Бортовая антенна транспортного средства

 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антенным устройствам метрового диапазона. Цель: упрощение конструкции, снижение трудоемкости настройки, улучшение эксплуатационных характеристик и обеспечение устойчивой радиосвязи транспортного средства со стационарной антенной на участке подхода транспортного средства к остановочному пункту. Бортовая антенна транспортного средства содержит активный вибратор, рефлектор и директор, конструктивно объединенные в виде направленной антенны типа "волновой канал" метрового и дециметрового диапазонов волн. Новым в устройстве является то, что активный вибратор, рефлектор и директор выполнены в виде асимметричных элементов половинного, относительно симметричных антенн, размера и установлены в плоскую монтажную планку, имеющую сплошное механическое и электрическое соединение с материалом крыши транспортного средства, при этом направленная антенна образована ее реальными элементами и их зеркальными отображениями в проводящем экране, которым является крыша транспортного средства, активный вибратор подсоединен к фидеру через согласующий трансформатор, а директор и рефлектор установлены в монтажную планку с возможностью регулировки их положения с последующей фиксацией положения по результатам настройки. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенным устройствам метрового диапазона, устанавливаемым на транспортных средствах.

Известны многоэлементные направленные антенны метрового диапазона типа "волновой канал", содержащие активный вибратор, рефлектор и несколько директоров (авт. св. СССР N 576660, кл. H 01 Q 19/30).

Недостатками таких антенн являются большие габариты и искажение характеристик направленности при установке этих антенн над проводящей поверхностью крыши наземных транспортных средств.

Наиболее близким к изобретению является антенна транспортного средства (патент США N 3.383.694, кл. 343-833, 1968), состоящая из несимметричных вертикально расположенных активного вибратора, рефлектора и директора, установленные в горизонтальную металлическую планку с возможностью регулировки их взаимного положения.

Недостатком этой антенны является отрицательное влияние экранирующего действия проводящей поверхности металлической крыши вагона, обусловленное наличием расстояния между монтажной планкой антенны и крышей транспортного средства. Это влияние заключается в резком подъеме направления главного лепестка диаграммы направленности относительно горизонтальной плоскости, что приводит к уменьшению расстояния устойчивой радиосвязи или к полной потере радиосвязи между подвижным транспортным средством и взаимодействующим с ним пунктом.

Недостаточная прочность и эксплуатационная надежность конструкции антенны при установке ее на крыше движущегося электропоезда обусловлены наличием поворотного устройства и сильными ветровыми нагрузками, которые могут на него воздействовать.

Технический результат от использования изобретения заключается в снижении угла отклонения направления главного лепестка диаграммы направленности относительно горизонтальной плоскости и, как следствие, в увеличении расстояния устойчивой радиосвязи между подвижным транспортным средством и взаимодействующим с ним стационарным остановочным пунктом.

Дополнительный технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности конструкции антенны.

Этот технический результат достигается тем, что у бортовой антенны транспортного средства, содержащей несимметричные вертикальные активный вибратор, рефлектор и директор, установленные в горизонтальную металлическую планку с возможностью регулировки их взаимного положения, планка жестко укреплена на крыше вдоль транспортного средства и имеет электрический контакт с крышей транспортного средства.

На чертеже изображена антенна транспортного средства. Она состоит из активного вибратора 1, рефлектора 2 и директора 3, установленных вертикально на одной стороне плоской металлической планки 4 с возможностью регулировки их взаимного положения. Причем длины активного вибратора 1, рефлектора 2 и директора 3 составляют половину от длин соответствующих элементов симметричной антенны типа "волновой канал".

На чертеже также показаны согласующий трансформатор 5 и коаксиальный фидер 6.

Плоская металлическая планка 4 установлена вдоль транспортного средства непосредственно на проводящей крышке 7 транспортного средства, образуя с ней механическое и электрическое соединение. При этом вектор поляризации находится в вертикальной плоскости по направлению движения транспортного средства.

Принцип действия антенны состоит в следующем.

Электромагнитные колебания, возникающие в элементах антенны, наводят в экране, которым является крыша транспортного средства, индуцированную ЭДС.

По своему характеру это равнозначно добавлению к действительным элементам вибраторов 1, 2 и 3 их зеркальных отображений в экране крыши (мнимых вибраторов). Так как расстояние между металлической планкой 4 и крышей 7 отсутствует, а между ними имеется электрический контакт, то в результате обеспечивается работа антенны, эквивалентная по своему эффективному действию полноразмерной симметричной антенне, ось диаграммы направленности которой расположена параллельно относительно экранирующей поверхности крыши транспортного средства.

В связи с наличием потерь в металле крыши и влиянием подстилающей поверхности земли за пределами транспортного средства главный лепесток диаграммы направленности будет приподнят на небольшой угол относительно горизонтальной поверхности, но это превышение значительно меньше того превышения, которое имело бы место при отсутствии электрического контакта между планкой антенны и крышей транспортного средства.

Благодаря снижению угла превышения диаграммы направленности над горизонтальной поверхностью стационарная антенна остановочного пункта будет находиться в зоне главного лепестка диаграммы на протяжении большего интервала расстояний до транспортного средства, чем повышается надежность радиосвязи.

Механическое жесткое крепление планки антенны к крыше транспортного средства позволяет повысить механическую прочность и устойчивость к различным нагрузкам.

Формула изобретения

Бортовая антенна транспортного средства, содержащая несимметричные вертикальные активный вибратор, рефлектор и директор, установленные в горизонтальную металлическую планку с возможностью регулировки их взаимного положения, отличающаяся тем, что планка жестко укреплена на крыше вдоль транспортного средства и имеет электрический контакт с крышей транспортного средства.

РИСУНКИ

Рисунок 1