RU2589451C1

RU2589451C1 - Dipole antenna

Info

Publication number: RU2589451C1
Application number: RU2015109434/28A
Authority: RU
Inventors: Виталий Львович Хазан; Дмитрий Павлович Забиров
Original assignee: Виталий Львович Хазан
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2016-07-10

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.

SUBSTANCE: invention can be used as miniature receiving-transmitting antennae in mobile long-wavelength (VP), medium-wave (SW) and short-wave (SW) radio stations. Dipole antenna comprises inductance, vibrator, electrically connected with one end of said inductance and representing a volume conductor located in magnetic field inductance. Inductance is made on non-core magnetic conductor, second end of inductance is connected with one of wires feeding antenna double-wire power line, other conductor of which is grounded with one end to radio station, and other end of this wire is free.

EFFECT: broadening functional capabilities of device, namely: use same dipole antenna at change of operating frequencies, simplified matching dipole antenna with radio station in process of communication sessions; reduced dependence of antenna parameters from environment, simplified adjustment in serial production.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в мобильных длинноволновых (ДВ), средневолновых (СВ) и коротковолновых (KB) приемопередающих устройствах.The invention relates to antenna technology and can be used in mobile long-wave (LW), medium-wave (CB) and short-wave (KB) transceiver devices.

Известна вибраторная антенна (патент РФ №2523959, МПК H01Q 9/18, опубл. 27.07.2014), содержащая вибратор, согласующее устройство, емкостную нагрузку и противовес, причем согласующее устройство выполнено в виде двух отдельных элементов - удлиняющей катушки и трансформатора, каждый из которых выполнен на своем отдельном замкнутом сердечнике магнитопровода.A known vibrator antenna (RF patent No. 2523959, IPC H01Q 9/18, publ. 07/27/2014) containing a vibrator, matching device, capacitive load and counterweight, moreover, the matching device is made in the form of two separate elements - an extension coil and a transformer, each of which is made on its own separate closed core of the magnetic circuit.

Недостатком этой антенны является необходимость развертывания перед проведением сеанса связи емкостной нагрузки, выполненной «в форме спиц, зонтика или веера», что создает неудобства при использовании этой антенны как во время движения транспорта, так и в носимых радиостанциях при передвижении пользователя, например, по лесистой местности.The disadvantage of this antenna is the need to deploy a capacitive load made “in the form of knitting needles, an umbrella or a fan” before a communication session, which creates inconvenience when using this antenna both during transport and in portable radio stations when the user moves, for example, along a wooded terrain.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция малогабаритной вибраторной антенны (патент РФ №2413344, МПК H01Q 9/18, опубл. 27.02.2011), которая содержит вибратор, согласующее устройство, включающее индуктивности, причем вибратор расположен в магнитном поле согласующего устройства, выполненного в виде трансформатора, размещенного на незамкнутом сердечнике магнитопровода, при этом вибратор электрически соединен с вторичной обмоткой трансформатора.Closest to the claimed is the design of a small vibrator antenna (RF patent No. 2413344, IPC H01Q 9/18, publ. 02.27.2011), which contains a vibrator, a matching device including inductance, and the vibrator is located in the magnetic field of the matching device, made in the form a transformer located on the open core of the magnetic circuit, while the vibrator is electrically connected to the secondary winding of the transformer.

Данная конструкция малогабаритной вибраторной антенны обладает следующими недостатками:This design of a small vibrator antenna has the following disadvantages:

- антенна узкополосная, что вызывает неудобство при эксплуатации, т.к. при смене рабочей частоты требуется заменять и вибраторную антенну;- the antenna is narrow-band, which causes inconvenience during operation, because when changing the operating frequency, it is also necessary to replace the vibrator antenna;

- параметры этой антенны сильно зависят от окружающей среды, например, меняется коэффициент усиления антенны при изменении расстояния от тела оператора или от кузова транспорта;- the parameters of this antenna are highly dependent on the environment, for example, the antenna gain changes when the distance from the operator’s body or from the transport body changes;

- антенна сложна в настройке при изготовлении, что затрудняет ее серийное производство.- the antenna is difficult to set up during manufacture, which complicates its mass production.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства, а именно: обеспечении возможности использования одной и той же вибраторной антенны при смене рабочих частот, упрощении согласования вибраторной антенны с радиостанцией во время ведения сеансов связи, снижении зависимости параметров антенны от окружающей среды, упрощении ее настройки при серийном производстве.The technical result of the claimed invention is to expand the functionality of the device, namely: providing the possibility of using the same vibrator antenna when changing operating frequencies, simplifying the matching of the vibrator antenna with the radio station during communication sessions, reducing the dependence of the antenna parameters on the environment, simplifying it settings in mass production.

Указанный технический результат достигается тем, что у вибраторной антенны, содержащей индуктивность, вибратор, электрически соединенный с одним концом этой индуктивности и представляющий собой объемный проводник, расположенный в магнитном поле индуктивности, выполненной на незамкнутом сердечнике магнитопровода, согласно заявляемому изобретению, второй конец индуктивности соединен с одним из проводов питающей антенну двухпроводной электрической линии, другой провод, играющий роль противовеса, одним концом заземлен на радиостанции, а второй конец этого провода находится в свободном состоянии.The specified technical result is achieved by the fact that in a vibrating antenna containing inductance, a vibrator electrically connected to one end of this inductance and representing a volume conductor located in the magnetic field of the inductance made on the open core of the magnetic circuit according to the claimed invention, the second end of the inductance is connected to one of the wires supplying the antenna of a two-wire electric line, the other wire, which plays the role of a counterweight, is grounded at one end on a radio station , and the second end of this wire is in a free state.

Питающая антенну двухпроводная электрическая линия может быть выполнена в виде высокочастотного кабеля, внутренний провод которого соединен со вторым концом индуктивности, а внешний провод одним концом заземлен на радиостанции, а второй конец внешнего провода высокочастотного кабеля находится в свободном состоянии.A two-wire electric line supplying the antenna can be made in the form of a high-frequency cable, the inner wire of which is connected to the second end of the inductance, and the outer wire is grounded at one end at the radio station, and the second end of the outer wire of the high-frequency cable is in a free state.

Питающая антенну двухпроводная электрическая линия может быть выполнена в виде двужильного электрического провода.A two-wire electric line supplying the antenna can be made in the form of a two-wire electric wire.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена конструктивная схема предлагаемой вибраторной антенны, в которой питающая антенну двухпроводная электрическая линия выполнена в виде высокочастотного кабеля. Вибраторная антенна содержит индуктивность 1 с магнитопроводом 2 и вибратор, выполненный в виде объемного проводника 3, соединенные последовательно друг с другом. Вход 4 вибраторной антенны соединяется с одним концом внутреннего провода 5 высокочастотного кабеля. Другой конец этого провода 6 соединяется с выходом/входом радиостанции 7. Внешний провод 8 высокочастотного кабеля одним концом 9 подключается к клемме «ЗЕМЛЯ» 10 радиостанции 7, а второй конец этого провода 11 находится в свободном состоянии.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed vibrator antenna, in which the feeding antenna two-wire electric line is made in the form of a high-frequency cable. The vibrator antenna comprises an inductance 1 with a magnetic circuit 2 and a vibrator made in the form of a volume conductor 3 connected in series with each other. The input 4 of the vibrator antenna is connected to one end of the inner wire 5 of the high-frequency cable. The other end of this wire 6 is connected to the output / input of the radio station 7. The external wire 8 of the high-frequency cable with one end 9 is connected to the terminal “EARTH” 10 of the radio station 7, and the second end of this wire 11 is in a free state.

На фиг. 2 изображена конструктивная схема вибраторной антенны, в которой двухпроводная электрическая линия выполнена в виде двужильного электрического провода. В этом случае вход 4 вибраторной антенны соединяется с одним концом одной из жил 5 двужильного электрического провода. Другой конец этой жилы 6 соединяется с выходом/входом радиостанции 7. Вторая жила 8 двужильного электрического провода одним концом 9 подключается к клемме «ЗЕМЛЯ» 10 радиостанции 7, а второй конец этой жилы 11 находится в свободном состоянии.In FIG. 2 shows a structural diagram of a vibrator antenna in which a two-wire electric line is made in the form of a two-wire electric wire. In this case, the input 4 of the vibrator antenna is connected to one end of one of the cores 5 of a two-wire electrical wire. The other end of this core 6 is connected to the output / input of the radio station 7. The second core 8 of the two-wire electrical wire with one end 9 is connected to the terminal “EARTH” 10 of the radio station 7, and the second end of this core 11 is in a free state.

Вибраторная антенна работает следующим образом. Vibrator antenna works as follows.

Вибраторная антенна, содержащая индуктивность с магнитопроводом и объемный проводник, соединенные последовательно друг с другом и вместе с вариометром радиостанции и противовесом антенны, представляет собой в совокупности последовательный контур, который с помощью вариометра радиостанции настраивается на рабочую частоту. Вибраторная антенна при производстве настраивается на частоту f₀. Вариометр радиостанции представляет собой переменное реактивное индуктивное или емкостное сопротивление. Частота f₀ выбирается с таким расчетом, чтобы в среднем положении реактивности вариометра весь антенно-фидерный тракт был бы настроен на среднюю частоту f_c рабочего диапазона частот. Антенный вибратор при этом, являясь открытой частью общей резонансной антенно-фидерной системы, будет эффективно излучать электромагнитные волны на частоте f_c. Если реактивное сопротивление вариометра увеличивается или уменьшается, то и резонанс антенно-фидерной системы будет соответственно уменьшаться или увеличиваться, а антенный вибратор будет эффективно излучать/принимать электромагнитные волны в том случае, когда частота резонанса антенно-фидерного тракта будет равна частоте настройки передатчика/приемника радиостанции.A vibrator antenna containing an inductance with a magnetic circuit and a volume conductor connected in series with each other and together with the variometer of the radio station and the counterweight of the antenna is a series circuit that can be tuned to the operating frequency using the variometer of the radio station. The vibrator antenna during production is tuned to a frequency f ₀ . The variometer of a radio station is a variable reactive inductive or capacitive resistance. The frequency f ₀ is chosen so that in the middle position of the variometer reactivity the entire antenna-feeder path would be tuned to the average frequency f _{c of the} operating frequency range. At the same time, the antenna vibrator, being an open part of the general resonant antenna-feeder system, will effectively emit electromagnetic waves at a frequency f _c . If the reactance of the variometer increases or decreases, then the resonance of the antenna-feeder system will accordingly decrease or increase, and the antenna vibrator will effectively emit / receive electromagnetic waves when the resonance frequency of the antenna-feeder path is equal to the tuning frequency of the transmitter / receiver of the radio station .

Данное изобретение дает кроме существенного уменьшения габаритных размеров антенн, применяемых в качестве носимых и мобильных в ДВ, СВ и KB радиостанциях, также избавление от необходимости замены вибраторных антенн при смене рабочих частот, снижение зависимости параметров антенны от окружающей среды, упрощение настройки частоты вибраторных антенн как во время ведения сеансов связи, так и при серийном производстве этих антенн и, как следствие, снижение их стоимости, что имеет большое значение для широкого круга пользователей ДВ, СВ и KB радиостанций.This invention, in addition to significantly reducing the overall dimensions of the antennas used as wearable and mobile in DV, CB and KB radio stations, also eliminates the need to replace vibrator antennas when changing operating frequencies, reduces the dependence of the antenna parameters on the environment, simplifies the frequency setting of vibrator antennas as during the conduct of communication sessions, and in the serial production of these antennas and, as a result, their cost reduction, which is of great importance for a wide range of users of DV, CB and KB iostantsy.

Claims

1. Вибраторная антенна, содержащая индуктивность, вибратор, электрически соединенный с одним концом этой индуктивности и представляющий собой объемный проводник, расположенный в магнитном поле индуктивности, выполненной на незамкнутом сердечнике магнитопровода, отличающаяся тем, что второй конец индуктивности соединен с одним из проводов питающей антенну двухпроводной электрической линии, другой провод которой одним концом заземлен на радиостанции, а второй конец этого провода находится в свободном состоянии.1. A vibrator antenna containing an inductance, a vibrator electrically connected to one end of the inductance and representing a volume conductor located in the magnetic field of the inductance made on the open core of the magnetic circuit, characterized in that the second end of the inductance is connected to one of the wires supplying the two-wire antenna an electric line, the other wire of which is grounded at one end on a radio station, and the other end of this wire is in a free state.

2. Вибраторная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что питающая антенну двухпроводная электрическая линия выполнена в виде высокочастотного кабеля, внутренний провод которого соединен со вторым концом индуктивности, а внешний провод одним концом заземлен на радиостанции, а второй конец внешнего провода высокочастотного кабеля находится в свободном состоянии.2. The vibrator antenna according to claim 1, characterized in that the two-wire power line supplying the antenna is made in the form of a high-frequency cable, the inner wire of which is connected to the second end of the inductance, and the outer wire is grounded at one end of the radio station, and the second end of the external wire of the high-frequency cable is in a free state.

3. Вибраторная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что питающая антенну двухпроводная электрическая линия выполнена в виде двужильного электрического провода, одна из жил которого соединена со вторым концом индуктивности, один конец второй жилы заземлен на радиостанции, а второй конец этой жилы находится в свободном состоянии. 3. The vibrator antenna according to claim 1, characterized in that the two-wire power line supplying the antenna is made in the form of a two-wire electric wire, one of the wires of which is connected to the second end of the inductance, one end of the second wire is grounded to the radio station, and the second end of this wire is located in free state.