Антенна

 

Использование: в антенной технике для установки на подвижных и стационарных объектах. Сущность изобретения: в антенне, содержащей токоведущий вибратор с последовательно включенной реактивной нагрузкой, проводник, намотанный в виде спирали на внешней изоляционной поверхности вибратора, коаксиально которому установлено проводящее кольцо, спираль подключена нижним кольцом к верхней кромке проводящего кольца, ее длина выбрана с учетом приведенного соотношения, а реактивная нагрузка выполнена индуктивной. 5 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для обеспечения работы приемопередающих устройств радиосвязи на известных рабочих частотах, например, дуплексной радиосвязи, разнесенных по диапазону: СВ-КВ, СВ-УКВ, КВ-УКВ, предназначено для установки на подвижных и стационарных объектах.

Известна конструкция антенны с индуктивно-емкостной нагрузкой, в которой индуктивная нагрузка, включенная в разрыв токоведущего вибратора на одной частоте оказывает удлиняющее действие, а на более высоких частотах запирающее [1] Известна также конструкция антенны, содержащая два проводника разной электрической длины, выполненных в виде спирали, намотанных, например, на диэлектрическом каркасе, и развязывающее устройство [2] [3] Недостатком известных конструкций антенн является то, что при исходной геометрической длине (высоте) токоведущего вибратора без индуктивной нагрузки в пределах 0,25 раб. включение индуктивной нагрузки позволяет увеличить электрическую длину до 0,5 раб. и не более.

Наиболее близким по технической сущности к предложенной конструкции является выбранная в качестве прототипа антенна с емкостной нагрузкой, содержащая проводящую трубу и коаксиально установленный фидер с проводником [4] Недостатком известной конструкции является: невозможность реализовать условия создания режима последовательного резонанса одновременно, например, на двух разнесенных рабочих частотах при одной точке возбуждения, а также ограниченный частотный диапазон.

Это приводит к установке дополнительных антенно-фидерных устройств, коммутаторов, что связано не только с техническими трудностями в условиях пространственных ограничений, но и дополнительными материальными затратами.

Кроме того, например, в диапазонах длинных и средних волн la<< раб, КПД антенно-фидерного тракта, эффективность антенны зависят от геометрических размеров антенны, от действующей высоты, т.е. наиболее целесообразной формой кривой распределения излучающего тока вдоль геометрически короткой антенны la<< раб могла быть такая, при которой излучающий ток возрастал бы с увеличением высоты вибратора соответственно длине волны рабочих частот, разнесенных по диапазону. Указанное условие не обеспечивается в известных конструкциях антенн.

Цель изобретения уменьшение габаритов и улучшение эксплуатационных характеристик антенны.

Это достигается тем, что конструкция антенны, содержащая вибратор с последовательно включенной реактивной нагрузкой, заармированный в изолирующий материал, например, стеклопластик, подключенный к центральному проводу коаксиального фидера, состоит из коллинеарно расположенных спирального проводника эквивалентного удлинения пути тока нижней рабочей частоты, и двух гальванически разомкнутых проводящих колец, нижнее кольцо подключено к внешнему проводу коаксиального фидера и плоскому экрану, верхняя кромка верхнего кольца подключена к нижнему концу спирального проводника, за счет этого дополнительная внешняя пассивная нагрузка обеспечивает возрастание излучающего тока на длинной рабочей волне и равномерное распределение на короткой рабочей волне, соизмеримой с электрической длиной токоведущего вибратора.

На фиг. 1 показан пример выполнения предложенной антенны; на фиг. 2 зависимость КСВ (КБВ) от частоты, измеренная в основании антенны при волновом сопротивлении нагрузки 75 Ом; ( а конструкция антенны без элемента 3, б-предложенная конструкция); на фиг. 3-5 зависимость активной (R) и реактивной (jx) составляющих от частоты f, измеренная в основании антенны при волновом сопротивлении нагрузки 75 Ом (на фиг. 3 и 4 конструкция антенны без элемента 3; на фиг. 5 предложенная конструкция).

Антенна содержит токоведущий вибратор 1, выполненный из латунной трубки внешним диаметром 10 мм, последовательно включенную катушку индуктивности 2, выполненную из медной проволоки с эмалевым покрытием диаметром поперечного сечения 1,0 мм, намотанной шагом 2,0 мм на диэлектрическом каркасе из фторопласта. Параметры катушки индуктивности 2 выбраны так, чтобы первый последовательный резонанс поступил на частоте (f) в пределах 150 МГц, при этом выбранная катушка индуктивности имеет минимальное затухание на нижних рабочих частотах.

Оптимальное место включения катушки индуктивности, обеспечивающее максимально возможное значение КПД, выбрано 0,4la 0,5 к.

Антенна содержит проводник 3 эквивалентного удлинения пути тока, выполненный из медного провода с эмалевым покрытием диаметром поперечного сечения 1,0 мм, установленный в виде спирали на изоляционном покрытии (на фиг. 1 не указан) вибратора 1, геометрическая длина проводника 3 выбрана в пределах l3 0,25 н-la f 38 м 2,5 м 35 м (f 2182 МГц).

Шаг намотки спирали выбран исходя из соотношения геометрической длины проводника 3 и выступающей части вибратора 1 и составляет 2 мм.

Проводник 3 имеет гальванический контакт с проводящим кольцом 4, выполненным из латуни в виде цилиндра, выбранными геометрическими размерами: внутренним диаметром 47 мм из расчета волнового сопротивления в пределах 75 Ом, длина с целью компенсации входного реактивного сопротивления антенны за счет емкостной проводимости.

Кольцо 4 образует емкостной разрыв с равным по выбранным геометрическим размерам кольцом 5, выполненным из легированной стали марки 12Х18Н10Т в виде цилиндра с опорным фланцем, является несущей опорой конструкции антенны.

На фиг. 1 не указан диэлектрический заполнитель между вибратором 1 и элементами 4, 5. При этом необходимо отметить, что геометрические размеры колец 4, 5 емкостного разрыва между ними выбраны без проводника 3; необходим гальванический контакт (проводника 3 с кольцом 4, установленного на выбранном расстоянии от "заземленного" кольца 5.

Работа антенны основана на отделении неизлучающих токов от излучающих при условии, что расстояние между проводниками (токоведущим вибратором 1 и дополнительным устройством 3, 4, 5) мало по сравнению с длиной рабочей волны.

Экспериментальные исследования показали, что первый последовательный резонанс токоведущего вибратора 1, соответствующий электрической длине, переносится на частоту, четверть длины волны которой соизмерима с геометрической длиной проводника 3, практически не изменяя входные сопротивления в полосе частот последовательного резонанса (при другом варианте анализа работы трудно объяснить номиналы активной составляющей в полосе частот: 1,6-3,5 МГц).

Формула изобретения

АНТЕННА, содержащая токоведущий вибратор с последовательно включенной реактивной нагрузкой, подключенный к центральному проводнику коаксиального фидера, внешний проводник которого соединен с горизонтальным экраном, несущую опору в виде проводящей трубы, проводник в виде спирали, намотанной на внешней изоляционной поверхности вибратора, и проводящее кольцо, установленное коаксиально вибратору, отличающаяся тем, что спираль подключена нижним концом к верхней кромке проводящего кольца и выполнена длиной, равной разности 0,25 длины волны нижней рабочей частоты и геометрической длины вибратора, а реактивная нагрузка выполнена индуктивной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано для построения антенных систем с электрически короткими излучателями особенно в диапазоне средних, длинных и сверхдлинных волн

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к комнатным телевизионным антеннам, и может быть использовано для индивидуального приема телевизионных программ в диапазоне 1-39 каналов, а также для приема радиопрограмм УКВ диапазона

Антенна // 2046470

Антенна // 2042991

Изобретение относится к антенной технике, а именно к широкополосным антеннам радиосвязи подвижных объектов

Антенна // 1601670
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны вертикальной поляризации в коротковолновом и УКВ диапазонах волн

Изобретение относится к антенной технике

Изобретение относится к антенной технике

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано для построения антенных систем с электрически короткими излучателями особенно в диапазоне средних, длинных и сверхдлинных волн

Изобретение относится к антенной технике, а именно к передающим антеннам в длинноволновом диапазоне для радиосвязи и радиовещания

Антенна // 2050649

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к комнатным телевизионным антеннам, и может быть использовано для индивидуального приема телевизионных программ в диапазоне 1-39 каналов, а также для приема радиопрограмм УКВ диапазона

Антенна // 2046470

Антенна // 2042991

Изобретение относится к антенной технике, а именно, к конструкции совмещенной антенны и предназначено для установки на подвижных и стационарных объектах

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано при строительстве антенн СВ- и ДВ-диапазонов с излучающими мачтами

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве ненаправленной приемо-передающей антенны в системах подвижной радиосвязи
Наверх