Оттяжка мачтовой антенны

 

Использование: в антеннах средневолнового и длинноволнового диапазонов с излучающими мачтами. Сущность изобретения: параллельно несущему металлическому тросу 1 расположен провод 2, секционированный изоляторами 3 на отрезки. Нижний конец каждого отрезка, кроме нижнего, соединен с тросом 1 посредством катушки 4 индуктивности. Нижний отрезок провода 2 соединен с землей через реактивное сопротивление 6, а верхним концом с тросом 1 в точке подключения катушки индуктивности предыдущего отрезка провода. 2 ил.

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано при строительстве антенн СВ- и ДВ-диапазонов с излучающими мачтами.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является оттяжка мачтовой антенны, в которой вместо секционирования несущего металлического троса изоляторами параллельно несущему тросу натянут облегченный провод, вверху изолированный от мачты, а внизу соединенный с несущим тросом. При этом, если электрическая длина троса равна четверти длины волны, то нижний конец дополнительного провода соединен с землей. Если электрическая длина троса меньше четверти длины волны, то нижний конец дополнительного провода соединен с землей через отрезок длинной линии. Если электрическая длина троса несколько больше четверти длины волны, то перемычка между несущим тросом и проводом расположена на некотором расстоянии от земли, а нижний конец провода изолирован от земли.

Недостатком данной оттяжки является то, что токи по несущему тросу и проводу хотя и могут быть противофазны, но имеют разную амплитуду, при этом оттяжка становится излучающей, что в ряде случаев ухудшает электрические характеристики мачтовой антенны.

Поскольку ток в несущем тросе замыкается в землю, ток в проводе определяется только электромагнитной связью между проводом и тросом. Эта связь неполная, поэтому соответствующие токи могут быть противофазны, но не равны по амплитуде. Вследствие этого оттяжка в целом начинает излучать, несмотря на то, что ток в верхнем конце несущего троса может быть равен нулю. Данные выводы подтверждаются и при строгом электродинамическом анализе численными методами на ЭВМ.

Задачей изобретения является уменьшение излучения оттяжки и повышение надежности ее работы.

Данная задача решается за счет того, что параллельно несущему металлическому тросу подвешивается провод, секционированный на отрезки изоляторами, конец каждого из этих отрезков, расположенный дальше от мачты, подключен к несущему металлическому тросу через катушку индуктивности, несущий металлический трос соединен с землей, а нижний отрезок провода заземлен через реактивное сопротивление и верхним концом соединен с несущим металлическим тросом в точке подключения к тросу нижней катушки индуктивности.

При решении указанной задачи создается технический результат, обусловленный следующими соображениями. Место установки перемычек и величины реактивных сопротивлений выбираются таким образом, что токи в несущем тросе и проводе равны и противофазны, что устраняет излучение оттяжки мачтовой антенны. При этом потенциал мачты в точке присоединения провода распределяется между всеми отрезками провода, что уменьшает вероятность пробоя изолятора и повышает надежность работы оттяжки.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема оттяжки; на фиг.2 схема, поясняющая работу оттяжки.

Оттяжка мачтовой антенны состоит из несущего металлического троса 1, параллельного ему провода 2, изоляторов 3, катушек 4 индуктивности. Провод 2 секционирован на отрезки изоляторами 3, причем конец каждого из этих отрезков, расположенный дальше от мачты 5, подключен к несущему металлическому тросу 1 через катушку 4 индуктивности, несущий металлический трос 1 соединен с землей, а нижний отрезок провода 2 заземлен через реактивное сопротивление 6 и верхним концом соединен с несущим металлическим тросом в точке подключения к тросу нижней катушки индуктивности.

Оттяжка мачтовой антенны работает следующим образом.

Рассмотрим верхний участок оттяжки (фиг.2), состоящий из отрезка 7-8 несущего троса, отрезка 9-10 провода и катушки 4 индуктивности, к началу отрезка троса приложен потенциал мачты V. Весь участок представляет собой отрезок несимметричной длинной линии, разомкнутый на конце. При этом на конце линии всегда будет узел тока. Численный расчет описываемой оттяжки строгими методами показал, что независимо от длины участка всегда можно подобрать такую величину реактивного сопротивления, чтобы распределение тока по этой линии имело вид, как показано на фиг.2. При этом на входе отрезка троса будет узел тока, а токи I₁ и I₂ равны и противофазны. Без учета потерь входное сопротивление такой линии относительно земли равно бесконечности, а излучение системы из несущего троса и параллельного ему провода практически отсутствует.

Таким образом, подключение участка 9-10 провода к несущему тросу через правильно подобранное реактивное сопротивление Z эквивалентно включению в точку 7 несущего троса изолятора. Необходимая величина реактивного сопротивления Z зависит от длины отрезков троса и провода, диаметров несущего троса и провода, расстояния между ними. Если длины этих отрезков кратны нечетному числу четвертей рабочих длин волн, то реактивное сопротивление вырождается в перемычку. Все участки настраиваются аналогично. Для получения бесконечного сопротивления в точке 7 предпоследнего участка со стороны последнего участка нижний отрезок провода заземлен через реактивное сопротивление и верхним концом соединен с несущим металлическим тросом в точке подключения к тросу нижней катушки индуктивности. Данное реактивное сопротивление подбирается таким, чтобы получить со стороны последнего участка в точке 7 предпоследнего участка результирующее сопротивление, равное бесконечности.

Формула изобретения

ОТТЯЖКА МАЧТОВОЙ АНТЕННЫ, содержащая несущий металлический трос, нижним концом соединенный с землей, и расположенный параллельно ему провод с изоляторами, отличающаяся тем, что провод секционирован изоляторами на отрезки, нижний конец каждого из отрезков, кроме нижнего, соединен с несущим металлическим тросом посредством катушки индуктивности, нижний отрезок провода соединен нижним концом с землей через реактивное сопротивление, а верхним с несущим металлическим тросом в точке подключения к этому тросу катушки индуктивности предыдущего отрезка провода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2