Логопериодическая вибраторная антенна

 

Изобретение относится к антенной технике для радио- и радиорелейной связи при приеме и передаче информации в УКВ диапазоне, а также для телевидения. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента бегущей волны в верхней части диапазона частот. Для этого в антенне, содержащей ряд симметричных вибраторов, запитываемых от двухпроводной распределительной симметричной линии, каждый последующий симметричный вибратор в ряде запитан противофазно предшествующему симметричному вибратору, при отношении длин плеч соседних вибраторов и отношении расстояний между симметричными вибраторами, выбранными по соотношениям образования оптимальной логопериодической антенной структуры, вместо директора устанавливают директор, размер которого совпадает с размером наименьшего вибратора. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, к технике высоких частот, а более точно к антенной технике для радио- и радиорелейной связи при приеме и передаче информации в УКВ диапазоне, а также для телевидения.

Известна широкополосная направленная антенна /1/, содержащая ряд симметричных вибраторов, запитанных симметричным фидером, в которой каждый последующий симметричный вибратор запитан противофазно предыдущему и отношение для плеч соседних вибраторов, отношение между соседними вибраторами выполнены плавно уменьшающимися по длине антенны.

Известна также логопериодическая вибраторная антенна /2/, содержащая двухпроводную распределительную линию, симметричные вибраторы, включая рефлектор (рефлекторы) и директор (директоры) /2,3/, плечи которых размещены ортогонально распределительной линии и которые противофазно подключены к линии питания.

Отношение длин плеч соседних вибраторов, рефлекторов и директоров в такой антенне связано коэффициентом подобия - периодом логопериодической структуры τ, а расстояния между вибраторами находятся в зависимости от параметра структуры σ /2,3/.

Недостатком известных антенн является то, что на высокочастотном краю рабочего диапазона широкополосных антенн не обеспечивается требуемое постоянство коэффициента бегущей волны (КБВ).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является логопериодическая антенна /2/, позволяющая по диаграмме направленности обеспечивать работу в частотном диапазоне до 10-ти кратного.

В то же время, как показали наши исследования, проведенные для оптимального варианта этой антенны (τ = 0,92; σ = 0,17) /2/ даже в семикратном диапазоне КБВ на верхних частотах плавно спадает до уровня 0,4, что недопустимо при работе с транзистированными передатчиками.

Для устранения отмеченного недостатка в логопериодической вибраторной антенне, содержащей ряд симметричных вибраторов, включая рефлектор (рефлекторы) и директор (директоры), залитываемых от двухпроводной распределительной симметричной линии, причем каждый последующий вибратор в ряде запитан противофазно предыдущему вибратору, при отношении длин плеч соседних вибраторов и отношении расстояний между вибраторами, выбранными по соотношениям образования оптимальной логопериодической антенной структуры вместо директора, длина которого в величину, обратную коэффициенту подобия (1/τ) раз меньше наименьшего в ряде вибратора, устанавливается директор, размер которого совпадает с размером наименьшего вибратора. В антенне с несколькими директорами (2. . . 3) вместо самого короткого директора, длина которого в величину, обратную коэффициенту подобия (1/τ) раз меньше предшествующего директора, устанавливается директор, размер которого совпадает с размером предшествующего директора.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве директора логопериодической вибраторной антенны используется более удлиненный директор нормированной длины, находящийся в физической взаимосвязи со всеми другими элементами логопериодической антенной структуры.

Это отличие позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Введение же удлиненного директора в указанной физической взаимосвязи с остальными элементами логопериодической структуры позволяет логопериодической вибраторной антенне проявить новые свойства: стабилизацию входного сопротивления в верхней части рабочего диапазона, что приводит к выравниванию коэффициента бегущей волны в этой верхней части рабочего диапазона без ухудшения в его остальной части. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена структурная схема логопериодической вибраторной антенны. На фиг. 2 - частотная зависимость КБВ предложенной антенны, полученная на макете в широком диапазоне частот.

Логопериодическая вибраторная антенна (фиг.1) содержит ряд симметричных вибраторов 1, включая рефлектор (рефлекторы) 2 и директор (директоры) 3, присоединенные к распределительной симметричной линии 4, радиочастотный кабель, проходящий внутри одной из труб линии 5, короткозамыкатель на конце линии 6.

Экспериментальное выполнение логопериодической вибраторной антенны, рассчитанной по оптимальному варианту /2/ в диапазоне 120-840 МГц, и предлагаемой антенны с увеличением размеров директора согласно формуле изобретения подтвердило возможность увеличения КБВ в верхней части диапазона частот (фиг.2) с величины, равной 0,4, до величины 0,6...0,7.

Источники информации: 1. А.с. СССР 1054853, H 01 Q 11/10, 1983, БИ 42.

2. Сверхширокополосные антенны, Пер. с англ. под ред. А.С. Бененсона. М. : Мир, 1964, с. 296-298.

3. Кочержевский Г. Н. Антенно-фидерные устройства. М.: Связь, 1972, с. 201-203.

Формула изобретения

Логопериодическая вибраторная антенна, содержащая ряд симметричных вибраторов, запитываемых от двухпроводной распределительной симметричной линии, причем каждый последующий симметричный вибратор в ряде запитан противофазно предшествующему симметричному вибратору, при отношении длин плеч соседних вибраторов и отношении расстояний между симметричными вибраторами, выбранными по соотношениям образования оптимальной логопериодической антенной структуры, отличающаяся тем, что вместо директора устанавливают директор, размер которого совпадает с размером наименьшего вибратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2