Вертикальная широкополосная антенна

 

СОЮЗ С;>Г>Г Т» >1х

СОЦ> À П ИС Т >1 > Г C K i1X

ГГ СГ>УГ ПИК (51}5 Н 01 Q 9/18

ГОСУДАГ СT UE II>tt>>й >ОМИТЕТ (lO ИЗОГ)Г Е t E НИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

f1F .1 Г К Н Т С С < Р

1

I:К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И (21) 4727554/09 (2?) 07.08.89 (46) 23.01,92,Бюл. N. 3 (721 С.Г1.Анисимов, Б.M.ËåâèH, А.Ф.Яковлев и А Д.ЯКОвлев (53) 62 1.396.676 (088.8) (56) Заяг>ка Г

Г+ 3242272. кл Н 01 О 13/08. 1984.

y54I ВЕР ИКАЛЬНАЯ ШИРОКОПОЛОСНАЯ " НТ> >- НА

7; .", F,рЕ.,t .;.,1TCÿ к р,>д О;ЕхникЕ, э им > Q r э е»: —.с, те:kdvе. Цепль изобрете.>1я — 1;.; ..рс,к-.>,»е всенапраьленной д Гагээм> нзпрэьл»ости с ги >Рйнои по л ч I >Çи >>г. и B Гори зс н тдльной плОскости, З-Л.-г-- ичк КОй Г>С>Г я-, ЗацИИ ИэлуЧЕНИЯ В ь .;, . эльно>. нэпСа. ении и yeti н .е,>е

Гэг г> итр ы! v> = м . > ь. Bc".Г>тик альная Jlиро копрлослэя 3H,å íà содержит симметричны.. ки. р;: "р, г" чи которого выпслне»ы иэ

Г ГC,,lt 1Х >> "ЭСТ >Ч СЭ > LИД>> ° > >t ОСИМЫ,, с! Е» > ых Ь ОД>»>м и О> > >v Hht Рэь лен ии в

Изобретение относится к антенной тех-. н хе, а именно к широкополосным антеннам радиосвязи подвижных обьектоь

Известны сил1метричные широкополосные антенны радиосвязи, выполненные в виде биконического вибратора, а также в видЕ ксмбинации лОгОпЕриОдичЕСкой антенны и диполя, Такие антенны обеспечивают радиосвязь в гори, зонтальном направлении,,но слабо излучают в зенит, причем сигнал в

Б0, 1707667 А1 спираль вокруг общей вертикальной оси, причем одна спираль повернута относительно другой на 180О, металлический короб, установленный симметрично относительно горизонтальной оси вибратора, между его плеч, внутри которого размещен питающий фидер. Свертывание саблевидных пластин в спираль позволяет расширить в сторону верхних час>от рабочий диапазон, в котором диэ> рэмл а направленности в горизонтальной плоскости остается круговой. а также увеличить излучение в вертикальном напрэв.;ении и получить в этом направлении эллиптическую

nc> »ðèçàöè>0, Взаимный поворот спиралей на 180 улучшает равномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Наличие металлического короба улучшает согласование в диапазоне частот

Изобретение может использоваться в с«стемэх связи для устан вки на Г>оде»явных обьектах. 5 ил. зенитном HB>lpBBëeíèè имеет лине 3Hую, а не.ребующуюся круговую поляризацию.

Известны также широкополосные антенны в виде двухзаходных логарифм >ческих спиралей, расположенных нэ конусе.

Эти антенны обеспечивают излучен >å в зенит электромагнитного поля с круговой поляризацией, но при этом слабо излучают вдоль горизонта.

Известна вертикальная широкополосная антенна. содержащая симметричный вибратор, плечи которого выполнены из

1707667

55 проводящих пластин саблевидной формы и подключены к питающему фидеру, Плавное расширение каждой пластины от точки подключения к фидеру позволяет получить высокий уровень согласования в широком диапазоне частот.

Иедостатком известной антенны является направленное излучение в горизонтальной плоскости в верхней части частотного диапазона (не круговая диаграмма направленности).

Другой недостаток этой антенны — отсутствие эллиптической поляризации излучения в вертикальном (зенитном) направлении, что не позволяет, например, обеспечить космическую радиосвязь (у известной антенны это поле имеет линейную поляризацию).

Цель изобретения — формирование всенаправленной диаграммы направленности с линейной поляризацией в горизонтальной плоскости, эллиптической поляризации излучения в вертикальном направлении и уменьшение габаритных размеров — достигается тем, что в вертикальной широкополосной антенне, содержащей симметричный вибратор, плечи которого выполнены иэ проводящих пластин саблевидной формы и подключены к питающему фидеру, согласно изобретению каждая пластина саблевидной формы све",íóòç в одном и том же найравлении в спираль вокруг общей вертикальной оси, при ем одна спираль повернута относительно другой нз

1800, и введен металлический короб, установленный симметрично относительно горизонтальной оси вибратора между его плеч, а питающий фидер раэме цен внутри плоского металлического короба, На фиг. 1 представлена схема известной антенны; на фиг.2- схема предлагаемой вертикальной широкополосной антенны, на фиг, 3 — диаграммы направленности обеих антенн в горизонтальной плоскости, на фиг.

4 — то же, в вертикальной плоскости; на фиг.

5 — поляризационная характеристика поля, излученного предлагаемой антенной в зенит.

Верхнее 1 и нижнее 2 плечи известной антенны (фиг. 1) выполнены из одинаковых проводящих пластин саблевидной формы.

Острые концы пластин Э и 4 подключены к проводам 5 и 6 двухпроводного фидера.

В предлагаемой антенне (фиг, 2) верхнее 1 и нижнее 2 плечо вибратора в отличие от известной антенны свернуты вокруг общей вертикальной оси антенны 2(фиг, 2, вид сверху). Обе спирали имеют одно и то же направление разворота, так как нижнее плечо 2 выполнено как зеркальное иэобра5

45 жение верхнего (1). При этом нижнее плечо повернуто относительно верхнего вокруг оси 2 на 1800. Между плечами вибратора расположен плоский металлический короб

7, установленный симметрично относительно горизонтальной оси вибратора. предотвращающий изменения емкости между плечами и ухудшение согласования антенны с фидером.

Эти явления могут возникнуть при укаэанном повороте так как в этом случае изменяется расстояние между точками. расположенными на соседних краях плеч (точки 8 и 9 на фиг. 1и 2). Однако при наличии горизонтального металлического короба 7 названные точки одинаково удалены от последнего и в результате закон изменения волнового сопротивления антенны вдоль оси у не нарушается. т.е. предлагаемая антенна имеет такой же высокий уровень согласования, как и известная. Чтобы не ухудшить резко уровень согласования антенны с кабелем, максимальный ее радиус должен составлять не менее 10-15 от ее высоты. Ширина металлического короба должна быть не меньше диаметра антенны.

Электрические характеристики антенны, приведенные на фиг. 3-5, получены экспериментально и соответствуют антеннам длиной 1 м Координаты у и z точек, расположенных на внешнем контуре известной антенны, представлены в табл. 1, Координаты р l1 р точек, расположенных на проекции заявляемой антенны на плоскости ХОУ, приведены в табл. 2.

Диаграммы направленности предложенной антенны в горизонтальной (фиг. 3) и вертикальной (фиг. 4) плоскостях приведены сплошной линией, известной антенны — пунктиром. Как видно иэ фиг. Э, диаграммы направленности известной антенны — лишь на частоте 100 МГц близка к круговой, на частоте 200 МГц существенно искам ается, а на более высоких частотах имеет однонаправленный характер. У предложенной антенны диаграмма близка к круговой во всем диапазоне.

Поляризационная характеристика заявляемой антенны (фиг. 5) показывает. что антенна имеет эллиптическую поляризацию излучения.

Положительный эффект от использования заявляемой антенны заключается в том, что она может заменить три излучателя: два излучателя для радиосвязи вдоль поверхности земли (например. между судами) в диапазонах 100-300 и 300-600 МГц, и третий излучатель для радиосвязи под большими углами к оризонту (например, между суд1707667

Формулз . эобретения

Вертикальная широкополосная антенна. содержащая симметричный вибратор, Таблица 1

20 у, мм 0 102 170 238 307 342 410 478 510 545 580 600 615

zi,мм 0 1,37 3,4 17 41 102 !98

z2,мм 0 75 133 205 324 445 500 478 416 293 198

Таблица 2

0 45 90 135 180 225 270 315 350 405 450 495 540 585 р, град мм 0 8 16 23 31 38 46 54 62 70 77 85 92 100 ном и летательным аппаратом или спутником).

Кроме того, достоинством заявляемой антенны являются ее малые поперечные размеры. Как видно иэ табл. 1 и 2, диаметр предложенной антенны 0,2 м, т.е, в три с лишним разя меньше ширины известной (0,615 м).

Благодаря высоким электрическим характеристикам и малым поперечным размерам антенна может найти широкое применение на судах в качестве многоцелевой антенны СВЧ- 4 диапазона для радиосвязи с други. и судами, самолетами и спутниками. плечи которого выполнены из проводящ ; . пластин саблевидной формы и под> лючень к питающему фидеру, о т л и ч а ю ш, а я с я тем, что, с целью формирования всенаправленной диаграммы направленности с ли5 нейной поляризацией в горизонтальной плоскости эллиптической поляризации излучения в вертикальном направлении и уменьшения габаритных размеров, каждая пластина саблевидной формы свернута в од10 ном и том же направлени в спираль вокруг общей вертикальной оси причем одна спираль повернута относительно другой на

180О. и введен плоский металлический короб, установленный симметрично относи15 тельно горизонтальной оси вибратора между его плеч, а питающий фидер размещен внутри nnocvoro мегаллического короба, 1707667

1707667 /г

О го /а 00 Ф

<Г

100 о sо ео

;р =ЗООи ц

2УО

Я о

= 00prÃ

=500m/g

18о

Г

27а /о /ко га Лд

Юд Яд гв

80 2Ы

/оо 2О

Zо 2 .

8 0 @g EO

/Е у р о coУ 1Юлг/ аю /го /Ы

1707567 о . gggnr< у- г гг г.4

l ц

i ° гс

Составитель С.Анисимов

Техред М,Моргентал Корректор M.Øàðoøè

Редактор В.Данко

Заказ 270 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Моск ва, )К-35, Ра „шс к э я н аб.. 4/5

Производственно-издательский кол1бинат "Патент, г. Ужгорг.д ул Гэгэрина 101