikalische noch die elektrische Symmetrie der Antenne verletzt. Die zwischen dem Außenleiter der Zuleitung 6 und dem Gehäuse 2 im Bereich von der Biegung der Zuleitung bis zur Nut auftretenden Verschiebungsströme sind gering, da der Außenleiter der Zuleitung 6 und das Gehäuse 2 galvanischen Kontakt miteinander haben einander durch die erste leitende Klemme 7. Der galvanische Kontakt des Außenleiters der Zuleitung 6 und des Gehäuses 2 führt dazu, dass die elektrische Feldstärke an der Verbindungsstelle gleich Null ist. In einem Abschnitt der Zuleitung, der entlang einer geraden Linie diametral gegenüber der Achse des Schlitzes liegt, werden Verschiebungsströme zwischen dem Außenleiter der Zuleitung 6 und dem Gehäuse 2 nicht angeregt, da in diesem Abschnitt der Strecke das Potential Null ist. Daher kann die potentielle Strahlung aus dem Spalt, der zwischen dem Außenleiter der Zuleitung 6 und dem Gehäuse 2 entsteht, vernachlässigt werden. Dadurch werden der Antenneneffekt der Zuleitung und die damit verbundenen unvorhersehbaren Verzerrungen des Antennenstrahlungsmusters, Änderungen der Antenneneingangsimpedanz und kreuzpolarisierte Feldstrahlung eliminiert. Unter Verwendung einer strengen Lösung der Maxwell-Gleichungen unter gegebenen idealen Randbedingungen wurden die elektrischen Feldlinien mit der Zeitmethode zu verschiedenen Zeiten während einer Periode der Generatorspannungsschwankungen berechnet. Feldlinien zu einem bestimmten Zeitpunkt sind in Abb. dargestellt. 6. Um die Bezeichnung von Antennenelementen durch Nummern zu erleichtern, wurde der Zeitpunkt gewählt, zu dem die elektrische Feldstärke in unmittelbarer Nähe des Schlitzes gering ist, sodass in dieser Umgebung in Abb. 6 keine Kraftlinien vorhanden sind. Weit entfernt vom Spalt sind bereits gebildete Feldwirbel zu beobachten, dargestellt durch Kraftlinien, die nicht durch Ladungen an den Wänden des Zylinders gestützt werden. In der Zwischenzone beginnen die Kraftlinien in der dargestellten Zeichnung in der unteren Hälfte des Zylinders und enden im oberen Teil des Zylinders. An dem Punkt gegenüber der Mitte des Spalts nimmt die Kraftlinie ihren Weg nicht ein und beendet ihn nicht, da das Potential an diesem Punkt Null ist. Dieser Punkt ist der Grenzpunkt zwischen der unteren und oberen Zylinderhälfte. Nach obiger Regel sollte die Kraftlinie hier ihren Weg beginnen und enden. Dies erweist sich jedoch als unmöglich, denn Die Vektoren der elektrischen Feldstärke, die den unteren und oberen Teil der Feldlinie tangieren, sind an diesem Punkt einander entgegengesetzt und heben sich daher gegenseitig auf. Aus diesem Grund erweist sich die Nähe der Linie gegenüber der Schlitzachse als günstig für die Verlegung einer Zuleitung entlang dieser Leitung, um den Antenneneffekt der Zuleitung zu minimieren.

Das obige Antennendesign ermöglicht eine bequeme Anpassung der Ausrichtung der Antenne an der Zuleitung. Betrachten wir dies genauer, indem wir uns auf die äquivalente Antennenschaltung in Abb. 1 beziehen. 3. In ABB. In 3 bezeichnet die Zahl 15 den ersten Kondensator mit der Kapazität C 1, der durch die Innenfläche des Anpasszylinders 9 und die Außenfläche des Außenleiters des Anpasskabelabschnitts 10 gebildet wird. In diesem Fall spielt der Kabelmantel die Rolle ein Dielektrikum. Die Zahl 16 bezeichnet den zweiten Kondensator mit der Kapazität C 2, gebildet durch die Innenfläche des Außenleiters und die Oberfläche des Mittelleiters des Anpassabschnitts des Kabels 10. Die Zahl 17 bezeichnet die Induktivität L, die durch den Stromfluss entsteht entlang der Innen- und Außenflächen des Rohrs vom ersten Rand 4 bis zum zweiten Rand 5 des Schlitzes. Die Zahl 18 gibt den Widerstand R an, der auf die Strahlungsverluste der Antenne zurückzuführen ist. Klemme 19 entspricht dem Punkt des galvanischen Kontakts des Außenleiters des Abzweigs durch die erste leitende Klemme mit Kante 4. Klemme 20 entspricht dem Punkt am Eingang des Mittelleiters des passenden Kabelabschnitts. Die Zahl 21 gibt den Punkt des galvanischen Kontakts des passenden Zylinders durch die leitende Klammer 8 mit der Kante 5 des Schlitzes 3 an.

Zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 15 und 16 haben eine äquivalente Kapazität C 3:

Der Eingangswiderstand an den Klemmen 19, 20 Zin ist aufgrund der Reihenschaltung einer Ersatzkapazität C 3 und einer Kette aus parallel geschalteten Widerständen R und Induktivitäten L bei einer Frequenz gleich:

Bei der Resonanzfrequenz ist der Imaginärteil des Eingangswiderstands Null, d. h.

Indem wir den Faktor im Nenner in eckigen Klammern in (2) durch seinen Wert aus (3) ersetzen, erhalten wir den Eingangswert bei der Resonanzfrequenz:

Eine ideale Anpassung an die Zuleitung wird erreicht, wenn die Eingangsimpedanz der Antenne gleich der charakteristischen Impedanz der Zuleitung ist. Bei gegebenem L und R erfolgt die Anpassung nach Vereinbarung durch Auswahl des Wertes der äquivalenten Kapazität C 3 .

Im Grenzfall, wenn kein passender Zylinder (C 1 ) vorhanden ist, ist die Ersatzkapazität C 3 gleich der Kapazität C 2 – der Kapazität des passenden Kabelabschnitts. Um die Antenne an die Speiseleitung anzupassen, ist normalerweise ein kleiner Wert von C 2 erforderlich. Bei Arbeiten im Meter- und Dezimeter-Wellenlängenbereich ist manchmal ein passendes Segment mit einer Länge von maximal zehn Millimetern erforderlich. Kleine absolute Längenänderungen eines Kabelabschnitts führen zu relativ großen relativen Änderungen des C2-Wertes. Daher ist es beim genauen Abstimmen der Antenne auf die Betriebsfrequenz erforderlich, die Länge des Anpassungssegments um Bruchteile eines Millimeters zu ändern. Die Notwendigkeit, die Länge des passenden Kabelsegments mit einer Genauigkeit von Bruchteilen eines Millimeters auszuwählen, erschwert die Abstimmung der Antenne.

Ganz anders verhält es sich, wenn es sich um zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren handelt: Kapazität C1 und Kapazität C2. Es ist bekannt, dass wir durch die Reihenschaltung zweier Kondensatoren einen äquivalenten Kondensator erhalten, dessen Kapazität geringer ist als die Kapazität jedes einzelnen Kondensators. Wenn wir nun bei einem festen Wert von C 1 die Kapazität C 2 innerhalb großer Grenzen ändern, erhalten wir Änderungen im Wert der äquivalenten Kapazität innerhalb kleiner Grenzen.

Die anfängliche Länge des passenden Kabelabschnitts sollte natürlich größer sein als in dem Fall, in dem dieser andere Kondensator nicht vorhanden ist. Dadurch ist die Längenänderung des passenden Kabelabschnitts nun in relativen Einheiten größer und die Einstellung genauer.

Diese. Das Abstimmen der Antenne auf die Betriebsfrequenz durch Längenänderung des passenden Kabelabschnitts, beispielsweise durch Abschneiden, bereitet keine Schwierigkeiten, denn Längenänderungen werden in Millimetern gemessen.

Die Antenne hat den folgenden Vorteil, nämlich dass mit der Einführung eines Anpassungszylinders in die Antenne die elektrische Festigkeit der Antenne steigt. Die höchste elektrische Feldstärke tritt bei erregter Antenne im Anpassungsabschnitt des Kabels auf. Bei einer Antenne mit Anpasszylinder wird nun die Potentialdifferenz zwischen Mittelleiter und Rohrrand auf zwei Kondensatoren verteilt, von denen der erste durch den Mittelleiter und der Außenleiter des Kabels gebildet wird, der zweite Kondensator gebildet durch den Außenleiter des Kabels und den passenden Zylinder. Die Summe der Spannungsabfälle an diesen beiden Kondensatoren entspricht der Potentialdifferenz zwischen dem Mittelleiter und dem Rand. Diese. Die Spannung an jedem Kondensator ist geringer als die Gesamtspannung, was die elektrische Festigkeit der Antenne erhöht.

Es wurden zwei Muster einer geschlitzten zylindrischen Antenne hergestellt. Das erste Muster enthielt einen leitenden Zylinder mit Längsschlitz, eine Einspeisung und einen passenden Kabelabschnitt. Die erste Probe hatte keinen passenden Zylinder, keine erste leitende Klemme und keine zweite leitende Klemme. Der Außenleiter des passenden Zuleiters hatte galvanischen Kontakt direkt mit Kante 4. Das zweite Muster unterscheidet sich vom ersten dadurch, dass es zusätzlich einen passenden Zylinder, eine erste leitfähige Klemme und eine zweite leitfähige Klemme enthält. Das zweite Beispiel verwendet einen passenden Kabelabschnitt, der länger ist als das erste Beispiel. Im zweiten Beispiel wird der passende Kabelabschnitt innerhalb des passenden Zylinders verlegt und außerhalb desselben weitergeführt. Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung des zweiten Beispiels, das der vorliegenden Erfindung entspricht. Bei der Beschreibung des Antennenbeispiels beziehen wir uns auf die Notation von Abb. 1 und Abb. 2.

Die Antennenprobe besteht aus einem zylindrischen Körper 2 mit einem Schlitz 3 mit einer ersten Kante 4 und einer zweiten Kante 5, einer Zuleitung 6, einem passenden Kabelabschnitt 10, einem passenden Zylinder 9, einer ersten Klemme 7 und einer zweiten Klemme 8. und Verbindungselemente.

Gehäuse 2, 720 mm lang und 130 mm im Durchmesser, besteht aus verzinntem Blech mit einer Dicke von 0,3 mm. Der Querschnitt des Körpers hat die Form eines Kreises. In den Körper ist ein Schlitz 3 mit einer Länge von 640 mm und einer Breite von 30 mm geschnitten, um die erste Kante 4 und die zweite Kante 5 parallel zur Längsachse des zylindrischen Körpers zu bilden.

Als Zuleitung 6 wurde das serielle Koaxialkabel RK-50-2-11 verwendet.

Der passende Abschnitt der Einspeisung 10 besteht aus einem kurzen Abschnitt des Koaxialkabels RK-50-2-11. Der Abschnitt 10 des Koaxialkabels befindet sich im Inneren des passenden Zylinders 9.

Der passende Zylinder 9 besteht aus einem Messingrohr mit einem Innendurchmesser von 4 mm. In diesem Fall wurden Messungen bei drei Rohrlängen durchgeführt: 11,5 mm; 7 mm; 5 mm.

Das dem Schlitz gegenüberliegende Ende des passenden Kabelabschnitts 10 ist offen und mit nichts verbunden. Der Mittelleiter 11 des Anpassabschnitts 10 der Koaxialleitung tritt aus dem Anpasszylinder 9 aus und reicht bis zur Mitte des Schlitzes 3.

Die Einspeisung 6 wird auf der Oberfläche des Zylinders entlang einer geraden Linie, diametral gegenüber der Längsachse des Schlitzes, befestigt, in der Nähe des Antennenerregungspunkts gebogen, in die erste Klemme 7 gelegt und dann oberhalb des Schlitzes 3 verlegt innerhalb des passenden Zylinders 9 und setzt sich dann außerhalb des Zylinders 9 fort. Die äußere Isolierung des Speisers wird entlang der Länge des Schlitzes geschnitten und entfernt. Der Außenleiter (Geflecht) wird am Eingang der zweiten Klemme 8 am Umfang abgeschnitten, das Geflecht zum Rand hin gekämmt 4. Das gekämmte Geflecht wird gleichmäßig über den Kreis verteilt und mit der Klemme 7 verlötet. Somit entsteht der Außenleiter Der Einspeiser 6 ist über die Klemme 7 galvanisch mit der ersten Kante der Schlitze 4 verbunden, und der Mittelleiter 12 des Einspeisers 6 ist mit dem Mittelleiter 11 des passenden Abschnitts des Kabels 10 verbunden. Das zweite Ende des Koaxial-Einspeisers 6 ist eingebettet in einen Hochfrequenzstecker.

Zur Befestigung des Einspeisers 6 am Gehäuse 2 werden standardisierte Klammern, Schrauben und Muttern verwendet.

Die Werte der realen ReZ- und imaginären ImZ-Teile der Eingangsimpedanz der Prototypantenne und der Antenne der vorliegenden Erfindung im an Proben gemessenen Frequenzbereich sind in Form von Diagrammen in Abb. dargestellt. 4a).

Die Abhängigkeiten des SWR von der Frequenz, die an den ersten und zweiten Antennenproben gemessen wurden, sind in Form von Diagrammen in Abb. dargestellt. 4b). Diagramm 22 entspricht dem ersten Antennenbeispiel. In diesem Fall beträgt die Länge des passenden Kabelabschnitts 10,5 mm. Die Diagramme 23, 24 und 25 entsprechen der zweiten Antennenprobe mit einer passenden Zylinderlänge von 11,5 mm, 7 mm bzw. 5 mm. In diesem Fall beträgt die Länge des passenden Kabelabschnitts 20,5 mm, 24 mm bzw. 30 mm.

Beim Abstimmen der ersten Antennenprobe auf die Resonanzfrequenz wurde die Länge des Anpasskabelabschnitts in Schritten von 0,25 mm geändert. Eine Änderung der Länge des Anpasssegments um 0,25 mm führte zu einer Änderung der Resonanzfrequenz um 0,5 MHz. Beim Abstimmen der zweiten Antennenprobe auf die Resonanzfrequenz wurde die Länge des Anpasskabelabschnitts in Schritten von 2 mm geändert. Eine Änderung der Länge des Anpasssegments um 2 mm führte zu einer Änderung der Resonanzfrequenz um 0,5 MHz. Wie aus der Betrachtung der Diagramme in Abb. ersichtlich ist. Wie aus 4 hervorgeht, weist eine Antenne, die bei unterschiedlichen Verhältnissen der Länge des Anpasszylinders und der Länge des Anpasskabelabschnitts auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt ist, nahezu die gleiche Abhängigkeit des SWR von der Frequenz auf. Vorteilhafter ist die Verwendung eines passenden Zylinders mit kürzerer Länge.

Tatsächlich kann das Inkrement DC 2 der äquivalenten Kapazität C 3 aus der Beziehung ermittelt werden:

Aus dieser Beziehung folgt: Je kleiner die Kapazität des Anpasszylinders C 1 (je kürzer die Länge des Anpasszylinders), desto weniger ändert sich die äquivalente Kapazität bei gleichen Inkrementen der Kapazität C 2 (Inkrement der Länge des Anpasskabels). Abschnitt). In diesem Fall besteht die Möglichkeit, längere passende Kabelabschnitte zu verwenden.

Mit längeren passenden Kabelabschnitten ist es bequemer, die Antenne abzustimmen, weil Sie können ein herkömmliches Kabelschneidewerkzeug verwenden.

Messungen der Polarisationseigenschaften der Antenne ergaben, dass die Antenne eine lineare Polarisation aufweist. An der Antenne durchgeführte Messungen zeigen, dass die Antenne frei von Feeder-Antenneneffekten ist.

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung kann als eigenständige Antenne, als Elemente komplexerer Antennen, strahlende Elemente von Antennenarrays, Speisungen von Spiegel- und Linsenantennen verwendet werden.

Die Antenne kann entweder als eigenständige Antenne oder als Element eines linearen Antennenarrays verwendet werden.

Die vorgeschlagene Breitband-Dipolantenne erweist sich in allen Fällen als nützlich, in denen entweder eine unabhängige Schlitzantenne oder ein strahlendes (empfangendes) Element einer komplexeren Antennenvorrichtung oder eines Antennensystems erforderlich ist, von denen geringe Verluste in der Zuleitung, hohe Antenneneffizienz, und ein geringes Maß an Kreuzpolarisationsstrahlung erforderlich.

BEANSPRUCHEN

1. Eine zylindrische Schlitzantenne, die einen leitfähigen zylindrischen Körper enthält, in den ein Längsschlitz mit ersten und zweiten Kanten eingebracht ist, und eine Einspeisung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Klemme enthält, die an der ersten Kante des Schlitzes befestigt ist, um einen galvanischen Kontakt zu bilden, a zweite Klemme an der zweiten Kante des Schlitzes unter Bildung eines galvanischen Kontakts befestigt, der passende Zylinder und der passende Kabelabschnitt, der passende Zylinder wird an der zweiten Kante des Schlitzes befestigt und durch die zweite Klemme wird der passende Kabelabschnitt verlegt An der zweiten Kante des Schlitzes installiert und durch den passenden Zylinder verlegt, wird der Speiser auf der Oberfläche des Zylinders entlang einer geraden Linie befestigt, die der Längsachse des Schlitzes diametral gegenüberliegt, mit einer Biegung zum Schlitz in der Nähe der Spitze Erregung des Schlitzes und Verlegen durch die erste Klemme unter Bildung eines galvanischen Kontakts des Außenleiters des Abzweigs mit der ersten Klemme, wobei der Zentralleiter des Abzweigs galvanisch mit dem Zentralleiter des passenden Kabelabschnitts verbunden wird.

2. Schlitzzylinderantenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpasszylinder in Form eines kreisförmigen leitenden Zylinders ausgeführt ist.