RU2251766C2 - Matching device for antenna operation at two different frequencies - Google Patents
Matching device for antenna operation at two different frequencies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251766C2 RU2251766C2 RU2003106813/09A RU2003106813A RU2251766C2 RU 2251766 C2 RU2251766 C2 RU 2251766C2 RU 2003106813/09 A RU2003106813/09 A RU 2003106813/09A RU 2003106813 A RU2003106813 A RU 2003106813A RU 2251766 C2 RU2251766 C2 RU 2251766C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical spiral
- filter
- turns
- spiral
- single cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в антенно-фидерных устройствах (АФУ) для обеспечения функционирования одной антенны на двух различающихся частотах.The invention relates to radio engineering and can be used in antenna-feeder devices (AFU) to ensure the operation of one antenna at two different frequencies.
Известна антенна, содержащая корпус, единую цилиндрическую спираль, размещенную внутри корпуса (Патент США №4644366, Н 01 Q 1/27, опубл. 1987 г.).A known antenna containing a housing, a single cylindrical spiral located inside the housing (US Patent No. 4644366, H 01 Q 1/27, publ. 1987).
В этом техническом решении корпус и единая цилиндрическая спираль работают в качестве широкополосной антенны. Оба конца единой цилиндрической спирали соединены с корпусом, а съем сигнала осуществляется с одного из витков единой цилиндрической спирали. Количество витков единой цилиндрической спирали по одну сторону от места съема сигнала выбрано меньшим, чем количество витков единой цилиндрической спирали по другую сторону от места съема.In this technical solution, the casing and a single cylindrical spiral work as a broadband antenna. Both ends of a single cylindrical spiral are connected to the body, and the signal is taken from one of the turns of a single cylindrical spiral. The number of turns of a single cylindrical spiral on one side of the signal pickup location is chosen smaller than the number of turns of a single cylindrical spiral on the other side of the pickup location.
Это устройство предназначено для работы в широком диапазоне частот, а не на двух заданных частотах с подавлением других.This device is designed to operate in a wide range of frequencies, and not at two specified frequencies with the suppression of others.
Наиболее близким является согласующее устройство для работы антенны на двух разных частотах, входящее в состав антенного адаптера (Патент Российской Федерации №2178935, Н 01 Q 1/24, опубл. 1996 г.).The closest is a matching device for operating the antenna at two different frequencies, which is part of the antenna adapter (Patent of the Russian Federation No. 2178935, H 01 Q 1/24, publ. 1996).
Это согласующее устройство для работы антенны на двух разных частотах содержит корпус, три катушки индуктивности и конденсатор, размещенные внутри корпуса и соединенные между собой с образованием фильтра, вход которого предназначен для подключения к антенне, а выход - к приемнику и/или передатчику, при этом одна из катушек индуктивности выполнена в виде первой цилиндрической спирали.This matching device for operating the antenna at two different frequencies contains a housing, three inductors and a capacitor located inside the housing and interconnected to form a filter, the input of which is designed to connect to the antenna, and the output to the receiver and / or transmitter, while one of the inductors is made in the form of a first cylindrical spiral.
В этом техническом решении катушка индуктивности, выполненная в виде первой цилиндрической спирали, пространственно разнесена от других катушек индуктивности, подсоединенных параллельно к катушке индуктивности, выполненной в виде первой цилиндрической спирали. Между концами параллельных катушек индуктивностей подключен конденсатор, соединенный соответственно с концом первой цилиндрической спирали через контактный штырь, а другие концы параллельных катушек индуктивностей соединены с корпусом. Устройство обеспечивает работу на двух разных частотах, например, 800 МГц и 1900 МГц.In this technical solution, an inductor made in the form of a first cylindrical spiral is spatially spaced from other inductors connected in parallel to an inductor made in the form of a first cylindrical spiral. A capacitor is connected between the ends of the parallel inductors, connected respectively to the end of the first cylindrical spiral through a contact pin, and the other ends of the parallel inductors are connected to the housing. The device provides operation at two different frequencies, for example, 800 MHz and 1900 MHz.
Ограничениями этого технического решения являются: большое значение коэффициента стоячей волны (КСВ), поскольку для работы устройства на двух разныхThe limitations of this technical solution are: the great value of the standing wave coefficient (SWR), because for the operation of the device on two different
частотах конденсатор С должен иметь хотя и небольшие близкие значения 2,2 пФ и 3,3 пФ, но все-таки различные, что ухудшает качество приемо-передачи; неудобство настройки устройства на заданные частоты, т.к. использующиеся конденсатор и параллельные катушки индуктивностей выполнены в виде обычных сосредоточенных элементов, не позволяющих обеспечивать их регулировку и подстройку; большое количество соединительных элементов и большие габариты устройства в целом, что связано с пространственным разнесением элементов фильтра в корпусе.at frequencies the capacitor C should have although small close values of 2.2 pF and 3.3 pF, but still different, which affects the quality of the transmission; inconvenience of tuning the device to the given frequencies, because the capacitor and parallel inductors used are made in the form of conventional lumped elements that do not allow for their adjustment and adjustment; a large number of connecting elements and large dimensions of the device as a whole, which is associated with the spatial spacing of the filter elements in the housing.
Решаемая изобретением задача - повышение качества и технико-эксплуатационных характеристик.The problem solved by the invention is improving the quality and technical and operational characteristics.
Технический результат, который может быть получен при выполнении изобретения, - улучшение КСВ, удобство настройки на заданные частоты, упрощение конструкции и уменьшение габаритов.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is the improvement of the SWR, the convenience of tuning to the given frequencies, simplifying the design and reducing the size.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в согласующем устройстве для работы антенны на двух разных частотах, содержащем корпус, три катушки индуктивности и конденсатор, размещенные внутри корпуса и соединенные между собой с образованием фильтра, вход которого предназначен для подключения к антенне, а выход - к приемнику и/или передатчику, причем одна из катушек индуктивности выполнена в виде первой цилиндрической спирали, согласно изобретению две другие катушки индуктивности выполнены в виде второй единой цилиндрической спирали, один конец которой служит входом фильтра, а другой конец соединен с корпусом, первая цилиндрическая спираль и вторая единая цилиндрическая спираль расположены соосно и количество витков первой цилиндрической спирали выбрано меньшим, чем количество витков второй единой цилиндрической спирали, один конец первой цилиндрической спирали соединен с витком второй единой цилиндрической спирали, а другой конец первой цилиндрической спирали соединен через конденсатор с выходом фильтра, при этом количество витков второй единой цилиндрической спирали между местом соединения конца первой цилиндрической спирали к витку второй единой цилиндрической спирали и ее концом, соединенным с корпусом, выбрано меньшим, чем количество витков первой цилиндрической спирали, и меньшим, чем количество витков второй единой цилиндрической спирали между упомянутым местом соединения и другим концом, служащим входом фильтра, количество витков второй единой цилиндрической спирали между упомянутым местом соединения и ее концом, служащим входом фильтра, выбрано большим, чем количество витков первой цилиндрической спирали.To solve the problem with achieving the specified technical result in a matching device for operating the antenna at two different frequencies, containing a housing, three inductors and a capacitor located inside the housing and interconnected to form a filter, the input of which is designed to connect to the antenna, and the output - to the receiver and / or transmitter, moreover, one of the inductors is made in the form of a first cylindrical spiral, according to the invention, the other two inductors are made in the form of A single cylindrical spiral, one end of which serves as an input to the filter, and the other end is connected to the housing, the first cylindrical spiral and the second single cylindrical spiral are aligned and the number of turns of the first cylindrical spiral is smaller than the number of turns of the second single cylindrical spiral, one end of the first cylindrical spiral connected to the turn of the second single cylindrical spiral, and the other end of the first cylindrical spiral connected through a capacitor to the output of the filter, while the number the turns of the second single cylindrical spiral between the junction of the end of the first cylindrical spiral to the turn of the second single cylindrical spiral and its end connected to the casing are selected less than the number of turns of the first cylindrical spiral and less than the number of turns of the second single cylindrical spiral between said and the other end serving as the input of the filter, the number of turns of the second single cylindrical spiral between said joint and its end serving as the input of the filter is selected more than the number of turns of the first cylindrical spiral.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:
- была введена диэлектрическая втулка, первая цилиндрическая спираль и вторая единая цилиндрическая спираль выполнены навитыми на диэлектрическую втулку;- a dielectric sleeve was introduced, the first cylindrical spiral and the second single cylindrical spiral are made wound on the dielectric sleeve;
- было введено два разъема, закрепленных на краях диэлектрической втулки, один из разъемов установлен на входе фильтра, а другой, выполненный коаксиальным, - соответственно на его выходе, один конец второй единой цилиндрической спирали подсоединен к одному разъему, а другой конец первой цилиндрической спирали через конденсатор подсоединен к центральному гнезду другого разъема, при этом другой конец второй единой цилиндрической спирали соединен с корпусом посредством его соединения с наружным корпусом другого разъема;- two connectors were inserted, fixed at the edges of the dielectric sleeve, one of the connectors is installed at the input of the filter, and the other, made coaxial, respectively, at its output, one end of the second single cylindrical spiral is connected to one connector, and the other end of the first cylindrical spiral a capacitor is connected to the central socket of the other connector, while the other end of the second single cylindrical spiral is connected to the housing by connecting it to the outer housing of the other connector;
- конденсатор был выполнен в виде шлейфа, шлейф расположен вдоль оси первой цилиндрической спирали и второй единой цилиндрической спирали над или внутри них;- the capacitor was made in the form of a loop, the loop is located along the axis of the first cylindrical spiral and the second single cylindrical spiral above or inside them;
- шлейф был выполнен из отрезка коаксиального кабеля, внутренняя жила которого подсоединена к выходу фильтра, а экранирующая оболочка подсоединена к первой цилиндрической спирали.- the loop was made of a piece of coaxial cable, the inner core of which is connected to the output of the filter, and the shielding is connected to the first cylindrical spiral.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.These advantages, as well as features of the present invention are illustrated by the best option for its implementation with reference to the accompanying figures.
Фиг.1 схематично изображает заявленное согласующее устройство;Figure 1 schematically depicts the claimed matching device;
фиг.2 - то же, что фиг.1, продольное сечение конструкции (упрощенно);figure 2 is the same as figure 1, a longitudinal section of the structure (simplified);
фиг.3 - шлейф на фиг.2;figure 3 - train in figure 2;
фиг.4 - эквивалентную схему устройства на фиг.1.figure 4 is an equivalent diagram of the device of figure 1.
Согласующее устройство для работы антенны на двух разных частотах (фиг.1) содержит корпус 1 (показан на фиг.1 пунктиром), три катушки индуктивности и конденсатор, размещенные внутри корпуса 1 и соединенные между собой с образованием фильтра. Вход А фильтра предназначен для подключения к антенне, а выход В - к приемнику и/или передатчику. Одна из катушек индуктивности выполнена в виде первой цилиндрической спирали 2.The matching device for operating the antenna at two different frequencies (FIG. 1) comprises a housing 1 (shown in phantom in FIG. 1), three inductors and a capacitor located inside the housing 1 and interconnected to form a filter. Filter input A is for connecting to the antenna, and output B is for the receiver and / or transmitter. One of the inductors is made in the form of a first
Две другие катушки индуктивности выполнены в виде второй единой цилиндрической спирали 3. Один конец второй единой цилиндрической спирали 3 служит входом А фильтра, а другой конец соединен с корпусом 1. Первая цилиндрическая спираль 2 и вторая единая цилиндрическая спираль 3 расположены соосно и количество l1 витков первой цилиндрической спирали 2 выбрано меньшим, чем количество l2+l3 витков второй единой цилиндрической спирали 3. Один конец первой цилиндрической спирали 2 соединен с витком второй единой цилиндрической спирали 3 в месте С*. Другой конец первой цилиндрической спирали 2 соединен через конденсатор, выполненный в виде шлейфа 4, с выходом В фильтра. Количество l2 витков второй единой цилиндрической спирали 3 между местом С* соединения конца первой цилиндрической спирали 2 к витку второй единой цилиндрической спирали 3 и ее концом, соединенным с корпусом 1, выбрано меньшим, чем количество l1 витков первой цилиндрической спирали 2, и меньшим, чем количество витков второй единой цилиндрической спирали 3 между упомянутым местом С* соединения и концом, служащим входом А фильтра. Количество l3 витков второй единой цилиндрической спирали 3 между упомянутым местом С* соединения и ее концом, служащим входом А фильтра, выбрано большим, чем количество l1 витков первой цилиндрической спирали 2.Two other inductors are made in the form of a second single
В устройство (фиг.2) может быть введена диэлектрическая втулка 5. Первая цилиндрическая спираль 2 и вторая единая цилиндрическая спираль 3 выполнены навитыми на диэлектрическую втулку 5. Для обеспечения одинакового шага витков на наружной поверхности диэлектрической втулки 5 может быть выполнена винтовая канавка (на фиг.2 не показана), в которой размещены витки первой цилиндрической спирали 2 и второй единой цилиндрической спирали 3.A dielectric sleeve 5 can be introduced into the device (FIG. 2). The first
Для удобства монтажа (фиг.2) может быть также введено два разъема 6 и 7, закрепленных на краях диэлектрической втулки 5 (на фиг.2 оба разъема 6 и 7 показаны коаксиальными). Один из разъемов 6 установлен на входе А фильтра, а другой из разъемов 7, выполненный коаксиальным - соответственно на его выходе В. Один конец второй единой цилиндрической спирали 3 подсоединен к центральному гнезду одного коаксиального разъема 6. Другой конец первой цилиндрической спирали 2 через шлейф 4 конденсатора подсоединен к центральному гнезду другого коаксиального разъема 7. На фиг.2 шлейф 4 показан пунктирной линией. Другой конец второй единой цилиндрической спирали 3 соединен с корпусом 1 посредством его соединения с наружным корпусом другого коаксиального разъема 7. На фиг.2 также показаны перемычки 8, выполненные из изолированного провода для подсоединения элементов цилиндрических спиралей, например, пайкой, соответственно фиг.1. (Разъем 6, установленный на входе А фильтра, может быть выполнен и не коаксиальным, т.к. к нему крепится вибратор антенны).For ease of installation (figure 2) can also be entered two
Шлейф 4 расположен вдоль оси первой цилиндрической спирали 2 и второй единой цилиндрической спирали 3 над (фиг.1, 2) или внутри них. Шлейф 4 конденсатора может быть выполнен из отрезка кабеля (фиг.1, 2, 3), внутренняя жила которого подсоединена к выходу В фильтра, а экранирующая оболочка подсоединена к первой цилиндрической спирали.The
Работает согласующее устройство (фиг.1, 2) следующим образом.Works matching device (figure 1, 2) as follows.
Указанное соединение элементов первой цилиндрической спирали 2, второй единой цилиндрической спирали 3 и шлейфа 4 конденсатора образует фильтр (фиг.4), который при выполнении условия соотношения индуктивностей L2<L1<L3 и для различных фиксированных величин конденсатора С обеспечивает двухчастотный резонанс в одном частотном диапазоне. В результате для этих двух частот всего частотного диапазона КСВ имеет наименьшую величину, а для других частот зависимость КСВ от частоты имеет резко возрастающую характеристику. Кроме того, за счет выполнения индуктивностей в виде первой цилиндрической спирали и второй единой цилиндрической спирали устройство имеет однородную структуру для принимаемой или передаваемой электромагнитной волны, за счет чего достигается минимизация КСВ непосредственно для этих двух резонансных частот.The indicated connection of the elements of the first
За счет изменения места С* (фиг.1, 2) подсоединения первой цилиндрической спирали 2 ко второй цилиндрической спирали 3 соответствующей перемычкой 8 (фиг.2) легко обеспечить настройку фильтра на заданные частоты, изменяя соответственно величины индуктивностей L2 и L3. Кроме того, можно легко изменять количество витков для этих индуктивностей. Изменение величины конденсатора С (фиг.4) легко и просто осуществляется изменением длины шлейфа 4 (фиг.1, 2), например, подрезкой отрезка коаксиального кабеля (фиг.3) в процессе настройки согласующего устройства. Изменение индуктивности L2 осуществляется изменением количества витков первой цилиндрической спирали 2 и, соответственно, местом соединения с ней шлейфа 4. Таким образом, устройство легко поддается регулировке на любые из двух заданных частот радиочастотного диапазона.By changing the location C * (FIGS. 1, 2) of connecting the first
В связи с тем что диэлектрическая втулка 5 (фиг.2), на которой размещены катушки индуктивности L1, L2, L3 (фиг.4), может быть выполнена из различного диэлектрического материала с различным диаметром, катушки индуктивностей L1, L2, L3 могут иметь различный шаг, а проводник катушек индуктивностей L1, L2, L3 может иметь различный диаметр витков, то настройка согласующего устройства достаточно просто может быть осуществлена в следующей последовательности (фиг.4):Due to the fact that the dielectric sleeve 5 (FIG. 2), on which the inductors L 1 , L 2 , L 3 (FIG. 4) are placed, can be made of different dielectric material with different diameters, the inductors L 1 , L 2 , L 3 can have a different pitch, and the conductor of the inductors L 1 , L 2 , L 3 can have a different diameter of the turns, then the adjustment of the matching device can quite simply be carried out in the following sequence (figure 4):
1. Выбирается длина излучающего штыря антенны, эквивалентная длине волны для рабочих частот F1 и F2, и антенна подключается к входу фильтра в точку А.1. Select the length of the radiating pin of the antenna, equivalent to the wavelength for the operating frequencies F 1 and F 2 , and the antenna is connected to the input of the filter at point A.
2. Производится настройка катушки индуктивности L3 на частоту F2 на минимальное значение КСВ, для этого измерительная аппаратура подключается в точку С*.2. The inductance coil L 3 is tuned to the frequency F 2 to the minimum value of the SWR; for this, the measuring equipment is connected to point C * .
3. Производится настройка индуктивности L2 на частоту F1 на минимальное значение КСВ, измерительная аппаратура подключается в точку С*.3. The inductance L 2 is tuned to the frequency F 1 to the minimum SWR value, the measuring equipment is connected to point C * .
4. Производится настройка контура фильтра на частоты F1 и F2 на минимальное значение КСВ изменением параметров индуктивности L1 и конденсатора С, регулирующих рассогласование и уменьшение F1 и F2, измерительная аппаратура подключается к выходу фильтра в точку В.4. The filter loop is tuned to frequencies F 1 and F 2 to the minimum SWR by changing the inductance parameters L 1 and capacitor C, which regulate the mismatch and decrease of F 1 and F 2 , the measuring equipment is connected to the filter output at point B.
За счет уменьшения количества соединений и выполнения согласующего устройства в одном корпусе 1 при помощи идентичных по конфигурации первой цилиндрической спирали 2 и второй единой цилиндрической спирали 3 удается уменьшить продольные габариты, снизить вес и упростить конструкцию устройства. При использовании коаксиальных разъемов 6, 7 (фиг.2) (или простого разъема 6 для подключения штыря антенны к входу фильтра согласующего устройства) обеспечивается простой монтаж согласующего устройства к внешним элементам: к антенне, к приемнику или передатчику.By reducing the number of connections and the implementation of the matching device in one housing 1 using the identical configuration of the first
Как показали испытания, для вибраторных антенн, функционирующих, например, на двух частотах 148 МГц и 172 МГц, величина КСВ на этих частотах составляет 1,1-1,2 (причем 1,2 на частотах 147 и 149 МГц и на крайних частотах 171 и 173 МГц, соответственно), а на промежуточной частоте 160 МГц достигается величина КСВ более 1,7.As tests have shown, for vibrator antennas operating, for example, at two frequencies of 148 MHz and 172 MHz, the SWR value at these frequencies is 1.1-1.2 (and 1.2 at frequencies of 147 and 149 MHz and at extreme frequencies of 171 and 173 MHz, respectively), and at an intermediate frequency of 160 MHz, an SWR of more than 1.7 is achieved.
Наиболее успешно заявленное согласующее устройство может быть промышленно применимо в радиотехнических комплексах, преимущественно при изготовлении двух резонансных базовых и мобильных вибраторных антенн.The most successfully declared matching device can be industrially applicable in radio engineering complexes, mainly in the manufacture of two resonant base and mobile vibrator antennas.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106813/09A RU2251766C2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Matching device for antenna operation at two different frequencies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106813/09A RU2251766C2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Matching device for antenna operation at two different frequencies |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003106813A RU2003106813A (en) | 2004-12-10 |
| RU2251766C2 true RU2251766C2 (en) | 2005-05-10 |
Family
ID=35747185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003106813/09A RU2251766C2 (en) | 2003-03-13 | 2003-03-13 | Matching device for antenna operation at two different frequencies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2251766C2 (en) |
-
2003
- 2003-03-13 RU RU2003106813/09A patent/RU2251766C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6956535B2 (en) | Coaxial inductor and dipole EH antenna | |
| US4543581A (en) | Antenna arrangement for personal radio transceivers | |
| US4730195A (en) | Shortened wideband decoupled sleeve dipole antenna | |
| US7545340B2 (en) | Compact antenna having coaxial helical elements with ends connected across an RF signal source | |
| US5673053A (en) | Antenna coupling device for coupling an antenna of a hand-portable telephone to a remotely located antenna | |
| US4217589A (en) | Ground and/or feedline independent resonant feed device for coupling antennas and the like | |
| US4935746A (en) | Efficiency monitoring antenna | |
| US9083076B2 (en) | Dipole antenna assembly having an electrical conductor extending through tubular segments and related methods | |
| US5604507A (en) | Wide-banded mobile antenna | |
| US8860618B2 (en) | Internal FM antenna | |
| US7034767B2 (en) | Helical coil, Magnetic core antenna | |
| RU2128386C1 (en) | Dual-function antenna for portable radio communication device | |
| US4968991A (en) | Multiband antenna system for use in motor vehicles | |
| US7158819B1 (en) | Antenna apparatus with inner antenna and grounded outer helix antenna | |
| US4626862A (en) | Antenna having coaxial driven element with grounded center conductor | |
| RU2251766C2 (en) | Matching device for antenna operation at two different frequencies | |
| US5233362A (en) | Maypole antenna | |
| US2866197A (en) | Tuned antenna system | |
| US4439772A (en) | Inductor type half wave antenna | |
| US20100013731A1 (en) | Coaxial cable dipole antenna for high frequency applications | |
| KR20050103870A (en) | Antenna device | |
| RU2634801C1 (en) | Ultra-wideband dual-port antenna | |
| RU217948U1 (en) | SMALL ANTENNA OF THE UHF1 RANGE | |
| JP3621468B2 (en) | Multi-frequency tuned loop antenna device | |
| RU225131U1 (en) | Ultra-wideband dipole antenna for MV and UHF1 bands |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070314 |