Плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при изготовлении антенно-фидерных устройств. Техническим результатом является повышение коэффициента усиления шлейф-антенны на 12...20 дБ, увеличение дальности и надежного обеспечения связи при работе ее в составе радиолинии - до 600 км, повышение мобильных свойств, обеспечение возможности быстрого развертывания и свертывания. Антенна содержит две боковые ромбические металлические секции (РМС), среднюю РМС, первый основной шлейф, второй основной шлейф, проходящий параллельно первому, оба основных шлейфа подсоединены к внешним вершинам РМС в трех точках: по краям и в средней точке, симметричный фидер, образованный двумя параллельными коаксиальными кабелями, подключаемыми центральными жилами внутри антенны к вершинам боковых РМС в противоположных точках, а экранными оболочками к смежным с ними вершинам средней РМС. Устройство снабжено четырьмя дополнительными короткими шлейфами. РМС шлейф-антенны совмещены с надувными подушками ромбической формы путем пропускания РМС через сквозные отверстия, выполненные по периметру по краям надувных подушек. Дополнительные короткие шлейфы сдвинуты на 1/8 ширины антенны параллельно основным шлейфам и электрически соединены с боковыми сторонами РМС. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике связи, а именно к антенной технике, располагаемой у самой поверхности земли либо расположенной непосредственно на земле.

Известно устройство - плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна, содержащая две боковые ромбические металлические секции, первый шлейф и второй шлейф, проходящий параллельно первому, концы которых подсоединяются к внешним вершинам секций антенны [1].

Известно также другое устройство - плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна, содержащая две боковые ромбические металлические секции, среднюю ромбическую секцию, первый основной шлейф, второй основной шлейф, проходящий параллельно первому, подсоединяемые к внешним вершинам секций в трех точках: по краям и в средней точке, симметричный фидер, образованный двумя параллельными радиочастотными кабелями, подключаемыми центральными жилами внутри антенны к вершинам боковых секций в противоположных точках, а экранными оболочками к смежным с ними вершинам средней секции [2].

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранная в качестве прототипа плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна [2], которая в отличие от аналога содержит две боковые ромбические металлические секции и среднюю ромбическую секцию, первый основной шлейф, второй основной шлейф, проходящий параллельно первому, подсоединяемые к внешним вершинам секций в трех точках: по краям и в средней точке, симметричный фидер, образованный двумя параллельными радиочастотными кабелями, подключаемыми центральными жилами внутри антенны к вершинам боковых секций в противоположных точках, а экранными оболочками к смежным с ними вершинам средней секции.

Недостатком известного устройства [2] является следующее. При расположении плоскостной, стелющейся у поверхности земли шлейф-антенны из ромбических металлических секций за счет близости реальной земли и границы раздела «воздух-земля» значительно снижается коэффициент усиления антенны. Для повышения коэффициента усиления антенны в этом случае необходимо выполнять объемную изоляцию излучающих проводов антенны. Изолирование с помощью твердых диэлектрических материалов с уменьшенными потерями энергии в них, возможное в условиях стационарного варианта размещения антенны является дорогостоящим. Теряется мобильность в перемещении антенны совместно с перемещением радиопередатчика.

Для устранения недостатков плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна, содержащая две боковые ромбические металлические секции, среднюю ромбическую металлическую секцию, первый основной шлейф, второй основной шлейф, проходящий параллельно первому, причем оба шлейфа подсоединены к внешним вершинам ромбических металлических секций в трех точках: по краям и в средней точке, симметричный фидер, образованный двумя параллельными коаксиальными кабелями, подключенными центральными жилами внутри антенны к вершинам боковых ромбических металлических секций в противоположных точках и экранными оболочками к смежным с ними вершинам средней ромбической металлической секции, ромбические металлические секции совмещены с надувными подушками ромбической формы путем пропускания проводов ромбических металлических секций через сквозные отверстия, выполненные по краям надувных подушек по периметру. Кроме того, для поддержания достаточного согласования антенны с фидером введены четыре дополнительных коротких шлейфа, сдвинутых на 1/8 ширины антенны, параллельно основным шлейфам, электрически соединенных с боковыми сторонами ромбических секций. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличает наличие новых блоков: надувных подушек ромбической формы, в сквозных отверстиях которых протянуты металлические провода антенны, четырех коротких дополнительных шлейфа, располагаемых внутри шлейф-антенны, вне ее секций.

Таким образом, заявленное устройство - плоскостная, стелющаяся у поверхности земли, шлейф-антенна соответствует критериям изобретения «новизна». Сравнение заявленного технического решения с другими техническими решениями показывает, что применение плоскостных, стелющихся у поверхности земли, шлейф-антенн с ромбическими секциями известно.

Однако при их введении в указанной связи, когда ромбические металлические секции совмещены с надувными подушками ромбической формы путем пропускания проводов секций через сквозные отверстия, выполненные по краям надувных подушек по периметру, и при введении четырех дополнительных коротких шлейфов, сдвинутых на 1/8 ширины антенны, параллельно основным шлейфам, и электрически соединенных с боковыми сторонами ромбических секций, плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна проявляет новые свойства:

повышается коэффициент усиления шлейф-антенны, увеличиваются надежность связи при работе ее в составе радиолинии, возможности по быстрому развертыванию и свертыванию, повышается мобильность.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критериям «существенные отличия».

На чертеже изображен общий вид плоскостной, стелющейся у поверхности земли шлейф-антенны.

Плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна содержит ромбовидные боковые секции 1, 2, среднюю ромбовидную секцию 3, первый основной шлейф 4, второй основной шлейф 5, надувные подушки (матрацы) 6, 7, 8, дополнительные шлейфы 9, 10, 11, 12, штуцеры наддува воздуха в надувные подушки (матрацы) 13, 14, 15, фидер питания 16, состоящий из коаксиальных кабелей 17, 18 с центральными жилами соответственно 19, 20 и экранными оболочками 21, 22 в них.

Антенна работает следующим образом.

Мощность высокочастотного сигнала от передатчика по радиочастотным кабелям 17 и 18, составляющим симметричный фидер 16, подводится не в одну точку - центр симметрии антенны, а в две точки (19 и 21) и (20 и 22), вынесенные симметрично от центра в плечи вибратора. Такое питание обеспечивает более равномерное распределение тока (его синфазных и противофазных составляющих) вдоль активной и пассивной частей шлейф-антенны, что приводит к повышению коэффициента полезного действия и, соответственно, коэффициента усиления антенны. Этой же цели служит удаление непосредственно от земли проводов секций вибраторов за счет наддува подушек. Более равномерный уровень согласования антенны с фидером обеспечивается введением дополнительных шлейфов, располагаемых внутри антенны.

Проведенные исследования электрических характеристик технического решения показали, что при наддуве подушек до толщины в 10 см коэффициент усиления антенны в диапазоне коротких волн возрастает на 12...20 дБ по сравнению с такой же антенной без выполнения наддува, что позволяет обеспечить радиосвязь на расстояние до 600 км.

Источники информации

1. Фидельман В.Е. Пластинчатые антенны у границы материальных сред. - М., издание 16 ЦНИИИ МО РФ, 2001, стр.237, вибратор ДРВГ2Ш, рис.69а.

2. Фидельман В.Е. Пластинчатые антенны у границы материальных сред. - М., издание 16 ЦНИИИ МО РФ, 2001, стр.239, вибратор ТРВГ2Ш, рис.2.71а.

Плоскостная, стелющаяся у поверхности земли шлейф-антенна, содержащая две боковые ромбические металлические секции, среднюю ромбическую металлическую секцию, первый основной шлейф, второй основной шлейф, проходящий параллельно первому, причем оба основных шлейфа подсоединены к внешним вершинам ромбических металлических секций в трех точках: по краям и в средней точке, симметричный фидер, образованный двумя параллельными коаксиальными кабелями, подключенными центральными жилами внутри антенны к вершинам боковых ромбических металлических секций в противоположных точках, а экранными оболочками - к смежным с ними вершинам средней ромбической металлической секции, отличающаяся тем, что она снабжена четырьмя дополнительными короткими шлейфами, ромбические металлические секции антенны совмещены с надувными подушками ромбической формы путем пропускания проводов ромбических металлических секций через сквозные отверстия, выполненные по краям надувных подушек по периметру, дополнительные короткие шлейфы сдвинуты на 1/8 ширины антенны параллельно основным шлейфам и электрически соединены с боковыми сторонами ромбических металлических секций.