Промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта



Промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта
Промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта
Промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта
Промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта
Промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта

 

H01Q9/00 - "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 2585918:

федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к антенной технике. Заявленный промежуточный возбудитель коротковолновой антенны подвижного объекта содержит индуктивный проводник, размещенный в экранированном подкрышевом пространстве подвижного объекта и подключенный одним концом к блоку дискретных реактивных нагрузок, а другим - через блок настройки и согласования к выходу бортовой коротковолновой радиостанции, причем периферийные трети индуктивного проводника, размещенного в подкрышевом пространстве, выполнены в виде сосредоточенных индуктивных нагрузок. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот без увеличения габаритов подкрышевого пространства подвижного объекта и без снижения уровня трансформаторной связи с корпусом подвижного объекта. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и, в частности, заявленный промежуточный возбудитель (ПВ) коротковолновой (KB) антенны подвижного объекта (ПО) может быть использован в составе передающей KB антенной системы, включающей корпус ПО (автомобиля, летательного аппарата и т.д.).

Известны промежуточные возбудители KB антенны в составе передающей KB антенной системы. Так, в книге Виноградов Б.А. и др. Радиочастотная служба и антенные устройства. - Л.: ВАС, 1982, с. 113-114 описан ПВ KB антенны ПО. ПВ установлен в подкрышевом пространстве ПО непосредственно у раскрыва щели, вырезанной в металлической крыше кузова ПО.

ПВ выполнен в виде многовитковой рамки с возможностью изменения числа витков путем их замыкания на корпус ПО.

Вход ПВ подлючен к блоку настройки и согласования (БНС), который, в свою очередь, подключен к выходу бортовой KB радиостанции.

Недостатком известного аналога является слабая трансформаторная связь с корпусом объекта, что снижает общий коэффициент усиления (КУ) антенной системы в целом.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному техническому решению является ПВ KB антенны ПО в составе бортовой декаметровой антенны ПО по патенту РФ №2484560, опубл. 10.06.2013, МПК H01Q 9/00.

Ближайший аналог (прототип) выполнен в виде изогнутого в вертикальной плоскости проводника, установленного вдоль продольной оси симметрии в металлизированном подкрышевом пространстве ПО. Один конец ПВ подключен к выходу БНС, вход которого, в свою очередь, подключен к выходу бортовой KB радиостанции, второй конец ПВ подключен к блоку дискретных реактивных нагрузок (БДРН).

Благодаря использованию экранирующих элементов над проводником возбудителя обеспечивается повышение трансформаторной связи возбудителя с корпусом ПО и, следовательно, повышение КУ антенной системы в целом.

Недостатком прототипа является узкая полоса частот, при которой на выходе БНС сохраняется индуктивный характер реактивной составляющей комплексного сопротивления возбудителя, что исключает дальнейшую настройку и согласование антенны с помощью высокодобротных емкостных элементов. Поэтому предусмотрено подключение соответствующей емкостной нагрузки к другому концу ПВ, для чего и предназначен БДРН. Однако узкая полоса частот ПВ, при которой в диапазоне рабочих частот сохраняется индуктивный характер реактивной составляющей комплексного сопротивления на выходе БНС, требует многократных переключений в БДРН для обеспечения работы антенны во всем KB диапазоне: 3-30 МГц. Отмеченное приводит к существенному усложнению БДРН и снижению надежности его работы из-за необходимости перекоммутаций дискретных элементов.

Кроме того, подобные промежуточные возбудители могут оказаться неприемлемыми для работы с бортовой радиостанцией в режиме с программной перестройкой рабочих частот (ППРЧ), если разрешенный диапазон перестройки частот в режиме ППРЧ превышает рабочую полосу возбудителя.

Целью изобретения является разработка промежуточного возбудителя KB антенны ПО, обеспечивающего расширение диапазона его рабочих частот без увеличения габаритов подкрышевого пространства ПО и без снижения уровня трансформаторной связи с корпусом ПО.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном ПВ KB антенны ПО, содержащем индуктивный проводник, размещенный в экранированном подкрышевом пространстве (ЭПП) и подключенный одним концом к БДРН, а другим через БНС - к выходу бортовой KB радиостанции, периферийные трети индуктивного проводника, находящегося в ЭПП, выполнены в виде сосредоточенных индуктивных нагрузок (СИН).

Каждая из СИН выполнена в виде плоской спирали. Витки СИН ориентированы перпендикулярно и симметрично относительно продольной оси симметрии подкрышевого пространства ПО. Плоскости плоских СИН установлены параллельно основанию ЭПП.

Новая совокупность существенных признаков обеспечивает расширение диапазона рабочих частот промежуточного возбудителя, при котором сохраняется индуктивный характер реактивной составляющей комплексного сопротивления антенной системы на выходе БНС. Причем указанный технический результат достигается при сохранении уровня трансформаторной связи с корпусом ПО и без увеличения объема его подкрышевого пространства.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых показано:

на фиг. 1 - общий вид промежуточного возбудителя;

на фиг. 2 - электрическая схема полного антенного контура;

на фиг. 3 - схема составляющих комплексного сопротивления антенны;

на фиг. 4 - результаты экспериментальных сравнительных измерений качества согласования.

Промежуточный возбудитель KB антенны ПО, показанный на фиг. 1, состоит из индуктивного проводника (ИП) 1, периферийные трети которого выполнены в виде сосредоточенных индуктивных нагрузок (СИН) 2, 3. Каждая сосредоточенная индуктивная нагрузка выполнена в форме плоских спиралей. Проводник 1 вместе с СИН 2, 3 установлен в ЭПП 4 ПО 5, вдоль его продольной оси симметрии (ось О-О′). Плоские спирали СИН 2, 3 размещены симметрично относительно продольной оси О-О′ ПО 5 и параллельно плоскости основания ЭПП 4 на высоте h/2 от него, где h - высота ЭПП 4 ПО 5. Один конец ИП 1 с помощью дополнительного проводника 6 подключен к БДРН 7. Второй конец ИП 1 также с помощью дополнительного проводника 6 подключен к выходу 8.1 БНС 8, вход 8.2 которого подключен к выходу бортовой KB радиостанции 9. Все элементы ИП 1 выполнены из трубчатого проводника с круглым поперечным сечением d.

Общая продольная длина D ИП 1 и поперечные размеры Н плоских спиралей СИН 2, 3 определяются разрешенными габаритами ЭПП 4, в котором устанавливают ИП 1.

БДРН 7 предназначен для формирования распределения амплитуд высокочастотного (в.ч.) тока таким образом, что бы пучность в.ч. тока находилась в центре ИП 1 (точка «б»). Схемы подобных БДРН 7 известны и описаны, например, в патенте RU №2355102, 2009 г.

БНС 8 предназначен для достижения условия полного согласования комплексного сопротивления антенны ZA=RA+jXA с волновым сопротивлением ρ на выходе радиостанции, т.е. выполнения условия

Схема БНС 8 может быть выполнена различным известным способом, например в виде Г-образной или Т-образной схемы, описанных в книге: Антенны, ч. I. Под ред. Муравьева Ю.К. - Л.:, ВКАС, 1963. - С. 536-542. На фиг. 2 показана Г-образная схема.

В качестве KB бортовой радиостанции 9 может быть использован любой выпускаемый промышленностью образец с передатчиком средней (до 1 кВт) выходной мощности.

Промежуточный возбудитель KB антенны ПО 5 работает следующим образом.

Структура цепи, в которой формируется комплексное сопротивление антенной системы ZA=RA+jXA, где RA и ХА - активная и реактивная составляющие, показана на фиг. 2. В свою очередь, значение ZA=RA+jXAZA на зажимах а-а′ цепи, показанной на фиг. 3, определяется выражением

где RK, XK - активная и реактивная составляющие комплексного сопротивления ZK=RK+jXK, вносимого в общий антенный контур корпусом ПО 5. ХИН=ωLИН - реактивное сопротивление каждой из ИН 2, 3; ω=2πf - круговая частота; f - рабочая частота антенны, RП - тепловые потери во всех элементах конструкции антенны.

С учетом емкостного сопротивления XRH=1/ωCPH реактивной нагрузки CPH, подключенной БДРН 7 в общий антенный контур, значение ХА в сечении «а» цепи (см. фиг. 2) принимает вид

Условие (1) полного согласования будет выполняться, если на входе 8.2 БНС 8 (см. фиг. 1) обеспечивается 2ХИНРН=0; RA=ρ. При использовании в БНС 8 высокодобротных емкостных элементов настройки CH и согласования CC (см. фиг. 2), что определяется требованием минимизации тепловых потерь в антенном контуре, должно во всем диапазоне рабочих частот выполняться условие

Реализация этого условия в заявленном устройстве обеспечивается подключением в БДРН 7 емкости CPH соответствующего номинала. Причем благодаря включению в цепь ПВ СИН 2, 3, при фиксированном значении CPH в БДРН 7, условие (4) будет сохраняться в более широком диапазоне частот, определяемом только ограничениями, накладываемыми на электрические параметры и массогабаритные характеристики БНС 8. Кроме того, при заданном общем диапазоне рабочих частот антенны снижается число необходимых переключений в БДРН 7, что повышает его надежность и снижает габариты.

На фиг. 4 приведены результаты сравнительных измерений качества согласования (коэффициента бегущей волны - КБВ) заявленного устройства и прототипа для следующих условий D=100 см; H=30 см; d=4 см, Δ=2 см. С учетом масштабного моделирования (М=1:8) измерения проводились в диапазоне 24-160 МГц. Минимально допустимое значение КБВ=0,4. Промежуточный возбудитель размещался в макете ПО с габаритами: А=100 см, Б=50 см, В=60 см. Экранированное подкрышевое пространство: высотой h=8 см, шириной Б=50 см, длиной А=120 см (см. фиг. 1). Каждый СИН 2, 3 включал по три витка.

Верхняя плоскость ЭПП 4 разделена на три равные части. Причем периферийные части выполнены металлическими, а центральная часть 11 - диэлектрической. Над прямолинейным участком ПВ 1 установлены экранирующие элементы 12 с зазором Δ, увеличивающие трансформаторную связь с корпусом макета ПО 5.

Схема промежуточного возбудителя прототипа при измерениях выполнена аналогично с соблюдением его конструктивной схемы.

Из результатов измерений, приведенных на фиг. 4, следуют выводы:

в измеряемом диапазоне частот для сохранения КБВ≥0,4 число переключений номиналов CPH в БДРН 6 выполнялось семикратно, в прототипе - 9 раз;

при каждом фиксированном номинале CPH диапазон частот Δf3 с согласованием на уровне КБВ≥0,4 у заявленного ПВ 1 в 1,6-1,8 раз шире, чем у прототипа Δfпр.

Полученные результаты подтверждают возможность достижения сформулированного технического результата при использовании заявленного объекта.

1. Промежуточный возбудитель коротковолновой (KB) антенны подвижного объекта (ПО), содержащий индуктивный проводник, размещенный в экранированном подкрышевом пространстве ПО и подключенный одним концом к блоку дискретных реактивных нагрузок, а другим - через блок настройки и согласования к выходу бортовой KB радиостанции, отличающийся тем, что периферийные трети индуктивного проводника, размещенного в подкрышевом пространстве, выполнены в виде сосредоточенных индуктивных нагрузок.

2. Промежуточный возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что каждая из сосредоточенных индуктивных нагрузок выполнена в виде плоской спирали, витки которой ориентированы перпендикулярно и симметрично относительно продольной оси симметрии подкрышевого пространства ПО.

3. Промежуточный возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что плоскости плоских спиралей установлены параллельно плоскости основания экранированного подкрышевого пространства ПО.

4. Промежуточный возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что схемы блока настройки и согласования, а также блока дискретных реактивных нагрузок выполнены на емкостных элементах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенной технике. Планарная фазированная антенная решетка с формированием и сканированием луча содержит: планарный волновод, образованный верхним и нижним проводящими экранами с диэлектрическим слоем между ними; фазированную решетку, содержащую излучатели для формирования фронта электромагнитной волны внутри планарного волновода; по меньшей мере одну заднюю отражающую структуру, расположенную позади фазированной решетки; по меньшей мере одну отклоняющую структуру, выполненную в диэлектрическом слое таким образом, чтобы отклонять фронт электромагнитной волны внутри волновода, при этом значение диэлектрической проницаемости упомянутой отклоняющей структуры не равно значению диэлектрической проницаемости упомянутого диэлектрического слоя волновода.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в приемопередающей радиоаппаратуре, преимущественно в средневолновых и коротковолновых системах радиосвязи.

Изобретение относится к малогабаритной сверхнаправленной антенне ВЧ диапазона с кардиоидной диаграммой направленности (ДН), предназначенной для использования в конструкциях малогабаритных направленных антенных систем, включая ФАР ВЧ диапазона.

Использование: для передающей или приемной антенны летательного аппарата в дециметровом диапазоне длин волн. Сущность изобретения заключается в том, что вибраторная антенна содержит излучатель, размещенный над экраном, коаксиальный соединитель, размещенный под экраном и включающий центральный проводник, при этом вдоль продольной оси антенны дополнительно установлен корпус антенны, в котором между излучателем и коаксиальным соединителем установлено согласующее устройство, включающее центральный проводник и изолятор, расположенный между корпусом антенны и центральным проводником, при этом излучатель и центральные проводники согласующего устройства и коаксиального соединителя выполнены за одно целое, излучатель и часть корпуса антенны, расположенная над экраном, опрессованы радиопрозрачным теплозащитным материалом, а корпус антенны выполнен с возможностью фиксирования в экране, часть корпуса антенны, расположенная под экраном, выполнена в виде внешнего контакта коаксиального соединителя.

Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для телевидения, радиовещания и радиосвязи в УВЧ- и СВЧ-диапазонах. Технический результат - многократное использование площади, занимаемой антенной, что способствует увеличению направленности антенны на некоторых частотах.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к антеннам для космических аппаратов (КА), функционирующих на орбите высотой от 400 км до 1000 км. Диаграмма направленности (ДН) таких антенн должна иметь максимум в направлениях ±(60°÷70°) и коэффициент эллиптичности (КЭ) не менее 0.4 в секторе углов от -70° до 70° от оси антенны.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и бортовая коротковолновая антенна (БКВА) подвижного объекта (ПО) может быть использована в качестве передающей ненаправленной антенны для работы как ионосферными, так и поверхностными волнами совместно с KB радиостанцией средней мощности, установленной на борту ПО.

Изобретение относится к антенной технике, в частности к дипольным антеннам с отражающим экраном с полунаправленной диаграммой направленности, и может быть использовано в технике связи для приема сигналов навигационных систем и для организации приемо-передающего канала с Землей в командно-телеметрических системах.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве приемной и/или передающей УКВ антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для исследования магнитосферы Земли и для задач дальней НЧ радиосвязи. Технический результат - повышение мощности НЧ источника электромагнитного излучения, улучшение качества НЧ радиосвязи.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических антенн произвольной формы и назначения. Сущность: устройство содержит преобразователь давления в электрический сигнал, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, сдвиговый регистр, параллельный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, а последовательные вход и выход являются внешними входом и выходом приемника.

Изобретение относится к антенной технике. Плазменная антенна содержит плазменный генератор, формирующий плазменное образование, и первичный источник электромагнитных волн, при этом анод плазменного генератора выполнен в виде конического диффузора, состоящего из корпуса и конической вставки, диэлектрически соединенной с подводящим патрубком, поверхность которого выполнена перфорированной, кроме того, первичный источник радиоволн установлен на оси антенны на расстоянии от точки генерации плазменного образования, где γ=2,8…3,0 - постоянная величина, k - волновое число, b - максимальное расстояние от плазменного генератора до границы области с критической концентрацией электронов, θк - угол между осью антенны и направлением распространения плазмы с максимальной скоростью.

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ и предназначено для ретрансляции высокочастотного сигнала системы телеметрии ракеты-носителя на наземный измерительный пункт.

Изобретение относится к технике связи и предназначено для определения местонахождения железнодорожного транспортного средства (V) вдоль железнодорожного пути (VF) при помощи ряда сигнальных маяков, которые взаимодействуют с антенной, установленной на железнодорожном транспортном средстве.

Изобретение относится к полевым устройствам, используемым в системах управления и мониторинга производственными процессами, и, в частности, к полевым устройствам, которые используют беспроводную передачу данных.

Изобретение предназначено для борьбы с беспилотными летательными аппаратами (БЛА) ближнего и малого радиуса действия. Техническим результатом является повышение эффективности поражения БЛА.

Настоящее изобретение относится к антенному устройству для установки на стекле. Технический результат изобретения заключается в том, что заявленная антенна принимает высокочастотный сигнал и при расположении в стекле автомобиля не оказывает отрицательного воздействия на видимость для водителя.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения радиотехнических характеристик крупногабаритных антенн для космических аппаратов без их непосредственных измерений.

Изобретение относится к области радиотехники и может использоваться при проектировании и эксплуатации комплексов радиопеленгации или систем радиосвязи портативного, мобильного (бортового) и стационарного базирования.

Изобретение относится к антенным технологиям. Технический результат - повышение пропускной способности и упрощение устройства.

Использование: изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и предназначено для развертывания КВ, СВ, ДВ или СДВ проволочных антенн преимущественно на холмистой подстилающей поверхности. Технический результат: снижение времени развертывания и увеличение эффективности антенны. Сущность: в способе размечают на периметре основания холма 1 места пересечений T1, Т2, … с ним проводников 4, 3 антенны; последовательно в размеченных местах устанавливают пусковую установку 2; выстреливают из установки соответствующий проводник 3, 4 в направлении на вершину холма 1; корректируют положение проводников 3, 4 на склонах холма 1; коммутируют проводники 3, 4 в соответствии с принятой электрической схемой антенны; подключают антенну к выходу радиопередатчика 6, размещенного у основания холма. 4 ил.
Наверх