Всенаправленная антенна с вертикальной поляризацией

 

Изобретение относится к антенной технике и заключается в том, что два петлевых излучателя длиной λ соединены параллельно и синфазно и размещены на цилиндрической поверхности с вертикальной образующей, причем точки на петлевых излучателях, отстоящие от точки питания на λ/2, совмещены в пространстве. Техническим результатом является обеспечение всенаправленности излучения электромагнитной волны вертикальной поляризации в горизонтальной плоскости. 1 ил.

Изобретение относится к антенной технике и предназначена для излучения или приема всенаправленной вертикально-поляризованной электромагнитной волны.

Известна всенаправленная антенна с вертикальной поляризацией в виде коаксиальной антенны, представляющая собой вертикально расположенный диполь с электрической длиной плеч λ/4 (см. К. Ротхаммель, Антенны, М. Энергия, 1979, стр. 275). Дипольная конструкция антенны предполагает проведение дополнительных мероприятий по грозозащите. Кроме того, данная антенна предназначена для ее размещения на верхнем конце мачты. Данное требование не позволяет применять подобную конструкцию при размещении на одной мачте нескольких всенаправленных антенн с вертикальной поляризацией. Известен метод, применяемый в телевизионном вещании, для формирования всенаправленности вещания, основанный на размещении вокруг мачты 4-х излучателей с рефлекторами, образующих синфазную решетку (см. А.З. Фрадин, Антенно-фидерные устройства, М.: Связь, 1977, с. 224). Однако данная конструкция подразумевает размещение на мачте 4-х рефлекторов, размеры которых составляют по крайней мере 0,4λ×0,4λ, что повышает требования к прочности мачты.

Известна зигзагообразная антенна и ее модификации, представляющая собой два размещенных на плоскостой поверхности петлевых излучателя, каждый из которых имеет электрическую длину, равную λ, соединенных параллельно (см., например, И.П.Онищенко, Приемные телевизионные антенны, М. изд. ДОСААФ, 1989, с. 79 - 84). Петлевые излучатели могут выполняться в виде ромбов, треугольников, окружностей и т.п., поляризация излучения этой антенны, представляющей собой синфазную решетку из двух элементов, перпендикулярна оси симметрии. Данная антенна, являясь петлевой, не требует специальных мер по грозозащите, так как все ее элементы гальванически (по постоянному току) связаны с земляной (нулевой) шиной фидера, которая, как правило, надежно заземляется. Кроме того, она достаточно легка, компактна и широкополосна. Эта конструкция принята в качестве прототипа.

Недостатком устройства-прототипа, с точки зрения решаемой задачи, является сильно выраженная направленность диаграммы излучения. В диаграмме направленности этой антенны присутствуют два одинаковых по интенсивности максимума и два минимума, в направлении которых излучение спадает до нуля.

Разработанное техническое решение позволяет решить задачу обеспечения всенаправленности излучения электромагнитной волны вертикальной поляризации в горизонтальной плоскости.

Для этого два петлевых излучателя, каждый из которых имеет электрическую длину, равную λ, соединенных параллельно и синфазно, размещают на цилиндрической поверхности с вертикальной образующей так, что на направляющей, перпендикулярной образующей, находятся точка питания и совмещенные в пространстве точки на петлевых излучателях, отстоящие от точки питания на электрическую длину λ/2.

Данное техническое решение позволяет излучать в пространство всенаправленную электромагнитную волну с вертикальной поляризацией. При этом сохраняются полезные свойства прототипа, а именно грозозащищенность, простота конструкции, легкость, компактность и широкополостность. Представляя собой сегмент цилиндрической поверхности, предложенная всенаправленная антенна с вертикальной поляризацией удобна для размещения в любом месте мачты, диаметр которой меньше периметра образующей, что позволяет на одной мачте разместить несколько всенаправленных антенн с вертикальной поляризацией на разные диапазоны, либо создавать решетку для формирования заданной диаграммы в вертикальной плоскости.

На чертеже приведен вид разработанной всенаправленной антенны с вертикальной поляризацией.

Петлевые излучатели 1 могут быть изготовлены из жесткой металлической трубки. Крепление к мачте 2 наиболее целесообразно проводить в точке питания А и в точках на петлевых излучателях, отстоящих от точки питания на электрическую длину λ/2 , пространственно совмещенных в точке Б. Так как потенциалы в этих точках равны, а их значение равно нулю, возможно их гальваническое соединение, а крепление осуществлять при помощи металлической опоры 3, соединенной с мачтой. Такой же металлической опорой 4 могут быть соединены с мачтой в точке питания А концы петлевых излучателей с нулевыми потенциалами, к которым подсоединяется оплетка коаксиального кабеля 5. Потенциальные концы петлевых излучателей, к которым подсоединяется центральная жила коаксиального кабеля, целесообразно крепить к этой-же опоре при помощи диэлектрической (например, текстолитовой) пластины 6. При использовании ленточного кабеля или симметрирующего устройства все концы петлевых излучателей в точке А крепятся к опоре при помощи диэлектрической пластины.

Другой возможностью конструктивного оформления всенаправленной антенны с вертикальной поляризацией может быть конструкция, предполагающая изготовление петлевых излучателей из мягких изолированных проводов, жестко соединенных с фидером при помощи двух накладных диэлектрических пластинок. Данная конструкция антенны удобна для быстрого разворачивания радиостанции. В этом случае антенна может быть закреплена на какой-либо диэлектрической опоре, например дереве, кирпичной трубе и т.п. Естественно геометрическая длинна петлевых излучателей в этом случае уменьшается так, чтобы их электрическая длинна была равна λ на диэлектрике выбранной опоры.

Формула изобретения

Всенаправленная антенна с вертикальной поляризацией, представляющая собой два петлевых вибратора, каждый из которых имеет электрическую длину, равную λ, соединенных параллельно и синфазно, отличающаяся тем, что петлевые излучатели размещают на цилиндрической поверхности с вертикальной образующей так, что точки на петлевых излучателях, отстоящие от точки питания на электрическую длину λ/2, совмещены в пространстве.

РИСУНКИ

Рисунок 1