Широкополосная рамочная измерительная антенна

 

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано в качестве измерительной магнитной антенны. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона частот в область низких частот и повышение стабильности характеристик при воздействии дестабилизирующих факторов - достигается введением схемы из транзистора, резисторов и конденсатора, определенным образом соединенных с обмотками антенны . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

1823041 А1 (я)5 Н 01 0 23/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) люьй М

„..;„„,.ясна д iO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873735/09 (22) 11.10.90 (46) 23.06.93, Бюл. N. 23 (71) Ленинградское отделение Научно-исследовательского института радио (72) В.А.Антипенко и С.В.Павлов (56) Заявка Ф РГ М 3536837, кл, Н 01 0 7/00, 1987. (54) ШИРОКОПОЛОСНАЯ РАМОЧНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АНТЕННА

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве антенны, предназначенной для измерения магнитной составляющей электромагнитноГО пОля.

Цель изобретения — расширение рабочего диапазона частот в область низких частот и повышение стабильности характеристик при воздействии дестабилизирующих факторов.

На фиг.1 приведена схема предложенного устройства для переменного тока; на фиг,2 — эквивалентная схема этого устройства.

Широкополосная рамочная измерительная антенна (фиг.1) содержит приемную рамку 1, соединенную с центральной жилой и оплеткой первого конца коаксиального кабеля 3, центральная жила и оплетка второго конца которого соединена с первой обмоткой трансформатора 2. вторичная обмотка которого подключена к эмиттеру и базе транзистора 4, центральная жила второго конца коаксиального кабеля 3 посредством (57) Изобретение относится к антеннам и может быть использовано в качестве измерительной магнитной антенны. Цель изобретения — расширение рабочего диапазона частот в область низких частот и повышение стабильности характеристик при воздействии дестабилизирующих факторов — достигается введением схемы из транзистора, резисторов и конденсатора, определенным образом соединенных с обмотками антен. ны. 2 ил. первого резистора 6 соединена с эмиттером транзистора 4, база которого посредством параллельно включенных второго резистора 7 и конденсатора 5 соединена с оплеткой второго конца коаксиального кабеля 3 и с Общей шиной, коллектор транзистора 4 является выходом антенны, 00

Устройство работает следующим образом.

Наведенная в рамке 1 измеряемым полем ЭДС, равная Ep =pp в МЗН где,и0= 1,25

10 б Гн/м; N,S — число витков и площадь рамки (м ); Н вЂ” напряженность поля А/м, подводится через индуктивное сопротивлеweиА р рамки к одному концу коаксиального кабеля 3 и по нему передается на вход з согласующего усилителя, выполненного на транзисторе 4. Напряжение, действующее на втором конце кабеля 3, прикладывается через трансформатор 2 непосредственно к эмиттерно-базовому переходу транзистора

4 и через первый резистор 6 к эмиттеру этого транзистора.

1823041

10

25

50

На начальных частотах рабочей полосы основным управляющим напряжением транзистора 4 AB/lAQTGA напряжение íà вторичной обмотке трансформатора 2. так как общее сопротивление параллельно включенных элементов 5, 7 велико. При этом коэффициент трансформации и выбран таким, чтобы на начальной частоте ток через приемную рамку и кабель был равен;оку короткого замыкания рамки. т,е, Рамка 1, как видно из фиг.1, нагружена током коллектора, который замыкается через нее, не ответвляясь в базовую цепь, так как общее сопротивление цепочки 5, 7 на низких частотах велико. При этом коэффициент трансформации и выбирается из условия, чтобы входное сопротивление схемы было меньше индуктивного сопротивления рамки на начальной частоте, т.е. чтобы обеспечивался режим короткого замыкания рамки 1, С повышением частоты сигнала возрастает наводимая в рамке 1 ЭДС, но одновременнс возрастает и индуктивное сопротивление рамки и падение напряжения на ней от тока коллектора. 3а счет этой обратной связи по току напряжение на пеовичной обмотке трансформатора 2 и само значение тока коллектора транзистора 4 сохраняются постоянными в полосе частот, На низких рабочих частотах равномерность частотной характеристики антенны обеспечивается действием ООС по току в эмиттерной цепи транзистора 4.

На более высоких рабочих частотах, на которых инду тивное сопротивление MLp соизмеримо с согласующим сопротивлением первого резистора 6, начинает действовать обратная связь по току в базовой цепи транзистора 4, Вследствие возрастания сопротивления приемной рамки eLp и одновременного уменьшения сопротивления параллельно соединенных второго резистора 7 и конденсатора 5 доля тока, генерируемого в базу трансформатором, уменьшается с ростом частоты (происходит компенсация этого тока током коллектора) и одновременно увеличивается доля этого тока от приемной рамки

1. При этом напряжение Uo> и значение тока коллектора транзистора 4 практически не изменяется, так как в его базу ответвляется примерно 1//3 часть этого тока.

На частотах выше 1 — 2 МГц база транзистора 4 заземлена через конденсатор 5 и управляющее напряжение. транзистора 0ь создается только за счет ЭДС рамки. Влияние трансформатора 2 в этой частотной области не сказывается, так как ток его вторичной обмотки в эмиттерно-базовом переходе транзистора 4 полностью компенсирован частью тока коллектора, т.е, имеет место глубокая обратная связь по току, Соединительный кабель 3 в этом частотном диапазоне согласован с первым резистором б и обеспечивает равномерную частотную характеристику передачи без отражений и стоячих волн.

Таким образом, на всех участках рабочей полосы антенны от приемной рамки 1 отбирается максимально возможный ток— ток короткого замыкания, причем за счет действия глубокой ООС по току этот режим поддерживается в схеме автоматически, если входное сопротивление усилителя на транзисторе 4 меньше индуктивного сопротивления рамки 1 на данной частоте.

Следует отметить, что при отсутствии в схеме антенны первого (согласующего) резистора 6 (фиг.1) на участке 10 — 30 МГц частотной характеристики антенны появляются выбросы и провалы величиной до 25 — 30 дБ вследствие рассогласования кабеля, что существенно сужает динамический диапазон антенны.

Расширение рабочего диапазона в область низких частот и повышение стабильности характеристик при воздействии дестабилизирующих факторов предложенной антенны по сравнению с известной расширяет эксплуатационные возможности предложенной антенны, что позволяет эффективно использовать ее, в частности, при измерении м",гнитных высокочастотных полей в околоземной плазме и исследовании космического радиоизлучения вообще.

Формула изобретения

Широкополосная рамочная измерительная антенна, содержащая приемную рамку, трансфор;. втор, выполненный на ферритовом сердечнике, и коаксиальный кабель, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот в область низких частот и повышения стабильности характеристик при воздействии дестабилизирующих факторов, введены транзистор, первый и второй резисторы и конденсатор, причем приемная рамка соединена с центральной жилой и оплоткой первого конца коаксиального кабеля, первичная обмотка трансформатора соединена с центральной жилой и оплаткой второго конца коаксиального кабеля, вторичная обмотка трансформатора подключена к эмиттеру.и базе транзистора, центральная жила

1823041 вериг. 1

ЬШз фИГ. Я

Составитель Д.Кищук

Техред М, Моргентал

Корректор М.Куль

Редактор Т.Куркова

Заказ 2182 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 второго конца коаксиального кабеля соединена посредством первого резистора с эмиттером транзистора, база транзистора соединена посредством параллельно вклюЕР1!

Ep) ченных второго резистора и конденсатора с оплеткой второго конца коаксиального кабеля и с общей шиной, а коллектор транзистора является выходом,