Антенна

Авторы патента:

H01Q9 - "Короткие" (в электрическом смысле) антенны с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленные из электропроводящих активных излучающих элементов (петлевые антенны H01Q 7/00; волноводные рупоры или раструбы H01Q 13/00; щелевые антенны H01Q 13/00; комбинированные конструкции из активных элементов со вторичными устройствами, выполняемые с целью формирования требуемой диаграммы направленности антенны H01Q 19/00; комбинированные конструкции из двух и более активных элементов H01Q 21/00)

Владельцы патента RU 2492560:

Общество с ограниченной ответственностью "Скоростные Системы Связи" (RU)

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антеннам сферическо-спиральной конструкции, и может быть использовано в составе беспроводных систем связи и передачи данных, а также в системах телеметрии. Антенна включает плоский экран и четыре ветви излучающих спиралей, соединенные между собой в верхней части полусферы, одна из ветвей вторым концом присоединена к подводящему кабелю, а остальные три ветви вторыми концами присоединены к экрану, антенна дополнительно содержит второй экран в форме усеченного круглого конуса, расположенный между плоским экраном и полусферой достаточно близко к виткам антенны. Между плоским экраном и вторым экраном антенна дополнительно содержит устройство уменьшения антенного эффекта кабеля петлевого типа, представляющее из себя три витка кабеля на диэлектрическом сердечнике. Технический результат заключается в улучшении согласования антенны и уменьшении зависимости характеристик антенны от длины и положения подводящего кабеля при сохранении внешних габаритов антенны. 1 ил.

На сегодняшний день одной из проблем в антенной технике является создание малых антенн (характерный размер таких антенн меньше половины длины волны, соответствующей резонансной частоте антенны). Известные принципы построения малых антенн приведены в [1]. Все малые антенны имеют один существенный недостаток - сложность их согласования с кабелем, к которому подсоединяется данная антенна.

Наиболее близкой к заявляемой, выбранной в качестве прототипа, является антенна сферическо-спиральной конструкции, включающая плоский экран и четыре ветви излучающих спиралей, соединенные между собой в верхней части полусферы, причем одна из ветвей со второго конца присоединена к подводящему кабелю, а остальные три ветви вторыми концами присоединены к экрану, способ построения и расчет которой приведен в [2]. Такая антенна, как показано в [2], является наиболее эффективной по соотношению коэффициента усиления и габаритов, однако она, как и другие малые антенны, сложно согласовывается с подводящим кабелем. В метровом диапазоне частот полоса частот, в которой выполняется согласование антенны, составляет 2-3% по уровню КСВн=2. Также недостатком антенны - прототипа является неустраненный антенный эффект кабеля [3], т.е. сильная зависимость характеристик антенны от длины и положения подводящего кабеля.

Для устранения указанных недостатков антенны - прототипа была поставлена задача создания малой антенны сферическо-спиральной конструкции, обладающей улучшенными свойствами согласования и сниженным антенным эффектом кабеля без увеличения ее внешних габаритов.

Для решения поставленной задачи между первым экраном антенны и полусферой, на которой расположены ветви излучающих спиралей (четырехзаходная спираль), дополнительно введен второй экран в форме круглого конуса, который расположен достаточно близко к виткам антенны. Второй экран своим основанием (основание образующего его конуса) жестко закреплен па первом экране, т.е. основание конуса лежит в одной плоскости с главным экраном. При этом металлический конус сделан усеченным сверху, чтобы он воздействовал только на нижние части ветвей спирали и не оказывал влияния на верхние части ветвей. Точное расстояние от образующей конуса до витков антенны определяется экспериментально при окончательной настройке антенны.

Введение второго экрана внутрь антенны расширяет полосу согласования антенны в полтора раза.

Также, согласно изобретению, между плоским экраном антенны и вторым экраном дополнительно содержится устройство уменьшения антенного эффекта кабеля петлевого типа, представляющее из себя несколько витков кабеля на диэлектрическом сердечнике, аналогичное предложенному в [3] («катушка из кабеля без магнитопровода»). Использование данного устройства внутри антенны уменьшает зависимость характеристик антенны от длины и положения подводящего кабеля.

Предлагаемое изобретение поясняется с помощью чертежа.

Антенна (фиг.1) содержит плоский металлический круглый экран 1, жестко закрепленный на нем металлический экран в форме усеченного круглого конуса 2, коаксиальный разъем 5, закрепленный своим корпусом на экране 1, четырехзаходная спираль 4, витки которой жестко закреплены нижними концами на экране 1, а верхними концами - друг к другу, устройство уменьшения антенного эффекта кабеля петлевого типа 3, включающее диэлектрический сердечник и намотанный на него в несколько витков коаксиальный кабель, экран которого с обоих концов припаян к экрану 1, а центральная жила которого закреплена одним концом на коаксиальном разъеме 5 и другим концом на нижнем конце одного из витков четырехзаходной спирали 4.

Жесткое скрепление экранов 1 и 2 между собой, витков четырехзаходной спирали 4 между собой, четырехзаходной спирали 4 и экрана 1, а также центральной жилы коаксиального кабеля к разъему 5 и к одному из витков четырехзаходной спирали 4 может быть выполнено любым известным способом, обеспечивающим электропроводность (к примеру, с использованием процесса пайки). В качестве коаксиального разъема может быть использован любой известный разъем, к примеру, разъем N-типа. В качестве коаксиального кабеля может быть использован любой известный коаксиальный кабель, к примеру, кабель типа РК 50-2-22.

Для повышения жесткости конструкции дополнительно может быть выполнено заполнение пространства между экраном в форме усеченного круглого конуса 2 и четырехзаходной спиралью 4 любым радиопрозрачным твердым материалом (к примеру, пенопластом).

Таким образом, предложенная антенна сферическо-спиральной конструкции по сравнению с антенной-прототипом обладает улучшенными свойствами согласования и сниженным антенным эффектом кабеля, при этом ее внешние габариты по сравнению с габаритами антенны-прототипа не изменились, т.е. была сохранена высокая эффективность по соотношению коэффициента усиления и габаритов, присущая сферическо-спиральным антеннам.

Список литературы

1. Miron D. Small antenna design // British Library Cataloguing-in-Publication data, Elsevier Inc., 2006.

2. Best S. The Radiation Properties of Electrically Small Folded Spherical Helix Antennas // IEEE Transactions on antennas and propagation. Vol.52, No. 4, April 2004.

3. Гречихин А., Проскуряков Д. Антенный эффект фидера. - М.: Радио, 2000, №12, с.56-58; 2001, №1, с.64-66, №3, с.67.

Антенна сферическо-спиральной конструкции, включающая плоский экран и четыре ветви излучающих спиралей, соединенные между собой в верхней части полусферы, причем одна из ветвей вторым концом присоединена к подводящему кабелю, а остальные три ветви вторыми концами присоединены к экрану, отличающаяся тем, что антенна дополнительно содержит второй экран в форме усеченного сверху круглого конуса, расположенный между плоским экраном и полусферой, и устройство уменьшения антенного эффекта кабеля петлевого типа, расположенное между плоским экраном и вторым экраном, представляющее из себя кабель, намотанный на диэлектрический сердечник.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для приема в радиовещании, телевидении и пеленгации. .

Перестраиваемая резонансная антенна с согласующим устройством // 2488927

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

Антенный излучатель с узкой диаграммой направленности на основе метаматериала // 2488926

Изобретение относится к антенным устройствам и может быть использовано как отдельная антенна, а также в качестве элемента сложной антенны или антенной системы радиочастотного, терагерцового, инфракрасного или оптического диапазонов.

Антенная решетка // 2486643

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения фазированных антенных решеток из состава антенных устройств систем радиосвязи или радиолокационных устройств.

Симметричная поликоническая антенна // 2486642

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к широкополосным антеннам СВЧ-диапазона. .

Полуволновая антенна с резонаторным питанием // 2484561

Изобретение относится к «коротким» (в электрическом смысле) антеннам с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленным из электропроводящих активных излучающих элементов, а именно к резонансным антеннам со спиральными излучающими элементами.

Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта // 2484560

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к бортовым декаметровым антеннам (БДМА) подвижных объектов (ПО). .

Щелевая антенна // 2474933

Изобретение относится к антенной технике, в частности к щелевым антеннам резонаторного типа с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи, особенно на борту космического объекта для приема сигналов навигационных систем и для организации приемопередающего канала с Землей в командно-телеметрических системах.

Симметричный вибратор // 2474015

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения фазированных антенных решеток из состава антенно-фидерных устройств систем радиосвязи или радиолокационных устройств.

Малогабаритная свч-антенна на основе метаматериала // 2473157

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано при создании и изготовлении малогабаритных антенн, обеспечивающих сужение диаграммы направленности.

Портативное устройство детектирования частичного разряда // 2498332

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для детектирования и измерения частичных разрядов в электрических системах или компонентах. Сущность: устройство содержит широкополосную антенну (1), содержащую первый плоский проводник (22), взаимодействующий со вторым проводником (21). Профиль второго проводника (22) сходится к первому плоскому проводнику (22) в одной точке или вдоль линии. Второй проводник (21) меньше примерно на два порядка величины, чем длина волны детектируемого поля. Широкополосная антенна (1) является нерезонансной в диапазоне от приблизительно 0,1 МГц до приблизительно 100 МГц. Технический результат: обеспечение сигналов, имеющих форму, схожую с формой излученного импульса, для улучшенной идентификации и анализа, небольшой размер, повышение безопасности. 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Коллинеарная антенна // 2498466

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам и может быть использовано в качестве антенны с вертикальной поляризацией электрического поля и круговой диаграммой в горизонтальной плоскости. Наиболее эффективно предлагаемое изобретение может быть использовано в антенных системах DME - DISTANCE MEASURING EQUIPMENT (оборудование измерения дальности). Технический результат - расширение рабочей полосы; увеличение коэффициента усиления; выравнивание диаграммы направленности в азимутальной плоскости. Для этого применяется конструктивная схема в виде несущей трубы, на которой расположены n-полуволновые излучатели и n кабелей, проложенных в трубе для запитки вибраторов. 5 ил.

Антенна малогабаритная коротковолновая // 2499335

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для работы в составе средств радиосвязи гектометрового диапазона между подвижными объектами на железнодорожном транспорте. Техническим результатом является уменьшение в 4 раза длины и увеличение в 3-5 раз дальности действия при расширении полосы пропускания частот с 20 кГц до 27 кГц, повышение точности и существенное снижение трудоемкости согласования и настройки. Предложена антенна малогабаритная коротковолновая, содержащая излучатель, выполненный в виде провода, намотанного по спирали на диэлектрическую трубу, входной соединитель и устройство согласования и настройки, которое соединено первым входом с центральным проводом входного соединителя, вторым входом через провод заземления с крышей транспортного средства, а выходом с входом излучателя, при этом устройство согласования и настройки помещено в герметичный колпак, который надет на диэлектрическую трубу излучателя, а излучатель снаружи защищен герметичным покрытием и закреплен на крыше транспортного средства при помощи двух держателей, которые выполнены с возможностью перемещения излучателя относительно крыши транспортного средства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Система и способ rfid // 2503100

Изобретение относится к системам обработки, которые используются для создания продуктов из множества отдельных ингредиентов. Система RFID включает в себя узел RFID-антенны, сконфигурированный с возможностью расположения на узле модуля продуктов в системе обработки. Узел модуля продуктов сконфигурирован с возможностью сцепления, с возможностью расцепления, с, по меньшей мере, одним контейнером продукта. Первый узел RFID-метки сконфигурирован с возможностью расположения на, по меньшей мере, одном контейнере продукта. По меньшей мере, один контейнер продукта сконфигурирован с возможностью расположения первого узла RFID-метки в зоне обнаружения узла RFID-антенны, когда узел модуля продуктов сцеплен, с возможностью расцепления, с, по меньшей мере, одним контейнером продукта. Техническим результатом является возможность создания системы с увеличенным числом продуктов. 6 н. и 32 з.п. ф-лы, 12 ил.

Гибридная щелевая антенна // 2507648

Изобретение относится к области антенной техники, а именно для использования в радиотехнических системах различного назначения в качестве самостоятельной сверхширокополосной антенны либо в качестве базового элемента антенной решетки. Техническим результатом является расширение рабочего диапазона частот антенны. Гибридная щелевая антенна содержит диэлектрическую подложку, металлический экран, в котором выполнена щелевая линия, делящая его на две идентичные части и линию питания, щелевая линия представляет собой прямолинейный участок длиной 1, который далее расширяется по экспоненциальному закону y=±0,1е8,42x, в одной из частей металлического экрана, параллельно оси щелевой линии выполнен прямоугольный паз, образующий совместно с прямолинейным участком щелевой линии и металлическим экраном трехпроводную полосковую линию, ферритовое кольцо, установленное на конце прямоугольного паза, касаясь внешней окружностью образующей щелевой линии и конца прямоугольного паза, при этом длина 1 прямолинейного участка щелевой линии выбирается не менее внешнего диаметра D ферритового кольца, т.е. 1>D, а к концам расширяющейся щелевой линии подключены симметричные электрические вибраторы конической формы с углом при вершине α=20°, размещенные на диэлектрической подложке с ε=10 с размахом плеч , где λ - максимальная длина волны рабочего диапазона. 2 ил.

Антенное устройство // 2509397

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиотехнических устройствах подводных судов. Технический результат - уменьшение громоздкости без увеличения задержки излучения и приема электромагнитных сигналов. Антенное устройство, состоящее из антенны и привода над корпусом рубки и блока управления приводом, имеющим выход, соединенный с входом привода, жестко связанного с антенной, отличающееся тем, что вводится радиопрозрачный глубоководный защитный кожух с антенной и приводом, внутри жестко связанный с корпусом рубки, имеющим жесткую связь с приводом, вход которого соединен с выходом блока управления приводом через отверстие в корпусе рубки. 1 ил.

Способ приема радиосигналов крайненизкочастотного диапазона // 2509398

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.

Широкополосная микрополосковая антенная система с пониженной чувствительностью к многолучевому приему // 2510967

Изобретение относится к широкополосным микрополосковым антенным системам с пониженной чувствительностью к многолучевому приему. Технический результат - получение широкополосной микрополосковой антенной системы небольшого размера с широкой полосой пропускания и низкой чувствительностью к многолучевому приему. Широкополосная микрополосковая антенная система содержит плоскость заземления, содержащую: первую поверхность, имеющую первый поперечный размер; и полость, заполненную воздухом, причем полость содержит вторую поверхность, имеющую второй поперечный размер; и поверхность боковой стенки, имеющую первую высоту; и излучающий элемент, имеющий третий поперечный размер, причем излучающий элемент расположен поперечно в пределах полости, имеет вторую высоту от первой поверхности, причем вторая высота больше нуля и не больше чем 0,05λ, где λ - длина волны в свободном пространстве для широкополосной микрополосковой антенной системы, и имеет третью высоту от второй поверхности, и отделен от плоскости заземления воздухом; и проводник, соединенный с излучающим элементом и выполненный с возможностью ввода электромагнитных сигналов в излучающий элемент. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 18 ил.

Способ регистрации отраженного сигнала при радиолокации // 2519443

Изобретение относится к сверхширокополосной (СШП) радиолокации и может быть использовано для решения задач, требующих определения трехмерной формы объектов или определения положения объектов. Технический результат изобретения состоит в устранении электрических цепей синхронизации между пространственно разнесенными передатчиками и приемниками, в снижении требований к ним по точности и стабильности вносимой временной задержки, что позволяет упростить устройство для реализации способа либо снизить погрешности сохраненных данных, вызванные неидеальной синхронизацией. В способе регистрации отраженного сигнала в одной или более точках пространства периодически излучают сверхширокополосные импульсы с помощью, по меньшей мере, одного передатчика по сигналу от, по меньшей мере, одного тактового генератора, соединенного с соответствующим передатчиком; в более чем одной точке пространства с помощью приемников захватывают электрические сигналы, записывают и сохраняют их в память; обрабатывают захваченные сигналы с помощью блока обработки; с помощью, по меньшей мере, одного приемника осуществляют захват мгновенных значений сигналов, в моменты, задаваемые соединенным с ним другим соответствующим тактовым генератором, с периодом захвата, отличным от периода излучения импульсов. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Волновая антенная решетка // 2522909

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат - повышение быстродействия фазированной антенной решетки. Волноводная антенная решетка, содержащая решетку излучателей и дополнительную решетку, излучатели расположены в узлах основной плоской двумерной сетки и выполнены в виде многосекционных сочленений отрезков волноводов, которые заполнены диэлектриками, отрезки волноводов имеют оси, параллельные друг другу и перпендикулярные плоскости решетки, дополнительная решетка выполнена из пассивных рассеивателей, которые расположены вне излучателей в узлах дополнительной плоской двумерной сетки, которая параллельна основной плоской двумерной сетке, при этом пассивные рассеиватели выполнены в виде электрических и магнитных диполей, оси которых перпендикулярны плоскости решетки. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.