Коллинеарная антенна
Владельцы патента RU 2690694:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" (RU)
Изобретение относится к антенным устройствам, а именно к сверхширокополосным антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, и может найти применение в приемопередающих устройствах систем передачи информации, в частности использоваться в качестве передающей и приемной антенн для радиосвязи с возимыми или базовыми радиостанциями. Коллинеарная антенна содержит основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя по меньшей мере два симметричных вертикальных диполя, соединенных линиями питания. Антенна снабжена радиопрозрачным кожухом, выполненным из стеклопластика, в который помещена излучающая часть. Каждый из диполей состоит из двух металлических ступенчатых втулок, обращенных друг к другу сторонами меньшего диаметра, соединенных между собой втулками, выполненными из политетрафторэтилена. Изобретение обеспечивает уменьшение массогабаритных характеристик антенны при одновременном сохранении прочности и стойкости ее конструкции, а также простоты изготовления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области антенных устройств, а именно, к сверхширокополосным антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости, и может найти применение в приемопередающих устройствах систем передачи информации, в частности, использоваться в качестве передающей и приемной антенны для радиосвязи с возимыми или базовыми радиостанциями.
Из патента RU2498466 (МПК H01Q9/20, опубликован 10.11.2013) известна коллинеарная антенна, содержащая основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя два симметричных вертикальных диполя (металлические чашки), соединенных линиями питания. Данная известная антенна является наиболее близким аналогом заявленной антенны.
Недостаток известной антенны состоят в ее большом весе и значительных габаритах, препятствующих мобильной эксплуатации антенны. Кроме этого, использование известной антенны при неблагоприятных климатических условиях негативно сказывается на надежности и долговечности ее работы.
Техническая проблема, решаемая заявленным изобретением, состоит в обеспечении возможности надежной и долговечной эксплуатации антенны при любых требуемых условиях.
При этом достигается технический результат, заключающийся в уменьшении массогабаритных характеристик антенны при одновременном сохранении прочности и стойкости ее конструкции, а также простоты изготовления.
Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается в коллинеарной антенне, содержащей основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя по меньшей мере два симметричных вертикальных диполя, соединенных линиями питания, которая также снабжена радиопрозрачным кожухом, выполненным из стеклопластика, в который помещена излучающая часть, а каждый из диполей состоит из двух металлических ступенчатых втулок, обращенных друг к другу сторонами меньшего диаметра и соединенных между собой втулками, выполненными из политетрафторэтилена.
В частном варианте выполнения антенна содержит переходную часть, связывающую основание с излучающей частью, имеющую участок, выполненный с возможностью изгибания. Это дополнительно повышает прочность антенны за счет обеспечения гибкости ее конструкции, в частности, при ветровой нагрузке.
Далее возможные варианты исполнения изобретения подробно объясняются со ссылкой на фигуры.
На фиг. 1 приведено изображение заявленной антенны в одном из вариантов выполнения (вид сбоку).
На фиг. 2 приведено изображение заявленной антенны в одном из вариантов выполнения (вид сбоку в разрезе).
Коллинеарная антенна, показанная на фиг. 1 и фиг. 2, содержит основание I, переходную часть II и излучающую часть III. Переходная часть II связывает основание I с излучающей частью II.
Как показано на фиг. 2, излучающая часть III включает в себя два симметричных вертикальных диполя, каждый из которых, в свою очередь, состоит из двух металлических (например, латунных) ступенчатых втулок 1 и 2 (соответственно, 3 и 4), обращенных друг к другу сторонами меньшего диаметра.
Допускается выполнение заявленной антенны с излучающей частью III, включающей в себя более двух диполей, в соответствии с принципами построения коллинеарных антенн, приведенными, например, в книге Richard C. Johnson. Antenna Engineering handbook, 1993, pp. 27-14, 27-15.
Втулки 1, 2, 3 и 4 соединены между собой втулками 5, 6 и 7, выполненными из политетрафторэтилена (ГОСТ 10007-80), с использованием винтовых соединений.
Диполи соединены фидерами 8, 9, 10 и при помощи фидера 11 через разъемное винтовое соединение 12 подключены к разъему питания 13 (например, разъему серии СР-50-131ФВ).
Центрирование соединения 12 производится при помощи втулки 14, выполненной из политетрафторэтилена.
Соединение фидеров 8 и 9 друг с другом осуществлено при помощи монтажной печатной платы 15, закрепленной на втулке 7 с использованием винтового соединения.
Фидеры 8 и 9 соединены с платой 15 с использованием паяного соединения (условно не показано).
Излучающая часть III помещена в кожух 16, выполненный из стеклопластика, и через проставку 17, выполненную из полиамидного материала, установлена на переходной части II.
Радиопрозрачность кожуха 16 в заданном диапазоне частот обеспечивается подбором диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь стеклопластика и толщины стенки кожуха 16.
Переходная часть II закреплена на основании I, внутренняя полость которого заполнена заливочным компаундом, например, ПЭК-74, для обеспечения герметизации разъема 13.
Для обеспечения герметизации излучающей части III в месте соединения кожуха 16 и проставки 17 использовано резиновое уплотнительное кольцо 18.
Конструкция антенны позволяет использовать при изготовлении ее основных узлов элементы, выполненные из неметаллических материалов, обладающие, вследствие этого, малым весом (в шесть раз меньше, чем у аналогичных элементов, выполненных из металлических сплавов), высокой коррозионной и климатической стойкостью и стойкостью к износу, прочностными характеристиками, сопоставимыми с прочностными характеристиками аналогичных элементов, выполненных из металлических сплавов, достаточно легко подвергающиеся механической обработке (точение, фрезерование).
1. Коллинеарная антенна, содержащая основание и связанную с ним излучающую часть, включающую в себя по меньшей мере два симметричных вертикальных диполя, соединенных линиями питания, отличающаяся тем, что снабжена радиопрозрачным кожухом, выполненным из стеклопластика, в который помещена излучающая часть, а каждый из диполей состоит из двух металлических ступенчатых втулок, обращенных друг к другу сторонами меньшего диаметра, соединенных между собой втулками, выполненными из политетрафторэтилена.
2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что содержит переходную часть, связывающую основание с излучающей частью, имеющую участок, выполненный с возможностью изгибания.
