Двухдиапазонная вертикальная антенна

Изобретение относится к сверхширокополосным антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Двухдиапазонная вертикальная антенна содержит основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя два симметричных вертикальных диполя, представляющих собой электропроводные трубы диаметром D1 и длиной L1, и согласующее устройство, через которое каждый из диполей соединен с линией питания. Антенна снабжена двумя дополнительными симметричными вертикальными диполями, каждый из которых соединен с линией питания через упомянутое согласующее устройство, представляющее собой широкополосный трансформатор. Один из упомянутых диполей, ближайший к основанию, образован внешней трубой диаметром D2, выполненной из стеклопластика, в которой коаксиально расположена соответствующая внутренняя труба диаметром D1, выполненная из стеклопластика. Второй диполь образован втулкой диаметром D2, выполненной из полиамидного материала, в которой коаксиально расположена вторая труба диаметром D1. Наружная поверхность внутренней трубы на длину L1, а наружная поверхность внешней трубы и втулки на длину L2 < L1 покрыты слоем электропроводного адгезивного материала, поверх которого нанесен слой медной фольги. Изобретение обеспечивает расширение диапазона рабочих частот антенны и уменьшение ее веса при одновременном сохранении прочности и стойкости ее конструкции, а также простоты изготовления. 5 ил.

 

Изобретение относится к области антенных устройств, а именно, к сверхширокополосным антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, и может найти применение в приемопередающих устройствах систем передачи информации, в частности, использоваться в качестве передающей и приемной антенны для радиосвязи с возимыми или базовыми радиостанциями.

Известна двухдиапазонная вертикальная антенна, устанавливаемая на транспортное средство (см. CN 206650164 U, МПК H01Q 1/32, 1/36, 1/50, 17.11.2017). Известная антенна содержит основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя два симметричных вертикальных диполя (для работы в высокочастотном (225-512 МГц) диапазоне), представляющие собой металлические трубы, и согласующее устройство, через которое каждый из диполей соединен с линией питания, представляющее собой параллельный LC-контур. Для работы в низкочастотном (30-88 МГц) диапазоне излучающая часть снабжена дополнительным излучателем, также представляющим собой металлическую трубу, расположенным под упомянутыми диполями и электрически соединенным с ними и линией питания через дроссель. Данная известная антенна является наиболее близким аналогом заявленной антенны.

Недостаток известной антенны состоит в ее недостаточной широкополосности, что ограничивает ее применение, а также относительно большом весе, обусловленном изготовлением излучателей металлическими, что затрудняет эксплуатацию антенны.

Техническая проблема, решаемая заявленным изобретением, состоит в создании двухдиапазонной вертикальной антенны, обладающей улучшенными радиотехническими и конструктивными характеристиками.

При этом достигается технический результат, заключающийся в расширении диапазона рабочих частот антенны (от 30 МГц до 520 МГц) и уменьшении ее веса при одновременном сохранении прочности и стойкости ее конструкции, а также простоты изготовления.

Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается в двухдиапазонной вертикальной антенне, содержащей основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя два симметричных вертикальных диполя, представляющие собой электропроводные трубы диаметром D1 и длиной L1, и согласующее устройство, через которое каждый из диполей соединен с линией питания, которая снабжена двумя дополнительными симметричными вертикальными диполями, каждый из которых соединен с линией питания через упомянутое согласующее устройство, представляющее собой широкополосный трансформатор, при этом один из упомянутых дополнительных диполей, ближайший к основанию, образован внешней трубой диаметром D2, выполненной из стеклопластика, в которой коаксиально расположена соответствующая внутренняя труба диаметром D1, выполненная из стеклопластика, а второй диполь образован втулкой диаметром D2, выполненной из полиамидного материала, в которой коаксиально расположена вторая труба диаметром D1, а наружная поверхность внутренней трубы на длину L1, а наружная поверхность внешней трубы и втулки на длину L2 < L1 покрыты слоем электропроводного адгезивного материала, поверх которого нанесен слой медной фольги.

Далее возможные варианты исполнения изобретения подробно объясняются со ссылкой на фигуры.

На фиг. 1а приведено изометрическое изображение заявленной антенны в процессе сборки.

На фиг. 1b приведено изометрическое изображение заявленной антенны после сборки.

На фиг. 2а приведено изометрическое изображение переходной части и основания заявленной антенны в одном из вариантов выполнения, с частичным вырезом.

На фиг. 2b приведено изображение основания заявленной антенны, вид снизу.

На фиг. 3 приведено изометрическое изображение «нижней половины» излучающей части заявленной антенны в одном из вариантов выполнения, с частичным вырезом.

На фиг. 4 приведено изображение «верхней половины» излучающей части заявленной антенны в одном из вариантов выполнения, вид снизу.

На фиг. 5 приведено схематическое изображение электрических соединений заявленной антенны.

Антенна, показанная на фиг. 1а и фиг. 1b, содержит основание I, переходную часть II и излучающую часть III. Переходная часть II связывает основание I с излучающей частью III. Излучающая часть III включает в себя две пары симметричных вертикальных диполей, предназначенных, соответственно, для работы на двух частотных диапазонах.

В частном варианте выполнения, показанном на фиг. 2а и фиг. 2b, основание I содержит корпус 1, выполненный из полиамидного материала, и соединенный с ним металлический фланец 2. В металлическом фланце 2 расположены два высокочастотных разъема 3а и 3b (например, серии TNC), один из которых предназначен для приема и передачи сигналов УКВ-диапазона, а второй – сигналов ГНСС, для чего в полости корпуса 1 расположен соответствующий модуль 4 Глонасс/GPS. Для обеспечения герметичности полость залита полиуретановой пеной. В полости корпуса 1 также проходит линия питания (фидер) 5, соединенная с упомянутыми разъемами 3а и 3b.

Переходная часть II имеет участок, снабженный пружинным амортизатором 6. В верхней части переходной части II (над амортизатором 6) имеется втулка 7, в которой расположен высочастотный разъем (вилка) 8а, что позволяет соединить фидер 5 с соответствующим диполем в процессе сборки антенны, посредством соединения вилки 8а с высокочастотным разъемом (розеткой) 8b (показана на фиг. 3).

Втулка 7 выполнена из полиамидного материала и имеет в верхней (относительно основания) части резьбу Эдисона. Резьба Эдисона примечательна тем, что имеет повышенную сопротивляемость к динамическим нагрузкам, хорошо свинчивается и развинчивается в условиях повышенной загрязненности и имеет больший ресурс при эксплуатации.

«Нижняя половина» излучающей части III, показанная на фиг. 3, состоит из двух коаксиальных электропроводных труб 9а и 9b длиной L1.

Внутренняя и внешняя трубы 9а и 9b выполнены из стеклопластика, в качестве которого может быть использован, например, ВПС-48/120. В качестве стеклопластика также может быть использован любой другой подходящий стеклопластик, в частности, выбранный в соответствии с ГОСТ 27380-87. Наружная поверхность трубы 9а на всю длину L1, а трубы 9b - на длину L2 < L1 (в частном варианте выполнения, на длину 120 мм), от конца трубы 9b, отдаленного от основания I, покрыта слоем электропроводного адгезивного материала (например, эпоксидной смолы), поверх которого нанесен слой медной фольги (т.н. «медный скотч»), что обеспечивает электропроводность труб 9а и 9b.

Во внутреннем пространстве между трубами 9а и 9b расположен фильтр 10, представляющий собой набор ферритовых колец.

Для соединения описанной выше «нижней части» излучающей части III с основанием I на соответствующем конце трубы 9b расположена цилиндрическая втулка 11, выполненная из полиамидного материала, с резьбой Эдисона во внутренней части. Внутри втулки 11 последовательно расположены высокочастотный разъем (розетка) 8b и дроссель на одном ферритовом кольце 12 для подавления синфазных токов.

На противоположном конце трубы 9b расположена цилиндрическая разрезная втулка 13, выполненная из полиамидного материала. Внутри втулки 13 последовательно расположены согласующий широкополосный трансформатор 14 (выполненный на ферритовом кольцевом сердечнике) и контактный конус 15, служащий для обеспечения электрического контакта с соответствующим диполем. Во внутренней части втулки 13 имеется резьба Эдисона, служащая для обеспечения механического соединения описанной выше «нижней половины» с «верхней половиной» излучающей части III.

Для исключения воздействия внешних факторов описанная выше «нижняя половина» излучающей части III помещена в кожух 16, выполненный из термоусаживаемого полимерного материала, например, из полиолефина.

В качестве кожуха может быть, в частности, использована коммерчески доступная термоусаживаемая трубка ТУТ.

«Верхняя половина» излучающей части III, показанная на фиг. 4, включает в себя диполь, представляющий собой электропроводную (например, алюминиевую) трубу 17 длиной L1. Допускается использование для изготовления трубы 17 любого другого подходящего электропроводящего материала, в частности, латуни, меди, стали или алюминиевого сплава (например, АМг5 или АМг6).

Для облегчения соединения трубы 17 с трубой 9а внутри соответствующего конца трубы 17 выполнена конусная проточка. Труба 17 расположена во втулке 18, выполненной из полиамидного материала, наружная поверхность которой на длину L2 < L1 (в частном варианте выполнения, на длину 120 мм), от конца втулки 18, ближайшего к основанию I, покрыта слоем электропроводного адгезивного материала, поверх которого нанесен слой медной фольги.

Во внутреннем пространстве между трубой 17 и втулкой 18 размещен фильтр синфазных токов 19, представляющий собой набор ферритовых колец.

Заявленная антенна представляет собой сверхширокополосную коллинеарную антенну. Внутренняя труба 9а и труба 17 выполняют функцию первой пары симметричных вертикальных диполей, в частности, для работы в МВ-диапазоне. Электропроводные участки внешней трубы 9b и втулки 18 выполняют функцию второй пары симметричных вертикальных диполей, в частности, для работы в ДМВ-диапазоне. Неэлектропроводные участки внешней трубы 9b и втулки 18 обеспечивают прочность и стойкость конструкции антенны в целом.

Конструкция антенны позволяет использовать при изготовлении ее основных узлов элементы, выполненные, большей частью, из неметаллических материалов, обладающие, вследствие этого, малым весом (в шесть раз меньше, чем у аналогичных элементов, выполненных из металлических сплавов), высокой коррозионной и климатической стойкостью и стойкостью к износу, прочностными характеристиками, сопоставимыми с прочностными характеристиками аналогичных элементов, выполненных из металлических сплавов, достаточно легко подвергающиеся механической обработке (точение, фрезерование).

Двухдиапазонная вертикальная антенна, содержащая основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя два симметричных вертикальных диполя, представляющих собой электропроводные трубы диаметром D1 и длиной L1, и согласующее устройство, через которое каждый из диполей соединен с линией питания, отличающаяся тем, что снабжена двумя дополнительными симметричными вертикальными диполями, каждый из которых соединен с линией питания через упомянутое согласующее устройство, представляющее собой широкополосный трансформатор, при этом один из упомянутых диполей, ближайший к основанию, образован внешней трубой диаметром D2, выполненной из стеклопластика, в которой коаксиально расположена соответствующая внутренняя труба диаметром D1, выполненная из стеклопластика, а второй диполь образован втулкой диаметром D2, выполненной из полиамидного материала, в которой коаксиально расположена вторая труба диаметром D1, а наружная поверхность внутренней трубы на длину L1, а наружная поверхность внешней трубы и втулки на длину L2 < L1 покрыты слоем электропроводного адгезивного материала, поверх которого нанесен слой медной фольги.



 

Похожие патенты:

Способ сканирования луча гибридной зеркальной антенны, отличающийся тем, что сканирование луча производят включением группы излучателей, при этом количество излучателей в группе одинаково для всех лучей, а смежные лучи формируются отключением крайнего излучателя группы с одной стороны и включением соседнего излучателя с другой стороны.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве антенны для излучения высокочастотного электромагнитного поля в диапазонах от УКВ до СДВ.

Изобретение относится к технике всенаправленных в горизонтальной плоскости антенн и может быть использовано в сетях беспроводных радиосистем, развернутых для работы с мобильными носителями, непредсказуемо изменяющими положение, используемыми в сильно пересеченных препятствиями средах и в системах, эксплуатируемых в условиях сложной электромагнитной обстановки, в том числе для Wi-Fi гаджетов, где круговая поляризация повышает надежность и дальность работы радиолиний.

Изобретение относится к антенной технике. Облучатель состоит из трех частей: рупора, модового преобразователя и возбуждающего устройства, в котором рупор состоит из конической секции с регулярной гофрированной поверхностью, образованной чередующимися канавками разной глубины, h0 и Н0, и примыкающей к ней радиальной секции с гофрированной поверхностью, образованной чередующимися канавками с постоянной глубиной h0 и с переменной глубиной Н, при этом ширина s и период чередования канавок w постоянны, а модовый преобразователь выполнен в виде гофрированной конической секции с углом расширения β=4°, которая имеет 2N+1 канавок различной конфигурации: N+1 канавок имеют ширину s, период чередования w и глубину h0, а расположенные между ними N канавок с периодом чередования w имеют переменное ступенчатое сечение глубиной НM с постоянным отношением глубины внутренней ступеньки к глубине внешней 1:2.

Малогабаритная антенна включает в себя: первый элемент (23), имеющий пару проводников с точкой (32) подачи мощности; и второй элемент (24) в качестве проводника, между которыми проложено диэлектрическое тело.

Ненаклонная многолучевая двухзеркальная антенна вынесенного облучения состоит из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, плоскость которой наклонена относительно горизонтальной, основного зеркала-рефлектора, имеющего форму параболы в плоскости, ортогональной плоскости дуги расположения облучателей, вспомогательного зеркала-контррефлектора в виде соосного параболе эллипса, вогнутого в сторону рефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно, дуга окружностей облучателей проходит через фокус эллипса, приближенного к рефлектору.

Изобретение относится к радиотехнике, к области антенной техники в диапазоне СВЧ-КВЧ и предназначено для использования в системах радиосвязи, радиопеленга, радионаблюдения и радиомониторинга.

Изобретение относится к радиотехнике, к области антенной техники в диапазоне СВЧ-КВЧ и предназначено для использования в системах радиосвязи, радиопеленга, радионаблюдения и радиомониторинга.

Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи через искусственные спутники Земли на геостационарной орбите, в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазоне волн.

Изобретение относится к антенной технике. Антенна портативного терминала содержит проводящий слой, расположенный на печатной плате портативного терминала; выемку, сформированную частично в проводящем слое; линию подачи питания, сформированную по выемке; первый излучатель, присоединенный к блоку подачи питания портативного терминала через линию подачи питания и включающий в себя часть проводящего слоя; и второй излучатель, присоединенный к каждому из блока подачи питания через линию подачи питания и заземляющей части портативного терминала и включающий в себя другую часть проводящего слоя.
Наверх