Поляризационно-изотропная антенна

 

Использование: ненаправленная УКВ приемопередающая антенна для связи с неориентированными по направлению корреспондентами. Сущность изобретения: поляризационно-изотропная антенна содержит два плоских излучателя в виде квадратных рамок, которые расположены взаимно перпендикулярно вокруг общей вертикальной оси симметрии. В каждой рамке имеется ряд отрезков проводников, соединенных со сторонами и сходящихся к ее центру. Имеется три питающих фидера. Стороны обеих рамок выбраны не менее 0,25 λ_макс 7 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и в частности может быть использована в качестве ненаправленной УКВ приемопередающей антенны для связи с тористированными по направлению корреспондентами, например находящимся на подвижном объекте.

Цель изобретения - повышение коэффициента усиления, расширение диапазона рабочих частот и снижение габаритов.

На фиг. 1 показана предлагаемая антенна, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3-5 - рисунки, поясняющие конструкцию антенны; на фиг. 6 и 7 - результаты экспериментальных исследований.

Поляризационно-изотропная антенна состоит из двух плоских излучателей в виде квадратных рамок 1 и 2, к сторонам которых подключены введенные отрезки 3 проводников, первого 4, второго 5 и третьего 6 питающих фидеров и элемента.

В центре антенны в элементе 7 отрезки 3 подключены к фидерам 4-6. Фидер 4, уложенный вдоль нижней и левой боковой сторон рамки 1 в элементе 7, подключен экранной оболочкой к сходящимся в центре концам отрезков 3, подключенных к боковой стороне б рамки 1 (точка К), а центральной жилой - к концам отрезков 3, подключенных к другой стороне б рамки 1 (точка К). Фидер 5 подключен аналогично к отрезкам 3, относящимся к рамке 2. Фидер 6 подключен в центре антенны экраном к отрезкам 3, подключенным к нижним сторонам рамок 1 и 2 (точка т), а центральной жилой - к отрезкам 3, подключенным к верхним сторонам рамок 1 и 2 (точка т). Конструктивно элемент может быть выполнен из диэлектрика либо из металла. Во втором случае распайка фидеров выполняется через проходные изоляторы.

В общем случае рамки 1 и 2 могут иметь и другую форму, например прямоугольную, ромбическую, круглую и т. д. Однако, при форме, отличающейся от квадратной, сложнее достигнуть симметрии конструкции, что приводит к уменьшению развязки между каналами.

Поляризационно-изотропная антенна работает следующим образом.

При подключении фидера 4 отрезки 3, относящиеся к рамке 1, и рамка 1 образуют симметричный горизонтальный петлевой вибратор (см. фиг. 3). Отрезки 3, подключенные к боковым сторонам б-б' рамки 1, образуют плечи этого вибратора, а отрезки 3, подключенные к верхней и нижней сторонам, совместно с проводом нижний и верхней сторон рамки 1, - распределенные шунты. При таком включении достигается высокое качество согласования антенны в широком диапазоне частот.

Аналогично работает вибратор, образованный проводами рамки 2 при подключении к ним фидера 5 (см. фиг. 3).

Средние точки нижних и верхних сторон рамок 1 и 2 находятся под нулевым потенциалом, что дает возможность их электрического соединения в этих точках. Учитывая симметрию системы и ортогональность рамок, такое соединение обеспечивает не только полную развязку вибраторов, но и требуемую жидкость конструкции.

При подключении фидера указанным образом отрезки 3, подключенные к верхним и нижним сторонам рамок 1 и 2, образуют объемный вертикальный вибратор, а отрезки 3, подключенные к боковым сторонам рамок 1 и 2, сами боковые стороны рамок образуют симметрично расположенные четыре распределенных шунта (см. фиг. 5), т. е. к входу третьего излучателя подключены одновременно собственное сопротивление вибратора (отрезки 3 от нижних и верхних стороны рамок 1 и 2), и сопротивление линий (примыкающие проводники боковых и нижних или верхних сторон рамок) и сопротивление шунта (отрезки 3 от боковых сторон рамок 1 и 2).

Таким образом провода системы используются дважды. Поэтому получено существенное снижение размеров конструкции.

В совокупности система в любом направлении обеспечивает возможность излучения (приема) всех трех ортогональных компонент поля и формирует близкую к изотропной суммарную амплитудную ДН в верхнем полупространстве. (56) Мейнке Х. и Гундлах Ф. В. Радиотехнический справочник, М. -Л. : 1960, т. 1, с. 354.

Формула изобретения

ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ИЗОТРОПНАЯ АНТЕННА, содержащая два плоских излучателя, установленных взаимно перпендикулярно вокруг одной оси симметрии, первый и второй питающие фидеры, отличающаяся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, расширения диапазона рабочих частот и снижения габаритов, излучатели выполнены в виде квадратных рамок, при этом стороны обеих квадратных рамок выбраны не менее 0,25 λ_мах, верхние и нижние стороны их в точках пересечения электрически соединены, к сторонам каждой квадратной рамки подключены введенные отрезки проводников, радиально сходящиеся к ее центру, первый и второй питающие фидеры подключены соответственно к концам отрезков проводников, сходящихся от вертикальных сторон первой и второй квадратных рамок к центру, причем экраны подключены к отрезкам проводников от одной стороны соответствующей квадратной рамки, а центральные жилы - к отрезкам проводников другой стороны соответствующей квадратной рамки, введен третий питающий фидер, который подключен экраном к концам отрезков проводников , сходящихся к центру от нижних сторон первой и второй квадратных рамок, а центральной жилой - к концам отрезков проводников, сходящихся в центре от верхних сторон первой и второй квадратных рамок, при этом в каждой из квадратных рамок два смежных отрезка проводников, подключенные к смежным сторонам квадратной рамки, параллельны и расположены на расстоянии (0,005 - 0,01) λ_мах , где λ_мах - максимальная длина волны рабочего диапазона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7