Антенна

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве передающей и приемной антенн. Изобретение позволяет повысить стабильность коэффициента стоячей волны в рабочем диапазоне частот, расширить рабочий диапазон частот, упростить конструкцию антенны. Антенна содержит два одинаковых по форме сужающихся полотна 1, 2 в виде металлических пластин переменной толщины в форме треугольников с зазором 9 между ними, заканчивающихся металлическими штырями 5, 6 со стороны наиболее широкой части полотен 1,2 и коаксиальный кабель с внешним экраном 3 и центральной жилой 8. Пластины полотен 1, 2 расположены в одной плоскости зеркально-симметрично относительно друг друга. Внешний экран 3 коаксиального кабеля соединен с пластиной полотна 1 по всей длине стороны треугольника, образующей зазор 9, центральная жила 8 коаксиального кабеля подсоединяется к вершине треугольной пластины полотна 2. Металлические штыри 5, 6 соединены между собой короткозамыкателем 7. Со стороны наиболее широкой части полотна 1 антенны расположен высокочастотный разъем 4. 4 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве передающей к приемной антенн.

Известна плоская вибраторная логопериодическая антенна.

На фиг. 1 изображена схема антенны, где обозначено: 1 первое полотно антенны, 2 второе полотно антенны, 3 внешний экран коаксиального кабеля, 4 центральная жила коаксиального кабеля, 5 две несущие трубы, l₁.l₇, Z₁.Z₇ вибраторы.

Особенности устройства и принципы работы плоской вибраторной логопериодической антенны описаны прототипе. Антенна содержит два одинаковых по форме сужающихся полотна 1, 2. включающие вибраторы l₁.l₇, Z₁.Z₇. Вибраторы каждого полотна прикрепляются к несущей трубе 5 так, чтобы соседние вибраторы были направлены в противоположные стороны. Полотна располагаются горизонтально, одно над другим, на расстоянии, равном примерно двум диаметром несущей трубы. Коаксиальный кабель прокладывают внутри нижней трубы, внешний экран 3 подсоединяют к наиболее широкой части первого полотна 1 путем пайки на входных клеммах к нижней трубе 5, а центральную жилу 4 подсоединяют к наиболее узкой части второго полотна 2 путем пайки к верхней трубе 5. Вибраторы отличаются геометрическими размерами и резонируют на различных частотах f₁, f₂.f₇. На резонансных частотах f₁, f₂.f₇ электрические параметры антенны практически сохраняются неизменными. Внутри же интервалов f₁-f₂, f₂-f₃.f₆-f₇ входное сопротивление изменяется и следовательно зависимость коэффициента стоячей волны от частоты имеет нестабильный характер (фиг. 2 кривая 1). Амплитудная и фазочастотная характеристика также имеют нестабильный характер.

Рабочая полоса частот известной антенны ограничивается снизу допустимыми габаритными самых больших вибраторов и сверху размерами самого малого вибратора. Кроме того, для удовлетворительной работы антенны на крайних частотах рабочего диапазона следует позаботиться, чтобы вибратор, резонирующий на самой длинной волне, имел после себя еще один-два более длинных вибратора-рефлектора, а вибратор, резонирующий на самой короткой волне, имел впереди себя, т.е. ближе к точкам возбуждения, два-три более коротких вибратора-директора.

Недостатками известной антенны является узкий диапазон рабочих частот, сложная конструкция антенны, нестабильный коэффициент стоячей волны в рабочем диапазоне частот.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот, упрощение конструкции антенны, повышение стабильности коэффициента стоячей волны в рабочем диапазоне частот.

Сущность изобретения заключается в том, что в антенне, содержащей две одинаковых по форме сужающихся полотна и коаксиальный кабель, внешний экран которого подсоединен к наиболее широкой части первого полотна, а центральная жила к наиболее узкой части второго полотна, каждое полотно выполнено в виде металлической пластины переменной толщины в форме треугольника, заканчивающейся металлическим штырем со стороны наиболее широкой части полотна, причем полотна расположены в одной плоскости зеркально-симметрично относительно друг друга с зазором между ними, при этом внешний экран коаксиального кабеля соединен с первым полотном по всей длине стороны, образующей зазор, а металлические штыри полотен соединены между собой короткозамыкателем.

На фиг. 3 представлена предлагаемая антенна, где обозначено; 1, 2 два полотна в виде металлических пластин в форме треугольников, 3 внешний экран коаксиального кабеля, 4 высокочастотный разъем, 5, 6 - металлические штыри, 7 короткозамыкатель, 8 центральная жила коаксиального кабеля, 9 расстояние равное половине длины волны сигнала на резонансной частоте.

На фиг. 4 представлено сечение треугольной металлической пластины, где обозначено: b толщина пластины.

Антенна содержит два одинаковых по форме сужающихся полотна 1, 2 в виде металлических пластин переменной толщины b в форме треугольников с зазором 9 между ними. В пластину полотна 1 встроен коаксиальный экранированный кабель, внешний экран 3 которого соединен по всей длине стороны, образующей зазор 9, с материалом пластины полотна 1, на конце пластины экран заканчивается. Центральная жила 8 соединена с вершиной треугольной пластины полотна 2. Пластины полотен 1 и 2 расположены в одной плоскости зеркально-симметрично относительно друг друга и заканчиваются со стороны наиболее широких частей полотен металлическими штырями 5, 6, соединенными между собой короткозамыкателем 7.

Со стороны наиболее широкой части полотна 1 антенны расположен высокочастотный разъем 4, соединенный с коаксиальным кабелем.

Антенна работает следующим образом.

Сигнал поступает через высокочастотный разъем 4 по коаксиальному кабелю. Антенна возбуждается со стороны узкой части полотен 1 и 2, так как центральная жила 8 коаксиального кабеля подключается к вершине треугольной пластины полотна 2. Место зоны возбуждения колебаний определяется частотой сигнала и находится там, где половина длины волны сигнала на рабочей (резонансной) частоте равна L (фиг. 3).

Конструкция предлагаемой антенны, изготовленной механическим фрезерованием, в виде двух сплошных металлических треугольных пластин, значительно проще конструкции известной антенны, содержащей несколько десятков отдельных вибраторов.

В предлагаемом изобретении расширяется диапазон рабочих частот вверх за счет того, что можно механически сделать сколь угодно острым и с большой точностью угол γ₁ при вершине металлического треугольника и практически невозможно сделать сколь угодно малым по длине отдельной вибратор в известном изобретении.

Поскольку в предлагаемой антенне отсутствуют отдельные резонирующие элементы (вибраторы), так как сплошная треугольная пластина представляет собой непрерывный набор вибраторов, характер зависимости коэффициента стоячей волны от частоты становится стабильным и монотонным в рабочем диапазоне частот (фиг. 2, кривая 2).

Кроме того, для улучшения согласования на нижней рабочей частоте на концах пластин полотен 1, 2 используются металлические штыри 5, 6, образующие совместно с короткозамыкателем 7 короткозамкнутую линию с длиной равной одной четвертой длины волны на нижней рабочей частоте.

Благодаря отсутствию в заявляемой антенне отдельных резонирующих элементов (вибраторов) амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики становятся монотонными.

Таким образом предлагаемая антенна отличается более простой конструкцией, более широким диапазоном частот и более стабильным коэффициентом стоячей волны в рабочем диапазоне частот.

Формула изобретения

Антенна, содержащая два одинаковых по форме сужающихся полотна и коаксиальный кабель, внешний экран которого подсоединен к наиболее широкой части первого полотна, а центральная жила наиболее узкой части второго полотна, отличающаяся тем, что каждое полотно выполнено в виде металлической пластины переменной толщины в форме треугольника, заканчивающейся металлическим штырем со стороны наиболее широкой части полотна, причем полотна расположены в одной плоскости зеркально-симметрично относительно друг друга с зазором между ними, при этом внешний экран коаксиального кабеля соединен с первым полотном по всей длине стороны, образующей зазор, а металлические штыри соединены между собой короткозамыкателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4