Антенна типа волновой канал

Авторы патента:

Славин Сергей Андреевич (RU)

Сомов Анатолий Михайлович (RU)

H01Q5/00 - Устройства, обеспечивающие одновременную работу антенн в двух или более различных диапазонах волн (при регулируемой длине элементов H01Q 9/14; комбинированные конструкции из отдельных активных антенных узлов, работающих в различных диапазонах волн и соединенных с общей фидерной системой, H01Q 21/30)

Владельцы патента RU 2526766:

Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский инстиут радио (ФГУП НИИР) (RU)

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в ОВЧ, УВЧ и СВЧ диапазонах. Техническим результатом изобретения является создание антенны повышенной направленности. Для этого предлагается антенна типа волновой канал, состоящая из несущей стрелы, на которой расположен пассивный вибратор - рефлектор, полуволновой симметричный вибратор с подключенной к нему линией питания и нескольких пассивных вибраторов - директоров, расположенных в одной плоскости, при этом все вибраторы выполнены в виде Z-образной антенны и не закрепляются короткозамкнуто на несущую стрелу, а имеют диэлектрическую изоляцию в месте крепления к несущей стреле. При этом Z-образная антенна выполнена в виде двух полуволновых отрезков проводника, расположенных на одной прямой и линии питания, подключенной к ближним концам отрезков проводника, причем отрезки проводника изогнуты каждый посередине под углом 90 градусов в одной плоскости, но в противоположных направлениях. Кроме того, дополнительные отличия антенны типа волновой канал заключаются в том, что расстояние между вибраторами и их размер изменяются по логопериодическому закону. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Известны проволочные антенны типа симметричный вибратор [1], состоящие из двух полуволновых отрезков проводника, расположенных на одной линии и двухпроводной линии питания, подключаемой к внутренним концам отрезков проводника.

Известны антенны типа волновой канал [2, 3], состоящие из симметричного вибратора, нескольких директоров и рефлектора, расположенных в одной плоскости один за другим на одной оси, проходящей через их середины.

Известны антенны логопериодического типа [1], состоящие из симметричного вибратора, нескольких директоров и рефлектора, расположенных в одной плоскости один за другим на одной оси, проходящей через их середины, при этом, расстояние между вибраторами и их размер изменяются по логопериодическому закону.

Эти антенны обеспечивают недостаточно высокую направленность.

Техническим результатом изобретения является создание антенны повышенной направленности.

Для этого предлагается Z-образная антенна в виде двух полуволновых отрезков проводника, расположенных на одной прямой и линии питания, подключенной к ближним концам отрезков проводника, причем отрезки проводника изогнуты каждый посередине под углом 90 градусов в одной плоскости, но в противоположных направлениях, а также антенна типа волновой канал, состоящая из несущей стрелы, на которой расположен пассивный вибратор - рефлектор, полуволновой симметричный вибратор с подключенной к нему линией питания и нескольких пассивных вибраторов-директоров, расположенных в одной плоскости, при этом, вибраторы выполнены в виде Z-образной антенны и не закрепляются короткозамкнуто на несущую стрелу, а имеют диэлектрическую изоляцию в месте крепления к несущей стреле. Дополнительные отличия антенны типа волновой канал заключаются в том, что расстояние между вибраторами и их размер изменяются по логопериодическому закону.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

- фиг.1 - логопериодическая антенна на основе Z-образного элемента.

- фиг.2 - антенна типа волновой канал на основе Z-образного элемента.

- фиг.3 - Z-образная антенна с линией питания и распределением токов в ее частях.

- фиг.4 - диаграммы направленности Z-образного антенного элемента в горизонтальной (сплошная линия) и вертикальной (пунктирная линия) плоскостях.

- фиг.5 - диаграммы направленности антенны типа волновой канал на основе Z-образного элемента в горизонтальной (сплошная линия) и вертикальной (пунктирная линия) плоскостях.

- фиг.6 - диаграммы направленности логопериодической антенны на основе Z-образного элемента в горизонтальной (сплошная линия) и вертикальной (пунктирная линия) плоскостях.

Z-образная антенна по фиг.3 содержит два полуволновых отрезка проводника (1-5 и 2-6), расположенных на одной прямой (3-4), с подключенной линией питания к ближним концам отрезков проводника (1 и 2) и изогнутых под углом в 90 градусов по середине (3 и 4) в одной плоскости, концы которых (5 и 6) направлены в разные стороны.

Предложенная Z-образная антенна работает следующим образом. При подключении высокочастотного генератора к линии питания (на чертеже не показан), в отрезках проводника (1-5 и 2-6) образуется стоячая волна тока. Ток на концах отрезков проводника (5 и 6) будет равен нулю, что соответствует узлам его распределения. Частота колебания генератора такова, что на отрезках 1-3-5 и 2-4-6 укладывается половина длины волны, а в точках 3 и 4 расположены пучности распределения тока (фиг.3, пунктир).

Векторы напряженности поля, излучаемого отрезками проводника 1-3, 2-4 и 3-5, 4-6 в конкретный момент времени сонаправлены попарно и ортогональны. После сложения векторов напряженностей ортогональных по поляризации полей результирующая поляризация поля излучения (а значит, и приема) наклонена относительно отрезков провода 1-3, 2-4 под углом 45 градусов.

Диаграммы направленности Z-образного излучателя и антенн, созданных на его основе, полученные в результате моделирования в программе MMANA-GAL версии 1.2.0.20 при центральной частоте 2450 МГц, приведены на чертежах.

Плоскостью горизонтальной поляризации здесь и далее считается плоскость, перпендикулярная плоскости антенны и проходящая через точки 5 и 6, также являющаяся сонаправленной с результирующей поляризацией поля излучения. В горизонтальной плоскости диаграмма направленности основной поляризации имеет вид восьмерки, ее максимумы расположены вдоль оси, проходящей через центр антенны по обе стороны от нее. Уровень паразитной поляризации не превышает -10 дБ. Коэффициент направленного действия (КНД) относительно ненаправленного излучателя составляет 3,7 дБ.

Для антенны типа волновой канал на основе Z-образной антенны уровень паразитной поляризации не превышает -20 дБ. Коэффициент направленного действия (КНД) относительно ненаправленного излучателя составляет 11,39 дБ.

Для логопериодической антенны на основе Z-образной антенны уровень паразитной поляризации не превышает -14 дБ. Коэффициент направленного действия (КНД) относительно ненаправленного излучателя составляет 7,76 дБ.

Результаты КНД и коэффициенты усиления, полученные при моделировании, превышают параметры аналогичных по габаритным размерам антенн на основе симметричного полуволнового вибратора.

Моделирование проводилось при центральной частоте 2450 МГц. Для моделирования использовалась программа MMANA-GAL 1.2.0.20.

Литература

[1] A.M.Сомов, В.В.Старостин, Р.В.Кабетов. Антенно-фидерные устройства. - М., Горячая линия Телеком, 2011, с.31, 99, 136.

[2] Ротхаммель К. Антенны. Перевод с немецкого, М.: Энергия, 1969, с.219-220.

[3] RU 30466 U1 H01Q 5/00 27.06.2003 - полезная модель Телевизионной двухканальной антенны.

[4] RU 94023018 A1 H01Q 1/38 27.05.1996 Полосковая антенна линейной или эллиптической поляризации.

1. Антенна типа волновой канал, состоящая из несущей стрелы, на которой расположен пассивный вибратор - рефлектор, полуволновой симметричный вибратор с подключенной к нему линией питания и нескольких пассивных вибраторов - директоров, расположенных в одной плоскости, отличающаяся тем, что вибраторы выполнены в виде Z-образного антенного элемента из двух полуволновых отрезков проводника, расположенных на одной прямой и линии питания, подключенной к ближним концам отрезков проводника, которые изогнуты посередине под углом 90 градусов в одной плоскости, но в противоположных направлениях, и имеют диэлектрическую изоляцию в месте крепления к несущей стреле.

2. Антенна типа волновой канал по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между вибраторами и их размер изменяются по логопериодическому закону.

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для использования в составе искусственных спутников земли для радиосвязи и обеспечения зоны покрытия всей видимой поверхности земли в СВЧ диапазоне.

Настраиваемая двухантенная система для работы во множестве частотных диапазонов // 2395874

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в беспроводных системах связи. .

Двухдиапазонный облучатель // 2383973

Изобретение относится к антенной технике. .

Комбинированная широкополосная антенна // 2370862

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции антенны. .

Двухдиапазонная рамочная антенна // 2339129

Сверхширокополосная комбинированная зигзагообразная антенна // 2318276

Изобретение относится к антенной технике. .

Зеркальная антенна с общей апертурой с усовершенствованной конструкцией облучателя // 2257649

Изобретение относится к антеннам с общей апертурой с высокоэффективным облучателем и к способам конструирования таких антенн. .

Компактная двухрежимная интегрированная система антенн для наземных сотовых и спутниковых телекоммуникаций // 2255397

Двухподдиапазонная антенная решетка // 2254648

Изобретение относится к технике СВЧ, а именно к конструкции антенной решетки с частотным сканированием. .

Четырехдиапазонная антенна // 2237322

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в малогабаритных антеннах, функционирующих в четырех частных диапазонах. .

Двухдиапазонная директорная антенна // 2553096

Изобретение относится к области радиотехники сверхвысоких частот. Техническим результатом является улучшение согласования двухдиапазонной директорной антенны с питающим фидером (симметрирующим устройством) в каждом из двух несмежных диапазонов частот. Для этого антенна содержит параллельные друг другу первый 1 и второй 2 активные диполи, два рефлектора 3 и 4 различной длины, четыре различных по длине директора 5, 6, 7 и 8. Средние точки диполей, рефлекторов и директоров расположены на прямой, ориентированной вдоль поверхности несущей одноярусной металлической стрелы 9, определяющей направление максимального излучения в сторону директоров 5, 6, 7 и 8. Антенна в сборе крепится к металлической матче и ориентируется по азимуту и углу места в нужном направлении. При этом длина первого и второго активного диполя составляет половину длины средней волны низкочастотного и высокочастотного диапазона соответственно. Оба активных диполя лежат в одной плоскости с рефлекторами и директорами и расположены в непосредственной близости. К точкам их параллельного соединения подключается либо симметричный двухпроводный экранированный фидер, либо противофазные выходы симметрирующего устройства, обладающего требуемой широкополосностью. Для обеспечения направленного излучения и согласования антенны все размеры излучающей системы должны быть оптимально подобраны при настройке. 4 ил.

Многолучевая гибридная зеркальная антенна // 2556466

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве бортовых антенн спутников связи на геостационарной орбите для обеспечения многолучевой зоны покрытия выделенной земной поверхности в СВЧ диапазоне частот. Техническим результатом изобретения является создание многолучевой гибридной зеркальной антенны, обеспечивающей равномерное по коэффициенту усиления антенны в парциальных лучах покрытие выделенной территории земной поверхности. Для этого предлагается многолучевая гибридная зеркальная антенна, содержащая рефлектор в виде осенесимметричной вырезки из параболоида вращения, облучающую антенную решетку с облучателями, продольная ось которых наклонена к фокальной оси и числом, равным числу формируемых парциальных диаграмм направленности, при этом нормаль к плоскости раскрыва которой наклонена относительно фокальной оси параболоида, образующего рефлектор, при этом плоскость раскрыва облучающей антенной решетки ортогональна фокальной оси параболоида, образующего рефлектор, а продольные оси периферийных облучателей облучающей антенной решетки наклонены относительно наклона продольных осей облучателей, и чем дальше от центра, тем более, и облучающая антенная решетка имеет возможность перемещаться вдоль фокальной оси параболоида, образующего рефлектор. 3 ил.

Активный антенный треугольно-петлевой элемент милкина // 2568340

Использование: в качестве устройства антенной техники. Сущность изобретения заключается в том, что активный антенный треугольно-петлевой элемент Милкина содержит расположенные симметрично относительно общей оси петлевые вибраторы, установленные перпендикулярно направлению приема электромагнитных волн и соединенные между собой, при этом петлевые вибраторы расположены в одной плоскости, один из них выполнен в форме равнобедренного треугольника с основанием 0,4λраб и боковыми сторонами 0,3λраб, другой петлевой вибратор представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса из двух параллельных линейных проводников, один из которых неразрезной, другой разрезной в средней части с размещением в ней точек питания, в которых оба вибратора соединены между собой с перекрещиванием боковых сторон равнобедренного треугольного вибратора. Технический результат: повышение компактности, увеличение частотного диапазона и коэффициента усиления. 3 ил.

Двухдиапазонная штыревая антенна // 2571585

Изобретение относится к приемопередающим антеннам, размещаемым на подвижных объектах. Технический результат - повышение стабильности входного сопротивления короткозамкнутой коаксиальной линии при работе в обоих диапазонах частот и стабильности согласования вибратора с питающим фидером, повышение механической прочности антенны, упрощение процессов изготовления и подстройки параметров штыревого вибратора. Для этого двухдиапазонная штыревая антенна содержит основание со средствами закрепления на подвижном объекте и установленный на нем штыревой вибратор из отрезка коаксиального кабеля. Верхние концы оплетки и центрального проводника вибратора разомкнуты, а нижние - гальванически связаны и соединены с центральным проводником питающего фидера. Гальваническая связь центрального проводника отрезка коаксиального кабеля с его оплеткой осуществлена через токопроводящую шайбу, примыкающую плоской поверхностью к нижнему срезу отрезка коаксиального кабеля, установленного на основании с опорой на упомянутую шайбу. Между основанием и токопроводящей шайбой размещена изолирующая прокладка. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ регулировки импеданса антенно-фидерного устройства // 2595566

Изобретение относится к антенной технике. Технический результат состоит в обеспечении широкополосного согласования импеданса антенны с выходным импедансом передатчика в полосе перекрытия 1:20; наилучшего согласования антенно-фидерного устройства (АФУ) в широком диапазоне; и наибольшей конструктивной прочности самонесущего центрального проводника. Для этого при регулировке импеданса в АФУ размещают вдоль излучателя АФУ согласующие элементы, которые выполнены в виде двух металлических пластин и токопроводящей резиновой прокладки между ними; и изменяют импеданс изменением габаритов прокладки и выбором вида токопроводящей резины, из которой выполнена прокладка, причем каждый из согласующих элементов закреплен токопроводящей резиновой прокладкой и объединен в линию распределенного импеданса, где согласующие элементы включены параллельно в коаксиальную линию, в результате чего каждый согласующий элемент имеет контакт с другим согласующим элементом посредством присоединения к центральному проводнику коаксиальной линии передачи с излучающей оплеткой, где каждый из согласующих элементов имеет контакт с излучающей оплеткой. 1 ил.

Многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью // 2598401

Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи через искусственные спутники Земли (ИСЗ), находящиеся на геостационарной орбите (ГСО), в сантиметровом и миллиметровом диапазонах волн. Заявленная многолучевая двухзеркальная антенна со смещенной фокальной осью состоит из системы облучателей, расположенных на дуге окружности, основного большого зеркала-рефлектора и вспомогательного малого зеркала-контррефлектора, сечения которых в плоскости дуги облучателей представляют собой окружности, концентричные дуге облучателей и имеющие по сравнению с ней больший и меньший радиус соответственно, при этом каждое из зеркал состоит из двух половин, симметричных относительно плоскости дуги облучателей, причем в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии рефлектора, каждая половина которого имеет форму монотонной части параболы со смещением фокальной оси относительно этой плоскости симметрии, каждая половина контррефлектора имеет форму части гиперболы, выпуклой в сторону рефлектора и расположенной так, что первые фокусы двух половин сечения гиперболы находятся на дуге размещения облучателей, а вторые фокусы совпадают с фокусами парабол, образующих половины основного зеркала рефлектора. Технический результат заключается в повышении эффективности антенны при снижении уровня кросс-поляризации и создании веерной диаграммы направленности. 2 ил.

Антенна с многоканальным входом и многоканальным выходом и электронное оборудование // 2601171

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам с многоканальным входом и многоканальным выходом. Технический результат - повышение эффективности излучения антенны MIMO с одновременным уменьшением мариалоемкости при ее изготовлении. Антенна MIMO включает в себя два антенных компонента, симметричных относительно друг друга, а каждый антенный элемент включает в себя крепежную часть и излучающую часть, соединенную с крепежной частью. Крепежная часть выполнена с возможностью плотного соединения с металлическим листом в электронном оборудовании, в котором функционирует антенна MIMO, для того чтобы металлическая пластина являлась частью антенного компонента. Излучающая часть выполнена с возможностью возбуждения резонансов антенны по меньшей мере в одной полосе частот. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Многофункциональная цепь с многовитковой катушкой, и способ, и устройство для управления многофункциональной цепью с многовитковой катушкой // 2604655

Изобретение относится к многофункциональной цепи с многовитковой катушкой, способу управления такой цепью в мобильном устройстве. Техническим результатом является повышение стабильности работы антенны коммуникации ближнего поля (NFC). Предложена многофункциональная цепь с многовитковой катушкой, содержащая: многовитковую катушку, переключатель, согласующую цепь NFC и дополнительную плату камеры, причем переключатель имеет общий порт, первый порт и второй порт, многовитковая катушка соединена с общим портом, согласующая цепь NFC соединена с первым портом, а дополнительная плата камеры соединена со вторым портом. При наличии управляющего сигнала камеры второй порт переходит в проводящее состояние так, что многовитковая катушка выполняет функцию катушки подстройки фокуса для камеры на дополнительной плате камеры, а при отсутствии управляющего сигнала камеры первый порт переходит в проводящее состояние так, что многовитковая катушка выполняет функцию антенны NFC в согласующей цепи NFC. Как вариант антенна NFC встроена непосредственно в основную плату, что позволяет избежать неполного контакта контактных площадок антенны NFC, обусловленного частым снятием крышки аккумуляторной батареи. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Совмещенная антенна // 2617282

Изобретение относится к антеннам. Совмещенная антенна включает: антенну глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) с фазовым центром антенны ГНСС; и лучеобразующую антенну с фазовым центром лучеобразующей антенны. При этом фазовый центр антенны ГНСС и фазовый центр лучеобразующей антенны совмещены по двум осям. Технический результат заключается в уменьшении погрешности определения дистанции. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Резонансная антенна // 2620195

Изобретение относится к антенной технике, может быть использовано в качестве самостоятельной приемной, передающей или приемопередающей глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) антенны или элемента фазированной антенной решетки и позволяет улучшить стабильность положения фазового центра и уменьшить габариты антенны. Указанная задача решается тем, что резонансная антенна, состоящая из основания, установленного над ним антенного элемента, питаемого через расположенные по периферии элемента с периодом 90° по азимуту четырьмя токовводами, расположенной на нижней стороне основания печатной платы и выходного разъема антенны, снабжена усеченным полым конусом, установленным на основании соосно ему и выполненным из диэлектрика с величиной относительной диэлектрической проницаемости от 3,5 до 5 и низкими потерями на СВЧ, антенный элемент расположен на верхнем основании диэлектрического конуса в центре, при этом печатная плата снабжена четырехканальной суммирующей микросхемой, расположенной в ее центре. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.