Рамочная антенна

 

Использование: при измерении переменных и импульсных магнитных полей в условиях больших электрических помех. Сущность изобретения: рамочная антенна выполнена из двух отрезков коаксиального кабеля, каждый из которых образует по крайней мере один виток, причем витки первого и второго отрезков имеют противоположное направление намотки. На первых концах каждого отрезка между центральным и внешним проводниками включена нагрузка, а на вторых концах центральные и внешние проводники первого отрезка центрального кабеля соединены соответственно с внешним и центральными проводниками второго отрезка. Достигнуты расширение полосы и повышение чувствительности антенны. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к симметричным экранированным рамочным антеннам и может использоваться для измерения переменных и импульсных магнитных полей в условиях больших электрических помех.

Известна селективная симмеричная экранированная рамочная антенна, выполненная из одного витка коаксиального кабеля. Двойной подстроечный конденсатор подсоединен к началу и концу жилы кабеля в нижней части витка. Средний вывод двойного подстроечного конденсатора соединен с экраном кабеля в верхней части витка. Несимметричный фидер приемника подсоединен параллельно одной половине подстроечного конденсатора.

Недостаток селективной симметричной антенны малая действующая высота (один эффективный виток).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является экранированная рамочная антенна, содержащая первый и второй отрезки коаксиального кабеля, каждый из которых образует по крайней мере один виток, при этом на первых концах каждого отрезка кабеля между центральным и внешним проводниками включена нагрузка.

Однако указанная рамочная антенна имеет недостаточно высокую действующую высоту и узкую полосу пропускания.

Технический результат изобретения одновременное увеличение действующей высоты и полосы пропускания антенны.

Технический результат достигается тем, что в экранированной рамочной антенне, содержащей первый и второй отрезки коаксиального кабеля, каждый из которых образует по крайней мере один виток, при этом на первых концах каждого отрезка кабеля между центральным и внешним проводниками включена нагрузка, новым является то, что витки первого и второго отрезков коаксиального кабеля имеют противоположные направления намотки, на их вторых концах центральный и внешний проводники первого отрезка коаксиального кабеля соединены соответственно с внешним и центральным проводниками второго отрезка коаксиального кабеля, а на первых концах внешние проводники соединены накоротко.

Принципиальная электрическая схема рамочной антенны представлена на чертеже.

Рамочная антенна содержит два отрезка 1 и 2 коаксиального кабеля, каждый из которых образует по меньшей мере один виток. Витки кабеля намотаны в противоположном направлении относительно друг друга. На первых концах каждого отрезка 1 и 2 кабеля между центральным и внешним проводниками включены нагрузки 3 и 4. Внешние проводники отрезков 1 и 2 кабеля на первых концах соединены накоротко, причем это место соединения является средней точкой антенны и может заземляться. Вторые концы отрезков 1 и 2 кабеля расположены диаметрально противоположно первым концам. На вторых концах центральный и внешний проводники первого отрезка кабеля соединены соответственно с внешним и центральным проводниками второго отрезка кабеля.

При воздействии на антенну магнитного поля напряженностью Н и частотой ω в первом контуре антенны, образованном центральным проводником кабеля 1, внешним проводником кабеля 2 и нагрузкой 3 и являющемся "положительным" плечом ан- тенны, индуцируется ЭДС = -μ_o(n₁+n₂)S₁·jωH во втором контуре антенны, образо-ванном центральным проводником кабеля 2, внешним проводником кабеля 1 и нагрузкой 4 и являющемся "отрицательным" плечом антенны, индуцируется ЭДС = -μ_o(n₂+n₁)S₂·jωH где n₁ n₂ числа витков первого и второго кабеля; S₁ S₂ площади поперечных сечений витков первого и второго кабелей; μ_o 4 π˙ 10^-7 Г/м магнитная постоянная.

На резистивных нагрузках 3 и 4 антенны появляются соответственно напряжения = -= · где R₃ R₄ сопротивления нагрузок; L₁ L₂ индуктивности "положительного" и "отрицательного" плеч антенны.

Указанные противофазные напряжения с нагрузочных резисторов 3 и 4 поступают далее на симметричный передающий кабель, а с него на осциллограф с дифференциальным входом. Здесь благодаря инвертору и высокому (≈200) коэффициенту подавления синфазных сигналов выходные противофазные сигналы с антенны отделяются от помех на передающем кабеле и собственно антенне и складываются друг с другом. В итоге на экране осциллографа воспроизводится кривая напряжения, пропорциональная напряжен- ности магнитного поля и учетверенному числу витков первого или второго кабеля: = · μ_o2n₁S₁·jωH ≈ .

Формула изобретения

1. РАМОЧНАЯ АНТЕННА, содержащая первый и второй отрезки коаксиального кабеля, каждый из которых образует по крайней мере один виток, при этом на первых концах каждого отрезка между центральным и внешним проводниками включена нагрузка, отличающаяся тем, что витки первого и второго отрезков коаксиального кабеля имеют противоположное направление намотки, а на их вторых концах центральный и внешний проводники первого отрезка коаксиального кабеля соединены соответственно с внешним и центральным проводниками второго отрезка коаксиального кабеля, а на первых концах внешние проводники соединены накоротко.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что импедансы нагрузок, включенных на концах первого и второго отрезков, равны между собой и не меньше 1/2 волнового сопротивления коаксиальных кабелей.

3. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что числа витков, образованных первым и вторым отрезками коаксиального кабеля, равны.

4. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что волновые сопротивления и сопротивления изоляции первого и второго отрезков коаксиального кабеля равны.

РИСУНКИ

Рисунок 1