Широкополосная несимметричная вибраторная антенна

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в малогабаритных вибраторных антеннах. Техническим результатом является уменьшение габаритной высоты антенны при сохранении эффективности излучения. Сущность изобретения состоит в том, что антенна содержит вертикальный вибратор (ВВ) в виде прямоугольной пластины высотой 0,038 λ, где λ - наибольшая длина волны рабочего диапазона частот. Конструктивная емкость основания пластины выполняет функцию излучателя с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Согласующее устройство включает две последовательно соединенные цепочки, каждая из которых включает печатную катушку индуктивности, резистор и индуктивности, образованные конфигурированием пластины ВВ. Благодаря указанному выполнению ВВ и согласующего устройства электрическая длина ВВ превосходит его геометрическую длину. 2 ил.

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в малогабаритных вибраторных антеннах для ведения радиосвязи и навигации как отдельная антенна, предназначенная для установки на борту летательного аппарата.

Известны конструкции антенн с включенными в разрыв токоведущего вибратора или имеющими с ним гальванический контакт активными сопротивлениями (патенты РФ №№2042991, 2046470, 2127477 и др.).

Недостатком известных антенн является их значительная геометрическая высота и малый КПД.

В известных конструкциях антенн их электрическая длина ограничена максимальной геометрической длиной токоведущего вибратора, кроме того, они имеют сложную конструкцию и низкую надежность, что затрудняет их практическое применение.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому устройству является несимметричная вибраторная антенна по патенту РФ №2168819, МПК H01Q 9/18, опубл. 30.08.1999, содержащая вертикальный вибратор, присоединенный к внутреннему проводнику коаксиального кабеля, N прямолинейных проводников противовеса, присоединенных под углом к внешнему проводнику коаксиального кабеля, и N симметрично расположенных между ними прямолинейных проводников, присоединенных к вертикальному вибратору. В разрыв между основанием вертикального вибратора и точкой соединения с ним проводников включено согласующее устройство, выполненное из дискретных электронных элементов.

Указанная выше несимметричная вибраторная антенна обладает недостатком: высота вертикального вибратора составляет 0,125 λ, где λ - наибольшая длина волны рабочего диапазона частот, что на частоте 30 МГц составляет 1,25 м. Применение такой антенны на борту летательного аппарата в большинстве случаев невозможно.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в снижении габаритной высоты антенны при сохранении достаточной эффективности излучения.

Указанный технический результат достигается тем, что в широкополосной несимметричной вибраторной антенне, содержащей вертикальный вибратор, присоединенный к внутреннему проводнику коаксиального кабеля, согласующее устройство, включающее первую и вторую индуктивности, катушку индуктивности, первый и второй резисторы, а также излучатель с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, согласно изобретению, вертикальный вибратор выполнен в виде прямоугольной пластины высотой 0,038 λ, где λ - наибольшая длина волны рабочего диапазона частот, конструктивная емкость основания пластины выполняет функцию упомянутого излучателя, первая индуктивность, катушка индуктивности и второй резистор согласующего устройства образуют последовательно соединенную цепь, при этом свободный вывод первой индуктивности соединен с точкой соединения вертикального вибратора и внутреннего проводника коаксиального кабеля, свободный вывод второго резистора соединен с наружным проводником коаксиального кабеля, а последовательная цепь, состоящая из второй индуктивности и первого резистора, включена между внутренним проводником коаксиального кабеля и точкой соединения первой индуктивности и катушки индуктивности, причем первая и вторая индуктивности выполнены в виде индуктивных шлейфов, образованных конфигурированием прямоугольной пластины вертикального вибратора, а катушка индуктивности выполнена печатной.

Охарактеризованное указанными выше существенными признаками изобретение на дату подачи заявки не известно в Российской Федерации и за границей и отвечает требованиям критерия "новизна".

Изобретение может быть реализовано промышленным способом с использованием известных технических средств, технологий и материалов и соответствует требованиям критерия "промышленная применимость".

Заявителем не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с совокупностью отличительных признаков заявляемого изобретения, обеспечивающей достижение заявляемого технического результата, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена упрощенная конструктивная схема предлагаемой широкополосной несимметричной вибраторной антенны; на фиг.2 - эквивалентная электрическая схема антенны.

Широкополосная несимметричная вибраторная антенна содержит вертикальный вибратор 1, выполненный в виде прямоугольной пластины из фольгированного стеклотекстолита, присоединенный к внутреннему проводнику 2 коаксиального кабеля, согласующее устройство, включающее первую 3 и вторую 4 индуктивности, выполненные в виде шлейфов, образованных конфигурированием прямоугольной пластины вертикального вибратора 1, печатную катушку 5 индуктивности, первый 6 и второй 7 резисторы.

Прямоугольная пластина вибратора 1 имеет высоту 0,038 λ, где λ - наибольшая длина волны рабочего диапазона частот, при этом конструктивная емкость основания 8 пластины выполняет функцию излучателя с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости.

Индуктивность 3, катушка 5 индуктивности и резистор 7 согласующего устройства образуют последовательно соединенную цепь. Свободный вывод индуктивности 3 соединен с точкой соединения вертикального вибратора 1 и внутреннего проводника 2 коаксиального кабеля, а свободный вывод резистора 7 соединен с заземленным наружным проводником коаксиального кабеля.

Последовательная цепь, состоящая из индуктивности 4 и резистора 6, включена между внутренним проводником 2 коаксиального кабеля и точкой соединения индуктивности 3 и печатной катушки 5 индуктивности.

Вертикальный вибратор 1 заключен в выполненный из диэлектрического материала обтекатель 9, закрепленный на наружной поверхности фюзеляжа летательного аппарата.

Широкополосная несимметричная вибраторная антенна работает следующим образом.

При подаче высокочастотного сигнала через коаксиальный разъем в диапазоне длин волн, которому соответствует геометрическая длина вертикального вибратора 1 от 0,038 λ до 0,1 λ, наиболее эффективно возбуждаются токи в контуре, образованном вертикальным вибратором 1, индуктивным шлейфом 3, катушкой индуктивности 5 и резистором 7. Незначительная часть высокочастотного сигнала в указанном диапазоне длин волн проходит через индуктивный шлейф 4 и резистор 6, поскольку сопротивление последнего превышает величину индуктивного сопротивления шлейфа 3. При этом, благодаря последовательному включению между плоскостью вертикального вибратора 1 и заземленным основанием 8 согласующего устройства, включающего индуктивный шлейф 3, катушку 5 индуктивности и резистор 7, в нижней части диапазона частот электрическая длина вертикального вибратора 1 превосходит его геометрическую длину, и, как следствие, повышается его эффективность по сравнению с несогласованным вибратором.

С ростом частоты высокочастотного сигнала в диапазоне длин волн, которому соответствует геометрическая длина вертикального вибратора 1 от 0,1 λ, до 0,25 λ, наиболее эффективно возбуждаются токи в контуре, образованном вертикальным вибратором 1, индуктивным шлейфом 4, резистором 6, катушкой индуктивности 5 и резистором 7, поскольку величина индуктивного сопротивления шлейфа 3 превосходит величину суммарного сопротивления цепочки, состоящей из элементов 4 и 6. При этом, благодаря последовательному включению между плоскостью вертикального вибратора 1 и заземленным основанием 8 согласующего устройства, включающего индуктивный шлейф 4, резистор 6, катушку 5 индуктивности и резистор 7, в указанной части диапазона частот электрическая длина вертикального вибратора 1 также превосходит его геометрическую длину, что повышает его эффективность по сравнению с низкочастотным участком диапазона рабочих частот.

При дальнейшем увеличении частоты высокочастотного сигнала в диапазоне длин волн, которому соответствует геометрическая длина вертикального вибратора 1 от 0,25 λ до 0,5 λ, наиболее эффективно возбуждаются токи в плоскости, образованной вертикальным вибратором 1, поскольку его входное сопротивление становится близким к волновому сопротивлению питающего фидера, обе последовательные цепочки согласующего устройства исключаются из работы, поскольку их суммарное сопротивление становится намного выше входного сопротивления вертикального вибратора 1.

Широкополосная несимметричная вибраторная антенна, содержащая вертикальный вибратор, присоединенный к внутреннему проводнику коаксиального кабеля, согласующее устройство, включающее первую и вторую индуктивности, катушку индуктивности, первый и второй резисторы, а также излучатель с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, отличающаяся тем, что вертикальный вибратор выполнен в виде прямоугольной пластины высотой 0,038 λ, где λ - наибольшая длина волны рабочего диапазона частот, конструктивная емкость основания пластины выполняет функцию упомянутого излучателя, первая индуктивность, катушка индуктивности и второй резистор согласующего устройства образуют последовательно соединенную цепь, при этом свободный вывод первой индуктивности соединен с точкой соединения вертикального вибратора и внутреннего проводника коаксиального кабеля, свободный вывод второго резистора соединен с наружным проводником коаксиального кабеля, а последовательная цепь, состоящая из второй индуктивности и первого резистора, включена между внутренним проводником коаксиального кабеля и точкой соединения первой индуктивности и катушки индуктивности, причем первая и вторая индуктивности выполнены в виде индуктивных шлейфов, образованных конфигурированием прямоугольной пластины вертикального вибратора, а катушка индуктивности выполнена печатной.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области антенной техники и предназначено для использования в радиотехнических антеннах различного назначения. .

Изобретение относится к антеннам и используется в мобильных системах связи. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и может быть использовано в качестве приемопередающей антенны широкодиапазонной УКВ-радиостанции, устанавливаемой на транспортном средстве.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемных иди передающих антенн для связи с неориентированным корреспондентом. .

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

Антенна // 2097883
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве широкополосного антенного элемента вертикальной антенной решетки с изотропной в азимутальной плоскости диаграммой направленности, а также как одиночная приемная и передающая антенна.

Изобретение относится к области ридоэлектроники и может быть использовано для работы с широкополосными устройствами. .

Изобретение относится к антенной технике, преимущественно к антенным радиосвязи СВЧ-УВЧ подвижных объектов, например морских судов и кораблей. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в малогабаритных вибраторных антеннах для ведения радиосвязи и навигации как отдельная антенна, предназначенная для установки на борту летательного аппарата

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к антенной системе летательного аппарата

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для работы в качестве приемной и/или передающей антенны в составе диапазонных радиостанций

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано как малогабаритная антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к малогабаритным перестраиваемым антеннам

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах КНЧ диапазона. Технический результат - повышение энергии сигнала КНЧ диапазона без увеличения мощности радиопередатчика за счет того, что величина вертикального элемента антенны рассчитывается из условия обеспечения максимума вектора Пойнтинга, а горизонтальный элемент антенны при этом направлен на корреспондента, при этом антенна предназначена для зоны, в которой величина kr≤1, где k=2π/λ, r - расстояние до излучателя, а угол наклона θ=0…. π/2, в котором вектор имеет максимальное значение. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для построения малогабаритных приемопередающих антенн в комплексах подвижной связи, работающих в интересах пеших, мобильных и стационарных абонентов. Технический результат - повышение эффективности излучения антенны. Вибраторная антенна содержит вибратор, согласующее устройство, емкостную нагрузку и противовес, а согласующее устройство выполнено в виде двух отдельных элементов - удлиняющей катушки и трансформатора, каждый из которых выполнен на своем отдельном замкнутом сердечнике магнитопровода. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат - организация схемы параллельного питания; достижение требуемого усиления при неограниченном числе элементов; и создание простой конструкции. Для этого предложена компактная вертикальная антенная решетка с построением вибраторов на основе коаксиальных резонаторов, при отсутствии ограничений на число элементов и усиление. Она реализуется в виде вертикального стержня с возможностью размещения его в диэлектрическом укрытии, выполненном в форме трубы. Развязка между излучателями реализована посредством использования четвертьволновых коаксиальных резонаторов, которые конструктивно разделяют излучатели, где длины таких резонаторов реализуются укороченными на величину, определяемую из условия компенсации паразитных емкостей, возникающих между торцевыми поверхностями смежных вибраторов. Этим достигается независимое параллельное питание излучателей при их близком расположении и компактных размерах антенной решетки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве малогабаритных приемопередающих антенн в мобильных длинноволновых (ДВ), средневолновых (СВ) и коротковолновых (KB) радиостанциях. Вибраторная антенна содержит индуктивность, вибратор, электрически соединенный с одним концом этой индуктивности и представляющий собой объемный проводник, расположенный в магнитном поле индуктивности. Индуктивность выполнена на незамкнутом сердечнике магнитопровода, второй конец индуктивности соединен с одним из проводов питающей антенну двухпроводной электрической линии, другой провод которой одним концом заземлен на радиостанции, а второй конец этого провода находится в свободном состоянии. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, а именно: обеспечение использования одной и той же вибраторной антенны при смене рабочих частот, упрощение согласования вибраторной антенны с радиостанцией во время ведения сеансов связи. Кроме того, достигается снижение зависимости параметров антенны от окружающей среды, упрощение ее настройки при серийном производстве. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Приемная корабельная подсистема коротковолнового диапазона включает в себя аттенюаторы, фазовращатели, микроЭВМ и сумматоры. Причем микроЭВМ соединена с датчиками координат и курса, а также с аналого-цифровым преобразователем, который соединен с радиоприемниками. При этом сигналы от активных антенн разделяются с помощью широкополосного антенного устройства на требуемое количество каналов от 8 до 64 через коммутатор приемных антенн, а на вход радиоприемников подаются сигналы от активной антенной решетки либо от одиночных антенн. Технический результат заключается в обеспечении электромагнитной совместимости средств связи в условиях надводных кораблей. 2 ил.
Наверх