Настраиваемая спиральная антенна

 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемно-передающих антенн для портативной УКВ-радиостанции. Задача изобретения - получение простой конструкции антенны с обеспечением настройки антенны на заданную частоту при высоких энергетических характеристиках. Поставленная задача решается тем, что настраиваемая спиральная антенна содержит два спиральных элемента: первый спиральный элемент, имеющий нижний конец, образующий вместе с корпусом радиосредства вход антенны и верхний разомкнутый конец, являющийся основным излучателем антенны, и второй спиральный элемент, соосный с первым и изолированный от него, диаметр и шаг намотки которого совпадают с диаметром и шагом намотки первого спирального элемента, расположенный у верхнего конца первого элемента так, что часть витков второго спирального элемента размещена между витками первого и имеется возможность перемещения второго элемента относительно первого путем поворота вокруг общей оси. Перемещением второго спирального элемента обеспечивается настройка антенны на заданную частоту. 3 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемно-передающей антенны для портативной УКВ-радиостанции.

Известной и наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является выбранная в качестве прототипа антенна УКВ-диапазона, содержащая спиральный элемент, имеющий нижний конец, который вместе с корпусом радиосредства образует вход антенны и верхний разомкнутый конец. Элемент настройки антенны выполнен в виде спирального элемента, гальванически связанного с первым, ось которого перпендикулярна оси первого элемента, а внутри расположена изолирующая трубка, в которой установлен с возможностью перемещения магнитный сердечник. При перемещении магнитного сердечника внутри изолирующей трубки изменяется индуктивность антенны и обеспечивается настройка антенны на заданную частоту.

Недостатком известной антенны являются относительная сложность конструкции и неизбежные потери ВЧ-энергии, связанные с потерями в магнитном сердечнике.

Задача изобретения упрощение конструкции антенны и повышение ее энергетических характеристик.

Поставленная задача достигается тем, что второй спиральный элемент имеет разомкнутые концы, расположен соосно с первым и изолирован от него, диаметр и шаг намотки этого элемента совпадают с диаметром и шагом намотки первого элемента, а сам элемент расположен у верхнего конца первого элемента так, что часть его витков размещена между витками первого с возможностью перемещения второго элемента относительно первого путем поворота вокруг общей оси.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая спиральная антенна отличается новой конструкцией второго спирального элемента: элемент выполнен с разомкнутыми концами; новыми взаимными связями: второй спиральный элемент расположен соосно с первым и изолирован от него, часть витков второго спирального элемента размещена между витками первого с возможностью перемещения второго элемента относительно первого путем поворота вокруг общей оси; новыми размерами: геометрическая длина антенны определяется суммарной длиной первого и второго спиральных элементов; диаметр и шаг намотки второго элемента совпадают с диаметром и шагом намотки первого спирального элемента.

Таким образом, изобретение соответствует критерию "новизна".

На фиг.1 представлен эскиз предлагаемой антенны; на фиг.2 то же, возможный вариант; на фиг.3 экспериментальные характеристики согласования изготовленного варианта конструкции антенны при трех положениях элемента настройки (второго спирального элемента).

Антенна (фиг.1) содержит первый спиральный элемент 1, нижний конец которого вместе с корпусом радиосредства образует вход антенны 2 и второй спиральный элемент 3, соосный с первым и изолированный от него, диаметр и шаг намотки которого совпадают с диаметром и шагом намотки первого элемента, при этом часть витков второго спирального элемента размещена между витками первого и имеется возможность перемещения второго элемента относительно первого путем поворота вокруг общей оси.

Спиральная антенна работает следующим образом.

При перемещении второго спирального элемента относительно первого путем поворота вокруг общей оси меняется количество витков, входящих в зацепление. При этом меняется электрическая длина спиральной антенны и осуществляется настройка антенны на заданную частоту. В случае, когда все витки второго спирального элемента находятся между витками первого, антенна имеет самую короткую электрическую длину, равную электрической длине первого спирального элемента и соответственно верхнюю рабочую частоту диапазона настройки. В случае, когда всего лишь два-три витка второго спирального элемента находятся между витками первого, антенна имеет максимальную электрическую длину и соответственно нижнюю рабочую частоту диапазона настройки. В случае, когда приблизительно половина витков второго спирального элемента находится между витками первого, антенна настраивается на заданную частоту. Таким образом осуществляется настройка антенны как вверх, так и вниз по частоте.

Возможный вариант конструкции антенны приведен на фиг.2. Первый спиральный элемент 1, нижним концом связанный с ВЧ-разъемом 2, и второй спиральный элемент 3 могут быть выполнены из провода марки ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Оба спиральных элемента смонтированы внутри диэлектрической трубки 4, прозрачной для ВЧ-излучения, выполненной, например из полиэтилена. Диэлектрическая трубка обеспечивает соосность спиральных элементов и является корпусом устройства.

Первый спиральный элемент содержит 36 витков при осевой длине намотки 95 мм, второй спиральный элемент 9 витков при осевой длине 20 мм. Диаметр и шаг намотки обоих элементов одинаковы и равны соответственно 10 и 3 мм.

На фиг.3 приведены экспериментальные характеристики согласования изготовленного варианта конструкции антенны при трех положениях элемента настройки (второго спирального элемента).

Формула изобретения

Спиральная антенна для портативной радиостанции, содержащая первый спиральный элемент, имеющий нижний конец, образующий вместе с корпусом радиосредства вход антенны, верхний разомкнутый конец и элемент настройки, выполненный в виде второго спирального элемента, отличающаяся тем, что второй спиральный элемент имеет разомкнутые концы, расположен соосно с первым и изолирован от него, диаметр и шаг намотки этого элемента совпадает с диаметром и шагом намотки первого элемента, а сам элемент расположен у верхнего конца первого элемента так, что часть его витков размещена между витками первого с возможностью перемещения второго элемента относительно первого путем поворота вокруг общей оси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2