Всенаправленное в н-плоскости антенное устройство
Владельцы патента RU 2257650:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" (RU)
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано, например, в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. Технический результат заключается в получении всенаправленной ДН в Н-плоскости при сохранении узкой ДН в Е-плоскости. Сущность изобретения состоит в том, что в антенном устройстве с повышенным коэффициентом направленного действия, содержащем металлический рефлектор высотой (2-4)λ, где λ - длина волны, и источник возбуждения - электрический вибратор, рефлектор выполнен в виде системы проводников, расположенных вокруг вибратора параллельно ему, и обладает свойством частично направляющей системы. 4 ил.
Предлагаемое устройство относится к области антенной техники и может быть использовано, например, в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования.
В таких системах часто требуется применение на базовых станциях (БС) антенных устройств с круговой диаграммой направленности (ДН) в горизонтальной плоскости. Для повышения энергетики радиолинии антенны БС должны обладать достаточно высоким коэффициентом направленного действия (КНД). Для увеличения КНД таких антенн используют различные методы, в частности, это могут быть решетки вертикально расположенных вибраторов.
Известны устройства подобного типа:
- Всенаправленные антенные устройства с высоким усилением VOA 35-08 с КНД 8 дБ, VOA 35-11 с КНД 11 дБ (Каталог фирмы RFS);
- Стержневая ОМНИ антенна с круговой диаграммой направленностью для базовых и абонентских станций производства ОАО "ЦКБ-Связь" с КНД 10 дБ, г.Львов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является "Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости", по патенту РФ №2216831, принятое за прототип.
На фиг.1 представлен чертеж антенны-прототипа, где обозначено:
1 - источник возбуждения - электрический вибратор;
2 - рефлектор.
Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости представляет собой цилиндрическую металлическую поверхность 2 высотой (2÷4)λ (λ - длина волны) с вырезанной вдоль образующих частью шириной (0.3÷0.7)λ, внутри которой расположен источник возбуждения - электрический вибратор 1.
Эта антенна обладает узкой (~20°) ДН в Е-плоскости и секторной (60-120°) ДН в Н-плоскости.
Недостатком устройства-прототипа является невозможность обеспечить круговую ДН в Н-плоскости.
Для устранения этого недостатка в антенное устройство, содержащее металлический рефлектор высотой (2÷4)λ, где λ - длина волны, и источник возбуждения - электрический вибратор, согласно изобретению, рефлектор выполнен в виде системы проводников, расположенных вокруг вибратора параллельно ему, и обладает свойством частично направляющей системы.
Предлагаемое антенное устройство обеспечивает сужение ДН в Е-плоскости и повышение КНД до 8-10 дБ и более. Практически расстояние от вибратора до проводников с целью уменьшения наводимой в них противофазной э.д.с. следует брать более 0.25λ, длина проводников - до 4λ, в зависимости от требуемого КНД. Проводники могут быть тонкими, достаточно широкими или же иметь переменное сечение. Они могут располагаться как равномерно по периметру и на одинаковом расстоянии от источника возбуждения (для получения круговой ДН или ДН, обладающей круговой симметрией), так и неравномерно (для получения каких-либо преимущественных направлений в ДН). При этом рефлектор обладает свойством частично направляющей системы.
На фиг.2 представлен чертеж предлагаемого антенного устройства (общий случай: проводники разной ширины, на разном расстоянии от вибратора), где обозначено:
1 - источник возбуждения - электрический вибратор;
2 - рефлектор.
ДН в общем случае имеет неравномерность в плоскости Н.
Фиг.3 показывает из всего множества возможных вариантов рефлекторов два частных случая, дающие ДН с круговой симметрией:
- фиг.3а - тонкие проводники расположены равномерно на одинаковом расстоянии от вибратора. ДН имеет круговую симметрию, а при достаточном количестве проводников близка к круговой;
- фиг.3б - широкие проводники на равном расстоянии от вибратора. Качественно ДН имеет тот же характер, что и у варианта фиг.3а.
Техническим результатом предлагаемого антенного устройства является:
- обеспечение излучения во всех направлениях в Н-плоскости с ДН, имеющей форму либо близкую к круговой, либо отличающуюся от круговой, но обладающую круговой симметрией, либо имеющую какие-то преимущественные направления, т.е. имеющую неравномерность круговой ДН;
- значительное сужение ДН в Е-плоскости (10° и менее) при КНД до 8-10 дБ и более.
Отличительной особенностью предлагаемого антенного устройства от антенны-прототипа является возможность получения круговой или слабонаправленной ДН в Н-плоскости и узкой ДН в Е-плоскости при простой системе запитки и без использования решеток излучающих систем.
Всенаправленное в Н-плоскости антенное устройство, содержащее металлический рефлектор высотой (2-4)λ, где λ - длина волны, и источник возбуждения - электрический вибратор, отличающееся тем, что рефлектор выполнен в виде системы проводников, расположенных вокруг вибратора параллельно ему и обеспечивающих всенаправленное излучение в Н-плоскости.
