Диапазонный симметричный вибратор



Диапазонный симметричный вибратор
Диапазонный симметричный вибратор
Диапазонный симметричный вибратор
Диапазонный симметричный вибратор

 


Владельцы патента RU 2407117:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для работы в качестве приемной и/или передающей антенны в составе диапазонных радиостанций. Техническим результатом является снижение массогабаритных показателей при сохранении его электрических параметров. Диапазонный симметричный вибратор (ДСВ) состоит из двух симметричных плеч (СП) (1, 1′), экранирующего элемента (ЭЭ) (2) и фидера (3), подключенного к плечам (1) ДСВ. Плечи 1 ДСВ выполнены в форме равнобедренных треугольников высотой НП и углом α при вершине, подключенной к фидеру (3). ЭЭ 2 выполнен в виде двух равнобедренных треугольников, установленных симметрично по обе стороны плеч (1, 1′). Плечи (1) ДСВ и ЭЭ (2) выполнены пластинчатыми и установлены в одной плоскости. Каждый треугольник, образующий ЭЭ (2), имеет высоту НЭ, длину основания DЭ и угол β при вершине, примыкающей к точкам подключения плеч (1, 1′) к фидеру (3), причем эти вершины электрически соединены. Приведены соотношения элементов конструкции, при которых достигается наибольший рабочий диапазон ДСВ. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к электродинамике, а именно к антенной технике, и, в частности, может быть использовано для работы в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с коротковолновыми (KB) или ультракоротковолновыми (УКВ) диапазонными радиостанциями.

Известные диапазонные УКВ антенны. Так, в книге: Гвоздев И.Н. и др. Характеристики антенн радиосистем связи. - Л.: ВАС, 1978, с.186-191, описаны диапазонные вибраторы: симметричный вибратор с компенсатором (Табл. 162, 163), объемный вибратор (Табл. 164), объемный шунтовый вибратор (Табл. 165), диапазонный плоскостной вибратор (Табл.168). Антенны обеспечивают широкополосную работу с приемлемым качеством согласования.

Недостатком известных антенн являются их большие массогабаритные характеристики.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленной является известная УКВ антенна Линденблада, описанная в книге А.А.Пистолькорса "Антенны", - М.: Связьиздат, 1947, с.408-411, рис.VIII 2.2., 2.8.

Антенна-прототип представляет собой симметричный вибратор (СВ), состоящий из двух плеч и экранирующего элемента (ЭЭ), установленного соосно с плечами вибратора и симметрично относительно точек питания плеч симметричного вибратора. Плечи СВ выполнены объемными в виде тел вращения. Подобным образом выполнен и ЭЭ, установленный с воздушным зазором относительно плеч СВ. Плечи СВ подключены к симметричному фидеру.

Антенна-прототип обеспечивает диапазонную работу с перекрытием по частоте не менее 60% и высоким качеством согласования.

Недостатком прототипа являются ее большие массогабаритные характеристики, ограничивающие ее применение в мобильных системах радиосвязи.

Целью изобретения является разработка диапазонного СВ, обладающего меньшими массогабаритными показателями, при сохранении его электрических параметров (качества согласования, диапазона рабочих частот, коэффициента усиления).

Поставленная цель достигается тем, что в известном диапазонном СВ, состоящем из двух плеч, подключенных к фидеру, и ЭЭ, установленного симметрично относительно точек подключения плеч к фидеру, плечи СВ и ЭЭ выполнены пластинчатыми и установлены в одной плоскости. Каждое из плеч СВ выполнено в форме равнобедренного треугольника высотой НП и с углом α при вершине, подключенной к фидеру. ЭЭ выполнен в виде двух одинаковых равнобедренных треугольников, каждый из которых имеет высоту НЭ, длину основания DЭ и угол β при вершине.

Вершины треугольников ЭЭ, примыкающие к точкам подключения плеч СВ к фидеру, электрически соединены. Примыкающие кромки плеч СВ и ЭЭ отстоят друг от друга на величину зазора Δ.

Высоты НП и угол α треугольных плеч СВ выбраны из условия НП≥0,16λmax, α=18-25°, где λmax - максимальная длина волны рабочего диапазона волн. Основание DЭ и высота HЭ треугольной пластины ЭЭ составляют соответственно DЭ=(0,9÷1,2)НП, HЭ=(0,18÷0,25)DЭ, а Δ=(0,01÷0,02)НП, β=180°-α. Плечи СВ подключены или к симметричному фидеру, или к несимметричному фидеру через симметрирующее устройство (СУ).

Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков в заявленной антенне обеспечивается широкополосная взаимная компенсация реактивностей, обусловленных собственно плечами вибратора и экранирующим элементом. При этом вся конструкция выполнена пластинчатой, что существенно снижает ее массу, т.е. обеспечивается достижение указанного технического результата.

Заявленный СВ поясняется чертежами, на которых показано:

на фиг.1 - общий вид антенны;

на фиг.2 - схемы подключения антенны к симметричному (фиг.2а) и несимметричному (фиг.2б) фидеру;

на фиг.3 - рисунки, поясняющие принцип работы антенны;

на фиг.4 - результаты сравнительных измерений качества согласования заявленной антенны и прототипа.

Диапазонный симметричный вибратор (ДСВ), показанный на фиг.1, состоит из двух симметричных плеч 1, 1', экранирующего элемента 2 и фидера 3, подключенного к плечам СВ. Плечи СВ 1, 1' и ЭЭ 2 выполнены пластинчатыми и расположены в одной плоскости.

Каждое плечо 1 СВ выполнено в форме равнобедренного треугольника высотой НП и с углом α при вершине, подключенной к фидеру 3 (точки а и а'), ЭЭ 2 выполнен в виде двух одинаковых равнобедренных треугольников, установленных симметрично по обе стороны плеч 1, 1' СВ. Каждый из треугольников, образующих ЭЭ 2, имеет основание длиной DЭ, высоту НЭ и угол β при вершине, примыкающей к точкам подключения плеч 1, 1' СВ к фидеру 3. Причем эти вершины треугольников ЭЭ 2 электрически соединены друг с другом (точка б). Примыкающие друг к другу кромки плеч 1, 1' СВ и ЭЭ 2 разнесены с зазором Δ. На фиг.2 показаны возможные варианты подключения плеч 1, 1' СВ к фидеру 3: к симметричному фидеру 3 (фиг.3а) или к несимметричному фидеру 3 через согласующее устройство (СУ) 4. Схемы согласующих устройств различного типа известны и описаны, например, в книге: Кочержевский Г.Н. Антенно-фидерные устройства. - М.: Связь, 1972, с.234-239, рис.11.4-11.7.

Заявленный ДСВ работает следующим образом. При подключении питания к точкам а-а' плеч 1, 1' СВ по ним протекает высокочастотный (в.ч) ток (см. также фиг.3а), который индуцирует в примыкающих кромках ЭЭ 2 высокочастотный ток обратного направления, замыкающийся по контуру каждого из треугольников ЭЭ 2. Это эквивалентно выносу точек возбуждения ДСВ в сечения с-с' (фиг.1 и фиг.3а). Т.е ДСВ можно представить в виде СВ, возбуждаемого в двух точках (фиг.3б). В свою очередь, такой СВ может быть представлен в виде суперпозиции двух ассиметрично возбуждаемых вибраторов (фиг.3е). Путем подбора геометрии ДСВ и выноса точек его возбуждения можно обеспечить широкополосную компенсацию реактивности собственно СВ, имеющую емкостной характер, и реактивности, обусловленной протеканием высокочастотных токов по контуру ЭЭ 2, имеющую индуктивный характер.

Оптимальные размеры элементов конструкции ДСВ, их форма и соотношение их размеров были установлены путем экспериментальной отработки опытных образцов. При этом было установлено, что наибольший рабочий диапазон по согласованию (коэффициент бегущей волны-КБВ) достигается при следующих размерах:

НП≥0,16λmax; α=18-25°; DЭ=(0,9÷1,2)НП;

HЭ=(0,18÷0,25)DЭ; β=180-α; Δ=(0,01÷0,02)НП.

Опытный образец, выполненный из медной фольги толщиной 0,1 мм, имел следующие размеры: λmax=1,125 м; НП=180 мм; α=20°; β=160°;

HЭ=35 мм; DЭ=173 мм; Δ=2 мм.

Волновое сопротивление фидера ρФ=50 Ом.

Измеренные значения КБВ в диапазоне 200-400 МГц (т.е. от ) показаны на фиг.4. Там же приведены значения КБВ для прототипа.

Полученные результаты показывают, что диапазон рабочих частот заявленной антенны при КБВ≥0,4 практически совпадает с диапазоном прототипа. Это указывает на возможность достижения технического результата при использовании заявленной антенны.

1. Диапазонный симметричный вибратор, состоящий из двух плеч, подключенных к фидеру, и экранирующего элемента, установленного симметрично относительно точек подключения плеч к фидеру, отличающийся тем, что плечи симметричного вибратора и экранирующий элемент выполнены пластинчатыми и установлены в одной плоскости, каждое плечо симметричного вибратора выполнено в форме равнобедренного треугольника высотой НП и с углом α при вершине, подключенной к фидеру, экранирующий элемент выполнен в виде двух одинаковых равнобедренных треугольников с высотами НЭ, длинами оснований DЭ и углами β при вершинах, примыкающих к точкам подключения плеч симметричного вибратора к фидеру и электрически подключенных друг к другу, причем примыкающие кромки плеч симметричного вибратора и экранирующего элемента отстоят друг от друга на величину зазора Δ.

2. Диапазонный симметричный вибратор по п.1, отличающийся тем, что высота НП и угол α треугольных плеч симметричного вибратора выбраны из условия НП≥0,16λmax, α=18÷25°, длина DЭ основания и высота НЭ каждого из треугольников экранирующего элемента составляют DЭ=(0,9÷1,2)HП, HЭ=(0,18÷0,25)DЭ, а зазор Δ=(0,01÷0,02)НП.

3. Диапазонный симметричный вибратор по п.1, отличающийся тем, что плечи симметричного вибратора подключены к симметричному фидеру или через симметрирующее устройство к несимметричному фидеру.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к антенной системе летательного аппарата. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в малогабаритных вибраторных антеннах для ведения радиосвязи и навигации как отдельная антенна, предназначенная для установки на борту летательного аппарата.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в малогабаритных вибраторных антеннах. .

Изобретение относится к области антенной техники и предназначено для использования в радиотехнических антеннах различного назначения. .

Изобретение относится к антеннам и используется в мобильных системах связи. .

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и может быть использовано в качестве приемопередающей антенны широкодиапазонной УКВ-радиостанции, устанавливаемой на транспортном средстве.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемных иди передающих антенн для связи с неориентированным корреспондентом. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве ненаправленной приемо-передающей антенны в системах подвижной радиосвязи. .

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано как малогабаритная антенна

Изобретение относится к антенной технике, а именно к малогабаритным перестраиваемым антеннам

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в радиопередающих устройствах КНЧ диапазона. Технический результат - повышение энергии сигнала КНЧ диапазона без увеличения мощности радиопередатчика за счет того, что величина вертикального элемента антенны рассчитывается из условия обеспечения максимума вектора Пойнтинга, а горизонтальный элемент антенны при этом направлен на корреспондента, при этом антенна предназначена для зоны, в которой величина kr≤1, где k=2π/λ, r - расстояние до излучателя, а угол наклона θ=0…. π/2, в котором вектор имеет максимальное значение. 2 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для построения малогабаритных приемопередающих антенн в комплексах подвижной связи, работающих в интересах пеших, мобильных и стационарных абонентов. Технический результат - повышение эффективности излучения антенны. Вибраторная антенна содержит вибратор, согласующее устройство, емкостную нагрузку и противовес, а согласующее устройство выполнено в виде двух отдельных элементов - удлиняющей катушки и трансформатора, каждый из которых выполнен на своем отдельном замкнутом сердечнике магнитопровода. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат - организация схемы параллельного питания; достижение требуемого усиления при неограниченном числе элементов; и создание простой конструкции. Для этого предложена компактная вертикальная антенная решетка с построением вибраторов на основе коаксиальных резонаторов, при отсутствии ограничений на число элементов и усиление. Она реализуется в виде вертикального стержня с возможностью размещения его в диэлектрическом укрытии, выполненном в форме трубы. Развязка между излучателями реализована посредством использования четвертьволновых коаксиальных резонаторов, которые конструктивно разделяют излучатели, где длины таких резонаторов реализуются укороченными на величину, определяемую из условия компенсации паразитных емкостей, возникающих между торцевыми поверхностями смежных вибраторов. Этим достигается независимое параллельное питание излучателей при их близком расположении и компактных размерах антенной решетки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве малогабаритных приемопередающих антенн в мобильных длинноволновых (ДВ), средневолновых (СВ) и коротковолновых (KB) радиостанциях. Вибраторная антенна содержит индуктивность, вибратор, электрически соединенный с одним концом этой индуктивности и представляющий собой объемный проводник, расположенный в магнитном поле индуктивности. Индуктивность выполнена на незамкнутом сердечнике магнитопровода, второй конец индуктивности соединен с одним из проводов питающей антенну двухпроводной электрической линии, другой провод которой одним концом заземлен на радиостанции, а второй конец этого провода находится в свободном состоянии. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства, а именно: обеспечение использования одной и той же вибраторной антенны при смене рабочих частот, упрощение согласования вибраторной антенны с радиостанцией во время ведения сеансов связи. Кроме того, достигается снижение зависимости параметров антенны от окружающей среды, упрощение ее настройки при серийном производстве. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх