RU2618776C1 - Broadband dipole antenna - Google Patents
Broadband dipole antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618776C1 RU2618776C1 RU2015154914A RU2015154914A RU2618776C1 RU 2618776 C1 RU2618776 C1 RU 2618776C1 RU 2015154914 A RU2015154914 A RU 2015154914A RU 2015154914 A RU2015154914 A RU 2015154914A RU 2618776 C1 RU2618776 C1 RU 2618776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrator
- antenna
- conductor
- feeder
- dielectric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к симметричным вибраторным антеннам, питаемым коаксиальным кабелем. Эта новая симметричная вибраторная антенна обеспечивает широкую полосу согласования антенны с фидером. При этом имеет высокую степень защиты от антенного эффекта фидера, удобна для размещения на мачтах или на поясах башен, допускает излучение сигналов большой мощности. Согласование антенны с фидером обеспечивается устройством для регулировки действительной части входного сопротивления антенны и устройством для регулировки мнимой части входного сопротивления антенны.The invention relates to antenna-feeder devices, namely to symmetric vibrator antennas powered by a coaxial cable. This new symmetrical vibrator antenna provides a wide matching band of the antenna with the feeder. At the same time, it has a high degree of protection against the antenna effect of the feeder, is convenient for placement on masts or on the belts of towers, and allows the emission of high power signals. The matching of the antenna with the feeder is provided by a device for adjusting the real part of the input impedance of the antenna and a device for adjusting the imaginary part of the input impedance of the antenna.
Уровень техникиState of the art
Известна широкополосная вибраторная антенна (патент РФ на изобретение №2199805, МПК: H01Q 9/16, опубл. 27.02.2003), содержащая первый вибратор с первым и вторым плечами, второй вибратор с первым и вторым плечами, первую и вторую перемычки, симметрирующее устройство с первым и вторым проводниками и короткозамыкателем, устройство компенсации мнимой составляющей входного сопротивления антенны с первым и вторым полюсами, фидер, соединитель радиочастотный, первую и вторую диэлектрические концевые распорки, диэлектрическую распорку, причем плечи первого вибратора расположены соосно с образованием зазора между ними, первая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец первого плеча первого вибратора и на конец первого плеча второго вибратора, а вторая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец второго плеча первого вибратора и на конец второго плеча второго вибратора, при этом первое плечо первого вибратора гальванически соединено с первым плечом второго вибратора первой перемычкой, второе плечо первого вибратора гальванически соединено со вторым плечом второго вибратора второй перемычкой, плечи первого вибратора соединены с соответствующими по номеру проводниками симметрирующего устройства.Known broadband vibrator antenna (RF patent for the invention No. 2199805, IPC:
Использование упомянутого защищенного патентом технического решения позволило использовать ранее предложенную антенну в качестве излучающего элемента передающих многоканальных антенных решеток. По указанному патенту изготовлены антенны, которые в настоящее время эксплуатируются в составе УКВ радиостанций в ряде городов Урала и Сибири. Конструкция антенны и полученные при этом характеристики антенны опубликованы в ряде работ:The use of the aforementioned patented technical solution made it possible to use the previously proposed antenna as a radiating element of transmitting multi-channel antenna arrays. According to this patent, antennas are manufactured, which are currently being operated as part of VHF radio stations in a number of cities in the Urals and Siberia. The antenna design and the resulting antenna characteristics are published in a number of works:
1. Войтович Н.И., Ершов А.В., Соколов А.Н. УКВ вибраторные антенны: учебное пособие.- Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2007.- 85 с. 1. Voitovich N.I., Ershov A.V., Sokolov A.N. VHF Vibrator Antennas: A Training Manual. - Chelyabinsk: Publishing House. SUSU, 2007.- 85 p.
2. Войтович Н.И., Вахтин Ю.И., Ершов А.В., Русяев Е.О. Моделирование передающих антенн УКВ диапазона для радиовещания и связи. Научные труды МНПК «Связьпром-2006» в рамках III Евро-азиатского Форума «Связь-Промэкспо 2006». - Екатеринбург: ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2006. - Стр. 367-370.2. Voitovich N.I., Vakhtin Yu.I., Ershov A.V., Rusyaev E.O. VHF transmit antenna modeling for broadcasting and communications. Scientific works of MNPK Svyazprom-2006 within the framework of the III Euro-Asian Forum Svyaz-Promexpo 2006. - Yekaterinburg: CJSC Real Media Company, 2006. - p. 367-370.
3. Войтович Н.И., Вахтин Ю.И., Ершов А.В. Передающие антенны УКВ диапазона для радиовещания. Научные труды МНПК «Связьпром-2004» в рамках I Евро-азиатского Форума «Связь-Промэкспо 2004». - Екатеринбург: ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2004. - Стр. 256-267.3. Voitovich N.I., Vakhtin Yu.I., Ershov A.V. VHF transmitting antennas for broadcasting. Scientific works of MNPK Svyazprom-2004 within the framework of the I Euro-Asian Forum Svyaz-Promexpo 2004. - Yekaterinburg: CJSC Real Media Company, 2004. - p. 256-267.
4. Войтович Н.И., Вахтин Ю.И., Ершов А.В. Широкополосная симметричная вибраторная антенна. Вестник УГТУ-УПИ. №15 (45). Часть 1. - Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ. - 2004.4. Voitovich N.I., Vakhtin Yu.I., Ershov A.V. Broadband symmetric vibrator antenna. Bulletin of USTU-UPI. No. 15 (45).
5. Войтович Н.И., Ершов А.В. Исследование влияния размеров антенны на ее входной импеданс и согласование с фидером. Материалы Всероссийской научно-технической конференции 31 мая - 4 июня 2004 «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций».- Самара: СГАУ, 2004. - С.43.5. Voitovich N.I., Ershov A.V. Investigation of the effect of antenna dimensions on its input impedance and matching with a feeder. Materials of the All-Russian scientific and technical conference May 31 - June 4, 2004 "Actual problems of radio electronics and telecommunications." - Samara: SGAU, 2004. - P.43.
6. Войтович Н.И., Вахтин Ю.И., Ершов А.В. Широкополосная симметричная вибраторная антенна. // Доклад на 3-й МНТК «На передовых рубежах науки и инженерного творчества», г. Екатеринбург, 28-30 окт.2004. Тезисы докладов.6. Voitovich N.I., Vakhtin Yu.I., Ershov A.V. Broadband symmetric vibrator antenna. // Report at the 3rd ISTC "At the forefront of science and engineering", Yekaterinburg, October 28-30, 2004. Abstracts of reports.
7. Войтович Н.И., Ершов А.В., Соколов А.Н. УКВ вибраторные антенны. (Учебное пособие).- Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002. - 85 с. Рекомендовано УМО по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской технике и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности 200800 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» направления подготовки дипломированных специалистов 654300 «Проектирование и технология электронных средств».7. Voitovich N.I., Ershov A.V., Sokolov A.N. VHF vibrator antennas. (Textbook) .- Chelyabinsk: Publishing House. SUSU, 2002 .-- 85 p. Recommended by UMO on education in the field of radio engineering, electronics, biomedical engineering and automation as a textbook for university students enrolled in the specialty 200800 "Design and technology of electronic devices" in the direction of training of certified specialists 654300 "Design and technology of electronic tools."
8. Voitovich N.I, Ershov A.V. Wideband dipole antenna. IEEE Xplore p.12144-1218, 2013.8. Voitovich N.I., Ershov A.V. Wideband dipole antenna. IEEE Xplore p.12144-1218, 2013.
Предложенный ранее вариант широкополосной вибраторной антенны (фиг. 1) содержит первый вибратор с первым и вторым плечами, второй вибратор с первым и вторым плечами, первую и вторую перемычки, симметрирующее устройство с первым и вторым проводниками и короткозамыкателем, устройство компенсации реактивной составляющей входного импеданса антенны (устройство компенсации мнимой составляющей входного сопротивления антенны) с первым и вторым полюсами (далее - устройство согласования), фидер, соединитель радиочастотный, первую и вторую диэлектрические концевые распорки, диэлектрическую распорку. Причем первое и второе плечи первого вибратора расположены соосно с образованием зазора между ними, первая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец первого плеча первого вибратора и на конец первого плеча второго вибратора, а вторая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец второго плеча первого вибратора и на конец второго плеча второго вибратора. При этом первое и второе плечи второго вибратора гальванически соединены между собой, первое плечо первого вибратора гальванически соединено с первым плечом второго вибратора первой перемычкой, второе плечо первого вибратора гальванически соединено со вторым плечом второго вибратора второй перемычкой, плечи первого вибратора соединены с соответствующими по номеру проводниками симметрирующего устройства. Здесь и далее мы пользуемся определением полюса как одного из двух противоположных концов электрической цепи устройства.The previously proposed version of a broadband vibrator antenna (Fig. 1) contains a first vibrator with first and second arms, a second vibrator with first and second arms, first and second jumpers, a balancing device with first and second conductors and a short circuit, a device for compensating the reactive component of the antenna input impedance (a device for compensating the imaginary component of the input resistance of the antenna) with the first and second poles (hereinafter referred to as the matching device), a feeder, a radio frequency connector, the first and second die an insulating end spacers, the dielectric spacer. Moreover, the first and second arms of the first vibrator are coaxial with the formation of a gap between them, the first dielectric end spacer is installed on the end of the first arm of the first vibrator and on the end of the first arm of the second vibrator, and the second dielectric end spacer is installed on the end of the second arm of the first vibrator and the end of the second shoulder of the second vibrator. The first and second shoulders of the second vibrator are galvanically connected to each other, the first shoulder of the first vibrator is galvanically connected to the first shoulder of the second vibrator by the first jumper, the second shoulder of the first vibrator is galvanically connected to the second shoulder of the second vibrator by the second jumper, the shoulders of the first vibrator are connected to the corresponding number conductors balancing device. Hereinafter, we use the definition of the pole as one of the two opposite ends of the electrical circuit of the device.
Реализация технических решений, предложенных в указанном патенте, как показала практика, позволила создать новую и полезную вибраторную антенну, обеспечивающую рабочие характеристики в широком диапазоне частот.The implementation of the technical solutions proposed in this patent, as practice has shown, has allowed us to create a new and useful vibrator antenna that provides performance in a wide frequency range.
Однако предложенная в указанном патенте антенна обладает недостатком, который поясняется ниже со ссылкой на фиг. 1. При практической реализации упомянутого варианта антенны симметрирующее устройство выполняется в виде короткозамкнутого четвертьволнового отрезка двухпроводной линии передачи, проводники которой выполнены из металлических трубок. Причем расстояние между трубками больше ширины зазора между плечами первого вибратора. Плечи вибраторов выполняются также из металлических трубок. В месте соединения одной из трубок симметрирующего устройства с трубкой плеча вибратора в последней выполняется отверстие. Это отверстие используется для прокладки фидера. В качестве фидера используется коаксиальный кабель. Коаксиальный кабель прокладывается в трубке проводника симметрирующего устройства, изгибается и выводится через упомянутое отверстие в трубку плеча вибратора и далее прокладывается в плече вибратора в сторону зазора между плечами вибратора. Поскольку трубки проводников симметрирующего устройства и плеч вибраторов выбираются с малым внутренним радиусом (0,8-1,6 см), то и радиус изгиба коаксиального кабеля должен быть малым. По техническим условиям минимальный радиус изгиба кабеля при транспортировании, хранении и при монтаже должен быть не менее 10 диаметров кабеля. Стало быть, внутри труб конструкции вибраторной антенны с упомянутым симметрирующим устройством можно использовать лишь кабели с небольшим диаметром внешнего проводника. Кабели с небольшим диаметром внешнего проводника по сравнению с кабелями с большим диаметром внешнего проводника имеют меньшую допустимую мощность передаваемых сигналов, большее погонное ослабление сигналов в фидере. В результате заявленная ранее антенна, запитанная коаксиальным кабелем с небольшим поперечным сечением, имеет большие потери, не позволяет излучать сигналы большой мощности из-за опасности теплового пробоя фидера.However, the antenna proposed in said patent has a drawback, which is explained below with reference to FIG. 1. In the practical implementation of the aforementioned version of the antenna, the balancing device is made in the form of a short-circuited quarter-wave segment of a two-wire transmission line, the conductors of which are made of metal tubes. Moreover, the distance between the tubes is greater than the width of the gap between the shoulders of the first vibrator. The shoulders of the vibrators are also made of metal tubes. At the junction of one of the tubes of the balancing device with the tube of the vibrator arm, a hole is made in the latter. This hole is used to lay the feeder. A coaxial cable is used as a feeder. The coaxial cable is laid in the conductor tube of the balancing device, bent and output through the aforementioned hole into the tube of the vibrator arm and then laid in the vibrator arm toward the gap between the vibrator arms. Since the tubes of the conductors of the balancing device and the shoulders of the vibrators are selected with a small internal radius (0.8-1.6 cm), the bending radius of the coaxial cable should be small. According to the technical conditions, the minimum bending radius of the cable during transportation, storage and installation should be at least 10 cable diameters. Therefore, inside the pipes of the design of the vibrator antenna with the mentioned balancing device, you can use only cables with a small diameter of the outer conductor. Cables with a small diameter of the outer conductor, in comparison with cables with a large diameter of the outer conductor, have a lower permissible power of the transmitted signals, a greater linear attenuation of the signals in the feeder. As a result, the previously announced antenna, powered by a coaxial cable with a small cross-section, has large losses, it does not allow to emit high power signals due to the danger of thermal breakdown of the feeder.
Другим недостатком известной антенны является сложность в настройке антенны, обусловленная отсутствием регулировочного элемента, позволяющего изменить величину действительной части входного сопротивления антенны.Another disadvantage of the known antenna is the difficulty in tuning the antenna due to the lack of an adjustment element that allows you to change the value of the real part of the input resistance of the antenna.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технической задачей настоящего изобретения является увеличение допустимой мощности излучения антенны, уменьшение потерь электромагнитной энергии в антенне, повышение удобства регулировки согласования антенны с фидером, защита от неблагоприятного воздействия дождя и снега на параметры антенны.The technical task of the present invention is to increase the permissible radiation power of the antenna, reduce the loss of electromagnetic energy in the antenna, increase the convenience of adjusting the matching of the antenna with the feeder, protection from the adverse effects of rain and snow on the parameters of the antenna.
Поставленная цель достигается тем, что широкополосная вибраторная антенна, содержащая первый вибратор с первым и вторым плечами, второй вибратор с первым и вторым плечами, первую и вторую перемычки, симметрирующее устройство с первым и вторым проводниками и короткозамыкатель, устройство компенсации мнимой составляющей входного сопротивления антенны с первым и вторым полюсами (далее - устройство согласования), фидер, соединитель радиочастотный, первую и вторую диэлектрические концевые распорки, диэлектрическую распорку, причем первое и второе плечи первого вибратора расположены соосно с образованием зазора между ними, первая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец первого плеча первого вибратора и на конец первого плеча второго вибратора, а вторая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец второго плеча первого вибратора и на конец второго плеча второго вибратора. При этом первое и второе плечи второго вибратора гальванически соединены между собой, первое плечо первого вибратора гальванически соединено с первым плечом второго вибратора первой перемычкой, второе плечо первого вибратора гальванически соединено со вторым плечом второго вибратора второй перемычкой, плечи первого вибратора соединены с соответствующими по номеру проводниками симметрирующего устройства, отличается тем, что дополнительно содержит первую и вторую шайбы, диэлектрическую подложку, возбуждающий проводник с первым и вторым полюсами (далее - диполь), защитную крышку. Причем первая шайба расположена на торце первого проводника симметрирующего устройства с образованием гальванического контакта, вторая шайба расположена на торце второго проводника симметрирующего устройства с образованием гальванического контакта, диэлектрическая подложка расположена в упомянутом зазоре с опорой на первую и вторую шайбы, а диполь расположен на диэлектрической подложке, при этом внешний проводник фидера гальванически соединен со второй шайбой, центральный проводник фидера соединен со вторым полюсом диполя, первый полюс которого соединен с первым полюсом устройства согласования, второй полюс устройства согласования соединен со второй шайбой, диполь с полюсами закрыт крышкой.This goal is achieved in that a broadband vibrator antenna containing a first vibrator with first and second shoulders, a second vibrator with first and second shoulders, first and second jumpers, a balancing device with first and second conductors and a short circuit, a device for compensating the imaginary component of the antenna input resistance with the first and second poles (hereinafter referred to as a matching device), a feeder, a radio frequency connector, a first and second dielectric end spacers, a dielectric spacer, the first the second arms of the first vibrator are coaxial with the formation of a gap between them, the first dielectric end spacer is installed on the end of the first arm of the first vibrator and on the end of the first arm of the second vibrator, and the second dielectric end spacer is installed on the end of the second arm of the first vibrator and on the end of the second arm of the second vibrator . The first and second shoulders of the second vibrator are galvanically connected to each other, the first shoulder of the first vibrator is galvanically connected to the first shoulder of the second vibrator by the first jumper, the second shoulder of the first vibrator is galvanically connected to the second shoulder of the second vibrator by the second jumper, the shoulders of the first vibrator are connected to the corresponding number conductors balancing device, characterized in that it further comprises a first and second washer, a dielectric substrate, an exciting conductor with the first and second the poles (hereinafter referred to as the dipole), the protective cover. Moreover, the first washer is located at the end of the first conductor of the balancing device with the formation of galvanic contact, the second washer is located at the end of the second conductor of the balancing device with the formation of galvanic contact, the dielectric substrate is located in the said gap with support on the first and second washers, and the dipole is located on the dielectric substrate, wherein the external conductor of the feeder is galvanically connected to the second washer, the central conductor of the feeder is connected to the second pole of the dipole, the first the pole of which is connected to the first pole of the matching device, the second pole of the matching device is connected to the second washer, the dipole with the poles is closed by a cover.
В предложенной антенне первая и вторая перемычки выполнены каждая в виде винтовой стяжки, содержащей первую и вторую втулки и стержень, первая втулка имеет правую внутреннюю резьбу, вторая втулка имеет левую внутреннюю резьбу, стержень на одном конце имеет правую резьбу, а на втором конце - левую резьбу.In the proposed antenna, the first and second jumpers are each made in the form of a screw tie containing the first and second bushes and a rod, the first bush has a right-hand internal thread, the second sleeve has a left-hand internal thread, the rod has a right-hand thread at one end, and a left-hand thread at the second end thread.
В другом варианте исполнения перемычек первая и вторая перемычки выполнены каждая в виде первого и второго стержня и втулки, первый стержень имеет правую резьбу, второй стержень имеет левую резьбу, втулка на одном конце имеет правую внутреннюю резьбу, а на втором конце - левую внутреннюю резьбу.In another embodiment of the jumpers, the first and second jumpers are each made in the form of a first and second rod and a sleeve, the first rod has a right-hand thread, the second rod has a left-hand thread, the sleeve has a right-hand internal thread at one end, and a left-hand internal thread at the second end.
В предпочтительном варианте симметрирующее устройство выполнено в виде первого и второго проводников и короткозамыкателя, образующих короткозамкнутый отрезок двухпроводной линии, а устройство компенсации выполнено в виде отрезка коаксиальной линии, причем отрезок коаксиальной линии смонтирован внутри трубы, являющейся первым проводником симметрирующего устройства, центральный проводник фидера соединен со вторым полюсом возбуждающего проводника, первый полюс которого соединен с центральным проводником отрезка коаксиальной линии, внешний проводник отрезка коаксиальной линии соединен с первым проводником симметрирующего устройства. Первое и второе плечи первого и второго вибраторов, а также первый и второй проводники отрезка двухпроводной линии выполнены в виде трубчатой конструкции диаметром 20 мм и 30 мм соответственно, фидер смонтирован внутри второго трубчатого проводника двухпроводной линии, внешний проводник фидера соединен со вторым проводником симметрирующего устройства, центральный проводник фидера соединен со вторым полюсом возбуждающего проводника, первый полюс которого соединен с центральным проводником отрезка коаксиальной линии, внешний проводник которого соединен с первым проводником симметрирующего устройства, при этом расстояние между первым и вторым вибраторами равно от двух до трех сотых доли длины волны на средней частоте диапазона, а расстояние между первой и второй перемычками равно восьми сотым доли длины волны.In a preferred embodiment, the balancing device is made in the form of the first and second conductors and a short circuit, forming a short-circuited segment of a two-wire line, and the compensation device is made in the form of a segment of a coaxial line, wherein the segment of a coaxial line is mounted inside the pipe, which is the first conductor of the balancing device, the central conductor of the feeder is connected to the second pole of the exciting conductor, the first pole of which is connected to the Central conductor of the segment of the coaxial line , the outer conductor of the coaxial line segment is connected to the first conductor of the balancing device. The first and second shoulders of the first and second vibrators, as well as the first and second conductors of a two-wire line segment, are made in the form of a tubular structure with a diameter of 20 mm and 30 mm, respectively, the feeder is mounted inside the second tubular conductor of the two-wire line, the external conductor of the feeder is connected to the second conductor of the balancing device, the feeder center conductor is connected to the second pole of the exciting conductor, the first pole of which is connected to the center conductor of the coaxial line segment, the outer conductor which is connected to the first conductor of the balancing device, while the distance between the first and second vibrators is from two to three hundredths of a wavelength at the middle frequency of the range, and the distance between the first and second jumpers is eight hundredths of a wavelength.
Антенна содержит диэлектрическую распорку, установленную между первым и вторым проводниками двухпроводной линии, первую и вторую диэлектрические концевые распорки, при этом первая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец первого плеча первого вибратора и на конец первого плеча второго вибратора, а вторая диэлектрическая концевая распорка установлена на конец второго плеча первого вибратора и на конец второго плеча второго вибратора.The antenna contains a dielectric spacer installed between the first and second conductors of the two-wire line, the first and second dielectric end spacers, the first dielectric end spacer installed on the end of the first arm of the first vibrator and on the end of the first arm of the second vibrator, and the second dielectric end spacer installed on the end the second shoulder of the first vibrator and the end of the second shoulder of the second vibrator.
Антенна для защиты от воздействия климатических факторов внешней среды содержит обтекатель вибраторов и обтекатель симметрирующего устройства, выполненные из диэлектрического материала. Обтекатель вибраторов защищает излучающую часть антенны, включающую в себя первый и второй вибратор, первую и вторую перемычки и возбуждающий проводник, первую и вторую диэлектрические концевые распорки. Обтекатель симметрирующего устройства защищает симметрирующее устройство.The antenna for protection against the influence of climatic factors of the external environment comprises a fairing of vibrators and a fairing of a balancing device made of dielectric material. The vibrator cowl protects the radiating part of the antenna, which includes the first and second vibrators, the first and second jumpers and the exciting conductor, the first and second dielectric end braces. The fairing of the balancing device protects the balancing device.
Введение в состав антенны диэлектрической пластины и возбуждающего проводника, размещение возбуждающего проводника на диэлектрической пластине и соединение внешнего проводника фидера со вторым проводником симметрирующего устройства, центрального проводника фидера со вторым полюсом возбуждающего проводника, а первого полюса возбуждающего проводника - с первым полюсом устройства согласования, второго полюса устройства согласования с первым проводником симметрирующего устройства позволило избежать изгиба кабеля при его прокладке в антенне, в результате появилась возможность применения в антенне коаксиального кабеля с достаточно большим поперечным сечением. По существу, диаметр оболочки коаксиального кабеля может быть близок к внутреннему диаметру трубки проводника симметрирующего устройства, который с целью обеспечения жесткости и прочности антенны выбран достаточно большим.The introduction of the dielectric plate and the exciting conductor into the antenna, placing the exciting conductor on the dielectric plate and connecting the external feeder conductor to the second conductor of the balancing device, the central feeder conductor to the second pole of the exciting conductor, and the first pole of the exciting conductor to the first pole of the matching device, the second pole matching devices with the first conductor of the balancing device avoided bending the cable when laying antenna, resulting in the opportunity to use the antenna coaxial cable with sufficiently large cross-section. Essentially, the sheath diameter of the coaxial cable can be close to the inner diameter of the conductor tube of the balancing device, which is chosen to be large enough to ensure rigidity and strength of the antenna.
Коаксиальный кабель с большим поперечным сечением при прочих равных условиях имеет меньшее погонное ослабление, допускает передачу по нему большей мощности. Обычно выбор типа коаксиального кабеля выполняется исходя либо из требования обеспечения передачи по нему заданной мощности, либо исходя из допустимого погонного затухания линии передачи. Этот выбор может быть затруднен, если при прокладке кабеля в антенне его необходимо изгибать. Тогда накладывается ограничение на диаметр коаксиального кабеля, который не должен быть больше одной десятой радиуса изгиба.Coaxial cable with a large cross-section, ceteris paribus, has less linear attenuation, allows the transfer of more power through it. Typically, the choice of the type of coaxial cable is made either on the basis of the requirement to ensure the transmission of a given power through it, or on the basis of the permissible linear attenuation of the transmission line. This choice can be difficult if it is necessary to bend it when laying the cable in the antenna. Then there is a restriction on the diameter of the coaxial cable, which should not be more than one tenth of the bending radius.
Соединением внешних проводников фидера и устройства согласования с проводниками симметрирующего устройства (а не с плечами вибратора), введением в состав антенны возбуждающего проводника и соединением его указанным выше образом с фидером и устройством согласования позволило избежать указанного ограничения. В качестве фидера может быть использован серийный коаксиальный кабель, внешний диаметр оболочки которого лишь несколько меньше внутреннего диаметра трубки проводника симметрирующего устройства. Указанная разница обусловлена допуском на внутренний диаметр трубы и допуском на внешний диаметр оболочки коаксиального кабеля.By connecting the external conductors of the feeder and the matching device with the conductors of the balancing device (and not with the shoulders of the vibrator), introducing the exciting conductor into the antenna and connecting it in the manner described above with the feeder and matching device, this restriction was avoided. As a feeder, a serial coaxial cable can be used, the outer diameter of the sheath of which is only slightly smaller than the inner diameter of the conductor tube of the balancing device. The indicated difference is due to the tolerance on the inner diameter of the pipe and the tolerance on the outer diameter of the sheath of the coaxial cable.
Таким образом достигается основной технический эффект от применения изобретения, заключающийся в том, что антенна может излучать больший уровень мощности, уменьшена величина потерь мощности на нагрев кабеля. Последнее приводит к повышению коэффициента полезного действия антенны.Thus, the main technical effect of the application of the invention is achieved, which consists in the fact that the antenna can emit a higher power level, the amount of power loss due to heating of the cable is reduced. The latter leads to an increase in the efficiency of the antenna.
Введение в состав антенны первой и второй перемычки, первой и второй диэлектрических концевых распорок, каждая из которых выполнена в виде винтовой стяжки, позволило обеспечить удобную настройку согласования антенны с фидером за счет регулировки действительной части входного сопротивления антенны и регулировки мнимой части входного сопротивления антенны.The introduction of the first and second jumpers, the first and second dielectric end spacers, each of which is made in the form of a screw tie, made it possible to conveniently adjust the matching of the antenna with the feeder by adjusting the real part of the antenna input resistance and adjusting the imaginary part of the antenna input resistance.
Решение этих и других задач поясняется далее текстом и рисунками на фигурах.The solution to these and other problems is further illustrated by the text and figures in the figures.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 представлен в плане прототип широкополосной вибраторной антенны (без обтекателя вибраторов); на фиг. 1-а приведен общий вид широкополосной вибраторной антенны и отмечена область зазора между плечами первого вибратора; на фиг. 1-б показана область зазора между плечами первого вибратора.In FIG. 1 is a plan view of a prototype broadband vibrator antenna (without fairing vibrators); in FIG. 1-a shows a General view of a broadband vibrator antenna and marked the gap between the shoulders of the first vibrator; in FIG. 1-b shows the area of the gap between the shoulders of the first vibrator.
На фиг. 1 приняты обозначения, приведенные в описании патента РФ на изобретение №2199805, МПК: H01Q 9/16, опубл. 27.02.2003:In FIG. 1 adopted the designation given in the description of the patent of the Russian Federation for the invention No. 2199805, IPC:
1 - первый вибратор,1 - the first vibrator,
2 - второй вибратор,2 - second vibrator,
3 - первый проводник (первая перемычка),3 - the first conductor (first jumper),
4 - второй проводник (вторая перемычка),4 - second conductor (second jumper),
5 - симметрирующее устройство,5 - balancing device,
6 - устройство компенсации мнимой составляющей входного сопротивления антенны (устройство согласования); показано на фиг 1-6),6 - compensation device for the imaginary component of the input resistance of the antenna (matching device); shown in FIGS. 1-6),
7 - фидер,7 - feeder,
8 - соединитель радиочастотный,8 - radio frequency connector,
9 - первая диэлектрическая концевая распорка,9 - the first dielectric end spacer,
10 - вторая диэлектрическая концевая распорка,10 - second dielectric end spacer,
11 - диэлектрическая распорка.11 - dielectric spacer.
На фиг. 2 представлена в плане широкополосная вибраторная антенна (без обтекателя вибраторов, без обтекателя симметрирующего устройства) в соответствии с заявляемой конструкцией.In FIG. 2 shows in plan a broadband vibrator antenna (without fairing vibrators, without fairing balancing device) in accordance with the claimed design.
На фиг. 2 дополнительно введены обозначения:In FIG. 2, the following notation is introduced:
12 - первая шайба,12 - the first washer,
13 - вторая шайба,13 - the second washer,
14 - диэлектрическая подложка,14 - dielectric substrate,
15 - диполь с первым 16 и вторым 17 полюсом,15 - dipole with the first 16 and second 17 pole,
18 - защитная крышка,18 - protective cover
19 - обтекатель вибраторов (на фиг. 2 не показан),19 - fairing vibrators (in Fig. 2 not shown),
20 - обтекатель симметрирующего устройства (на фиг. 2 не показан),20 - fairing balancing device (in Fig. 2 not shown),
21 - первое плечо первого вибратора,21 - the first shoulder of the first vibrator,
22 - второе плечо первого вибратора,22 - the second shoulder of the first vibrator,
23 - область зазора между первым 21 и вторым 22 плечами первого вибратора,23 - the gap between the first 21 and second 22 shoulders of the first vibrator,
24 - первое плечо второго вибратора,24 - the first shoulder of the second vibrator,
25 - второе плечо второго вибратора,25 - the second shoulder of the second vibrator,
26 - первый проводник симметрирующего устройства,26 - the first conductor of the balancing device,
27 - второй проводник симметрирующего устройства,27 - the second conductor of the balancing device,
28 - короткозамыкатель,28 - short circuit,
29 - реактивный шлейф (отрезок коаксиальной линии),29 - jet loop (segment of the coaxial line),
30 - первый полюс реактивного шлейфа,30 - the first pole of the jet loop,
31 - второй полюс реактивного шлейфа.31 - the second pole of the jet loop.
На фиг. 2-а указана область зазора 23 между первым и вторым плечами первого вибратора; в зазоре на фиг. 2-6 показано соединение центрального проводника коаксиального кабеля, представляющего собой фидер, с диполем, а также диполя с центральным проводником отрезка коаксиального кабеля, представляющего собой устройство согласования входного сопротивления антенны; кроме того, показано соединение внешнего проводника коаксиального кабеля со вторым проводником симметрирующего устройства и соединение внешнего проводника устройства согласовании с первым проводником симметрирующего устройства.In FIG. 2-a shows the area of the
На фиг. 3 показана перемычка с регулируемой длиной; перемычка выполнена в виде винтовой стяжки с вращающимся стержнем. На фиг.3 введены дополнительно следующие обозначения:In FIG. 3 shows a jumper with adjustable length; the jumper is made in the form of a screw tie with a rotating rod. Figure 3 additionally introduced the following notation:
32 - первая втулка,32 - the first sleeve
33 - вторая втулка,33 - the second sleeve
34 - стержень.34 - the rod.
На фиг. 4 показан другой вариант перемычки с регулируемой длиной; в другом варианте перемычка выполнена в виде винтовой стяжки с вращающейся втулкой. На фиг. 4 введены дополнительно следующие обозначения:In FIG. 4 shows another embodiment of a jumper with adjustable length; in another embodiment, the jumper is made in the form of a screw tie with a rotating sleeve. In FIG. 4, the following notation is introduced:
35 - первый стержень,35 - the first rod
36 - второй стержень,36 - the second rod
37 - втулка.37 - sleeve.
На фиг. 5 показана диэлектрическая концевая распорка вибраторов. На фиг. 5 введены дополнительно следующие обозначения:In FIG. 5 shows the dielectric end spacer of vibrators. In FIG. 5, the following notation is introduced:
38 - первый диэлектрический наконечник,38 - the first dielectric tip,
39 - второй диэлектрический наконечник,39 - the second dielectric tip,
40 - диэлектрический стержень.40 - dielectric rod.
На фиг. 6 изображена диэлектрическая распорка 11 симметрирующего устройства, предназначенная для повышения жесткости конструкции антенны.In FIG. 6 shows a
На фиг. 7 приведены правая декартова система координат Oxyz и сферическая система координат Οθϕ с началом координат О, расположенным на оси ВВ в середине между вибраторами. Ось Οz направлена параллельно вибраторам вверх; ось Ох перпендикулярна к оси Οz, лежит в плоскости вибраторов, направлена влево; ось Oy перпендикулярна к плоскости вибраторов, направлена в сторону смотрящего. Обтекатель вибраторов и обтекатель симметрирующего устройства на фиг. 7 не показаны. Точка Ρ - точка наблюдения. Точка Р1 - проекция точки Ρ на плоскость Оху.In FIG. Figure 7 shows the right Cartesian coordinate system Oxyz and the spherical coordinate system Οθϕ with the origin O, located on the BB axis in the middle between the vibrators. The axis Οz is directed parallel to the vibrators up; the Ox axis is perpendicular to the Οz axis, lies in the plane of the vibrators, is directed to the left; Oy axis is perpendicular to the plane of the vibrators, directed towards the beholder. The fairing of the vibrators and the fairing of the balancing device in FIG. 7 are not shown. Point Ρ is the observation point. Point P 1 is the projection of point Ρ onto the Ohu plane.
На фиг. 8 приведены расчетные зависимости от частоты нормированных действительной и мнимой частей входного сопротивления образца широкополосной вибраторной антенны в соответствии с настоящим изобретением при разных расстояниях между вибраторами. График, представленный сплошной линией, соответствует зависимости при исходном расстоянии между вибраторами. График, представленный линией с длинным штрихом, соответствует зависимости при расстоянии между вибраторами, равном 105% от исходного. График, представленный линией с длинным штрихом с точкой, соответствует зависимости при расстоянии между вибраторами, равном 110% от исходного. График, представленный линией с коротким штрихом, соответствует зависимости при расстоянии между вибраторами, равном 95% от исходного. График, представленный коротким линией с штрихом с точкой, соответствует зависимости при расстоянии между вибраторами, равном 90% от исходного.In FIG. Figure 8 shows the calculated frequency dependences of the normalized real and imaginary parts of the input impedance of a sample of a broadband vibrator antenna in accordance with the present invention at different distances between the vibrators. The graph represented by the solid line corresponds to the dependence at the initial distance between the vibrators. The graph represented by a line with a long dash corresponds to the dependence with the distance between the vibrators equal to 105% of the original. The graph represented by a line with a long dash with a dot corresponds to the dependence with the distance between the vibrators equal to 110% of the original. The graph represented by the line with a short dash corresponds to the dependence with the distance between the vibrators equal to 95% of the original. The graph represented by a short line with a dash with a dot corresponds to the dependence with the distance between the vibrators equal to 90% of the original.
На фиг. 9 приведены расчетные зависимости нормированных действительной и мнимой частей входного сопротивления образца широкополосной вибраторной антенны в соответствии с настоящим изобретением при разных длинах согласующего отрезка. График, представленный сплошной линией, соответствует зависимости при исходной (оптимальной) длине согласующего отрезка. График, представленный линией с длинным штрихом, соответствует зависимости при длине согласующего отрезка, равной 105% от исходной. График, представленный линией с длинным штрихом с точкой, соответствует зависимости при длине согласующего отрезка, равной 110% от исходной. График, представленный линией с коротким штрихом, соответствует зависимости при длине согласующего отрезка, равной 95% от исходной. График, представленный линией с коротким штрихом с точкой, соответствует зависимости при длине согласующего отрезка, равной 90% от исходной.In FIG. Figure 9 shows the calculated dependences of the normalized real and imaginary parts of the input impedance of a sample of a broadband vibrator antenna in accordance with the present invention with different lengths of the matching segment. The graph represented by the solid line corresponds to the dependence for the initial (optimal) length of the matching segment. The graph represented by a line with a long dash corresponds to the dependence with the length of the matching segment equal to 105% of the original. The graph represented by a line with a long dash with a dot corresponds to the dependence with the length of the matching segment equal to 110% of the original. The graph represented by the line with a short dash corresponds to the dependence with the length of the matching segment equal to 95% of the original. The graph represented by a line with a short dash with a dot corresponds to the dependence with the length of the matching segment equal to 90% of the original.
На фиг. 10 приведена расчетная зависимость коэффициента стоячей волны по напряжению (далее - КСВН) от нормированной частоты образца широкополосной вибраторной антенны в соответствии с настоящим изобретением при исходном (оптимальном) расстоянии между вибраторами и при исходной (оптимальной) длине согласующего отрезка.In FIG. 10 shows the calculated dependence of the standing wave coefficient by voltage (hereinafter - VSWR) on the normalized frequency of a sample of a broadband vibrator antenna in accordance with the present invention at the initial (optimal) distance between the vibrators and at the initial (optimal) length of the matching segment.
На фиг. 11 приведены экспериментальные зависимости действительной и мнимой части нормированного входного сопротивления образца широкополосной вибраторной антенны в соответствии с настоящим изобретением от частоты. Нормировка выполнена относительно волнового сопротивления фидера 7, равного 50 Ом. Длина вибраторов 1 и 2 равна 0,433λ, где λ - длина волны на средней частоте. Диаметр вибраторов 1 и 2 равен 0,0073λ. Расстояние между вибраторами 1 и 2 равно 0,026λ. Расстояние между перемычками 3 и 4 равно 0,0807λ. Диаметр перемычек 3 и 4 равен 0,0073λ. Длина согласующего отрезка кабеля 29 равна 0,0422λ. Длина труб проводников 26 и 27 симметрирующего устройства 5 равна 0,25λ. Диаметр труб проводников 26 и 27 симметрирующего устройства 5 равен 0,011λ. Расстояние между трубами проводников симметрирующего устройства равно 0,183λ. Диаметр трубы короткозамыкателя симметрирующего устройства равен 0,011λ.In FIG. 11 shows the experimental frequency versus real and imaginary parts of the normalized input impedance of a sample of a broadband vibrator antenna in accordance with the present invention. Normalization is performed relative to the wave impedance of the
На фиг. 12 приведена экспериментальная зависимость КСВН от частоты образца антенны с размерами, соответствующими образцу антенны, расчетные характеристики которой приведены на фиг. 10 и фиг. 11.In FIG. 12 shows the experimental dependence of the VSWR on the frequency of the antenna sample with dimensions corresponding to the antenna sample, the calculated characteristics of which are shown in FIG. 10 and FIG. eleven.
На фиг. 13 представлены экспериментальные зависимости действительной и мнимой части нормированного входного сопротивления антенны от частоты образца антенны с рефлектором.In FIG. Figure 13 shows the experimental dependences of the real and imaginary parts of the normalized input antenna impedance on the frequency of an antenna sample with a reflector.
На фиг. 14 представлена экспериментальная зависимость КСВН от частоты образца антенны с рефлектором.In FIG. Figure 14 shows the experimental dependence of the VSWR on the frequency of an antenna sample with a reflector.
На фиг. 15 приведена расчетная амплитудная пространственная диаграмма направленности широкополосной вибраторной антенны по настоящему изобретению в свободном пространстве.In FIG. 15 shows a calculated amplitude spatial pattern of the broadband vibrator antenna of the present invention in free space.
На фиг. 16 приведен пример применения широкополосной вибраторной антенны по настоящему изобретению в качестве излучающего элемента антенной решетки с общим экраном. Антенна 41 по настоящему изобретению установлена на кронштейне, закрепленном на стойке антенны.In FIG. 16 shows an example of the use of the broadband vibrator antenna of the present invention as a radiating element of an antenna array with a common screen. The
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Обратимся к фиг. 2, на которой представлена широкополосная вибраторная антенна в соответствии с настоящим изобретением (далее - антенна). Антенна содержит первый вибратор 1, второй вибратор 2, первую 3 перемычку с регулируемой длиной, вторую 4 перемычку с регулируемой длиной, симметрирующее устройство 5 (СУ), устройство 6 компенсации мнимой составляющей входного сопротивления антенны (далее - устройство согласования; показано на фиг. 2-а), фидер 7, соединитель радиочастотный 8, первую диэлектрическую концевую распорку 9, вторую диэлектрическую концевую распорку 10, диэлектрическую распорку 11, первую шайбу 12, вторую шайбу 13, диэлектрическую подложку 14, диполь 15 с первым 16 и вторым 17 полюсом, защитную крышку 18, обтекатель вибраторов 19, обтекатель симметрирующего устройства 20 (обтекатели 19 и 20 на фиг. 2 не показаны), элементы крепления.Turning to FIG. 2, which shows a broadband vibrator antenna in accordance with the present invention (hereinafter - the antenna). The antenna contains a
Первый вибратор 1 состоит из первого плеча 21 и второго плеча 22. Первое 21 и второе 22 плечи первого вибратора 1 расположены соосно, вдоль оси АА, с образованием зазора 23 между плечами. Первое 21 и второе 22 плечи первого вибратора 1 выполнены из проводящего материала, например, из металлического стержня или металлической трубки.The
Второй вибратор 2 состоит из первого плеча 24 и второго плеча 25. Плечи 24 и 25 второго вибратора 2 расположены на оси, параллельной оси АА. Плечи, 24 и 25, второго вибратора 2 гальванически соединены между собой. Плечи второго вибратора 2 выполнены из проводящего материала, например, из металлического стержня или металлической трубки.The
Симметрирующее устройство 5 (СУ) представляет собой четвертьволновый короткозамкнутый на конце отрезок линии передачи. СУ 5 состоит из первого проводника 26, второго проводника 27, расположенных параллельно друг другу, и короткозамыкателя (перемычки) 28. Короткозамыкатель 28 соединяет между собой проводники 26 и 27 СУ 5 с образованием гальванического контакта. Короткозамыкатель 28 расположен на расстоянии, равном четверти длины волны (на средней частоте рабочего диапазона) от оси первого вибратора 1. Проводники 26 и 27 СУ 5 могут быть продолжены за короткозамыкателем 28, образуя конечные участки, предназначенные для крепления антенны на трубе или иной опоре. Короткозамыкатель 28 представляет собой, например, отрезок трубы либо металлический фланец для крепления антенны на некотором кронштейне. Проводники 26 и 27 выполнены, например, из металлического прутка или металлической трубки из алюминиевого сплава, латуни, стали или иного материала с хорошей проводимостью. Короткозамыкатель 28 выполнен из алюминиевой трубки, стального листа, алюминиевого листа или иного материала с хорошей проводимостью. Первый 1 и второй 2 вибраторы, первая 3 и вторая 4 перемычки с регулируемой длиной, проводники 26 и 27 СУ 5 лежат в плоскости Оху. При этом проводники 26 и 27 СУ 5 перпендикулярны оси АА первого вибратора 1. Ось ВВ на фиг. 2 является осью симметрии конструкции, состоящей из первого 1 и второго 2 вибраторов, первого 26 и второго 27 проводников СУ 5, короткозамыкателя 28, первой 3 и второй 4 перемычек с регулируемой длиной, первой 9 и второй 10 диэлектрической концевой распорки.Balancing device 5 (SU) is a quarter-wavelength short-circuited at the end of the transmission line segment.
Устройство компенсации 6 (фиг. 2-а) представляет собой реактивный шлейф 29 с первым 30 и вторым 31 полюсами, с режимом холостого хода на конце [Пименов Ю.В. и др. Техническая электродинамика / Пименов Ю.В., Вольман В.И., Муравцев А.Д. Под ред. Ю.В. Пименова: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 2000. - 536 с] На фиг.2-а устройство компенсации 6 показано выполненным в виде короткого разомкнутого на конце отрезка 29 коаксиальной линии. Отрезок 29 коаксиальной линии расположен внутри трубки первого проводника 26 симметририрующего устройства 5. Центральный проводник отрезка 29 коаксиальной линии выходит из трубы первого проводника 26 СУ 5 и продолжается вплоть до первого полюса 16 диполя 15. Конец продолженного центрального проводника отрезка кабеля является при этом первым полюсом 30 устройства согласования 6. Внешний проводник отрезка 29 выведен из трубки и образует здесь второй полюс 31 устройства согласования 6. На фиг. 2-а второй полюс соединен с первой металлической шайбой 13, опирающейся на торец трубы с образованием гальванического контакта.Compensation device 6 (Fig. 2-a) is a
В качестве фидера 7 может быть использован серийный коаксиальный кабель, внешний диаметр оболочки которого меньше внутреннего диаметра трубки второго проводника 27 СУ 5.As the
В качестве соединителя 8 может быть использован стандартный соединитель радиочастотный.As the
В качестве диэлектрической подложки 14 может быть использована диэлектрическая пластина. Пластина имеет, например, прямоугольную или овальную форму, выполнена из полиэтилена, фторопласта, керамики или иного высокочастотного диэлектрика.As the
В качестве диполя 15 может быть использован отрезок проволоки, металлического прутка или другой проводник с круглым, прямоугольным, овальным сечением или сечением иного вида.As a
Первая 3 и вторая 4 перемычки с регулируемой длиной (фиг. 3) выполнены каждая в виде первой 32 и второй 33 втулки с внутренней резьбой и стержня 34 с наружной резьбой (фиг. 3). Первая 32 втулка имеет, например, правую внутреннюю резьбу. Тогда вторая 33 втулка имеет левую внутреннюю резьбу. При этом стержень 34 со стороны первой втулки 32 имеет правую резьбу, а со стороны второй втулки 33 - левую резьбу. Первая втулка и стержень, вторая втулка и стержень соединены между собой с помощью резьбы.The first 3 and second 4 jumpers with adjustable length (Fig. 3) are each made in the form of the first 32 and second 33 bushings with internal thread and
В другом варианте (фиг. 4) первая 3 и вторая 4 перемычки с регулируемой длиной выполнены каждая в виде первого 35 и второго 36 стержня с внешней резьбой и втулки 37 с внутренней резьбой. Первый 35 стержень имеет, например, правую резьбу. Тогда второй 36 стержень имеет левую резьбу. Втулка 37 со стороны стержня 35 имеет правую, а со стороны стержня 36 - левую внутреннюю резьбу. Первый стержень и втулка, второй стержень и втулка соединены между собой с помощью резьбы. Первая 3 и вторая 4 перемычки с регулируемой длиной расположены симметрично относительно оси ВВ, проходящей перпендикулярно к первому 1 и второму 2 вибраторам через их середины. Перемычки 3 и 4 выполнены из алюминиевого сплава, латуни, стали или иного материала с высокой электрической проводимостью.In another embodiment (Fig. 4), the first 3 and second 4 jumpers with adjustable length are each made in the form of a first 35 and second 36 rod with an external thread and
Первая 9 и вторая 10 диэлектрическая концевая распорка (фиг. 5) вибраторов представляют собой, например, два наконечника 38 и 39 с осевым отверстием и ортогональным к нему отверстием с резьбой, а также диэлектрический стержень 40. В одном из наконечников, например, в 38, выполнено отверстие с правой резьбой. Тогда в другом наконечнике - 39 - выполнено отверстие с левой резьбой. Диэлектрический стержень 40 со стороны наконечника 38 имеет правую резьбу, а со стороны наконечника 39 имеет левую резьбу. Диэлектрические концевые распорки предназначены для повышения прочности конструкции широкополосной вибраторной антенны, обеспечения параллельности вибраторов, придания антенне эстетичного вида. Распорки 9 и 10 выполнены из диэлектрического материала, такого как, например, полиэтилен или капролон.The first 9 and second 10 dielectric end brace (Fig. 5) of the vibrators are, for example, two
Диэлектрическая распорка 11 (фиг. 6) представляет собой две полукруглых пластины с вырезами с радиусом, равным радиусу труб первого 26 и второго 27 проводников СУ 5. Распорка 11 выполнена из диэлектрического материала, такого как, например, полиэтилен или капролон.The dielectric spacer 11 (Fig. 6) is two semicircular plates with cutouts with a radius equal to the radius of the pipes of the first 26 and second 27 conductors of the
Защитная крышка 18 (фиг. 2-а) представляет собой крышку из диэлектрического материала, такого как, например, полиэтилен или капролон. Защитная крышка предназначена для защиты диполя 15 и мест его соединения с устройством согласования 6 и фидером 7 от воздействия климатических факторов внешней среды.The protective cover 18 (Fig. 2-a) is a cover made of a dielectric material, such as, for example, polyethylene or caprolon. The protective cover is designed to protect the
Обтекатель вибраторов 19 (фиг. 16) представляет собой полую форму, выполненную из диэлектрического материала, такого как, например, стеклопластик. Обтекатель симметрирующего устройства 20 (фиг. 16) представляет собой трубу, выполненную из диэлектрического материала, такого как, например, стеклопластик, блок-сополимера полипропилен. Упомянутые обтекатели обеспечивают защиту антенны от воздействия дождя, снега, льда, агрессивных сред.The fairing of the vibrators 19 (Fig. 16) is a hollow shape made of a dielectric material, such as, for example, fiberglass. The fairing of the balancing device 20 (Fig. 16) is a pipe made of a dielectric material, such as, for example, fiberglass, polypropylene block copolymer. Mentioned fairings protect the antenna from the effects of rain, snow, ice, aggressive environments.
Указанные выше устройства и детали соединены между собой следующим образом. Первая перемычка 3 гальванически соединяет первое плечо 21 первого вибратора 1 с первым плечом 24 второго вибратора 2. Вторая перемычка 4 гальванически соединяет второе плечо 22 первого вибратора 1 со вторым плечом 25 второго вибратора 2. Первое плечо 21 первого вибратора 1 в зазоре 23 гальванически присоединено к первому проводнику 26 симметрирующего устройства 5. Второе плечо 22 первого вибратора в зазоре 23 гальванически соединено со вторым проводником 27 симметрирующего устройства 5. Фидер 7 проложен внутри второго проводника 27 симметрирующего устройства 5. Внешний проводник фидера 7 гальванически соединен со второй шайбой 13. Центральный проводник фидера 7 соединен со вторым полюсом 17 диполя 15, первый полюс которого соединен с первым полюсом 30 устройства согласования 6. Вторым полюсом 31 устройства согласования 6 служит конец внешнего проводника отрезка коаксиального кабеля 29. Внешний проводник отрезка коаксиального кабеля 29 гальванически соединен с первой шайбой 12, которая гальванически соединена с первым проводником 26 симметрирующего устройства 5. Второй конец фидера 7 заделан в соединитель радиочастотный 8. При этом в качестве отрезка 29 коаксиальной линии используют либо отрезок стандартного коаксиального кабеля либо отрезок специальной линии передачи, состоящей из внешнего проводника в виде трубки, центрального проводника в виде стержня или трубки и расположенного между ними полого диэлектрического цилиндра.The above devices and parts are interconnected as follows. The
Первая диэлектрическая концевая распорка 9 установлена на концы первых плеч 21 и 24 первого 1 и второго 2 вибраторов (фиг. 2-а). Вторая диэлектрическая концевая распорка 10 установлена на противоположные концы первого 1 и второго 2 вибраторов.The first
Диэлектрическая распорка 11 установлена между проводниками 26 и 27 симметрирующего устройства 5 и закреплена посредством винтов или болтов таким образом, что она плотно прилегает к проводникам 26 и 27 полукруглыми вырезами. Диэлектрическая распорка 11 располагается на некотором расстоянии от зазора 23.A
Обтекатель вибраторов 19 смонтирован на вибраторах 1 и 2 с помощью диэлектрических плеч-кронштейнов (на фиг. 2 не показано). Обтекатель 20 смонтирован на первом и втором проводниках симметрирующего устройства.The cowl of the
Для крепления фидера 7 к трубе второго проводника 27 симметрирующего устройства 5 могут быть использованы стандартизованные хомуты, винты и гайки.To fasten the
Антенна работает следующим образом.The antenna works as follows.
Антенна возбуждается диполем 15 в области зазора 23 между первым 21 и вторым 22 плечами первого вибратора 1. Длина диполя 15 не превышает одной пятидесятой длины волны, поэтому неравномерностью в распределении тока вдоль диполя 15 можно практически пренебречь. Следовательно, диполь 15 введен в область возбуждения антенны таким образом, что он не нарушает ни физической, ни электрической симметрии антенны. Токи смещения, возникающие между первым вибратором 1 и проводниками 26 и 27 симметрирующего устройства 5, между вторым вибратором 2 и проводниками 26 и 27 симметрирующего устройства продолжаются токами проводимости на проводниках 26 и 27 симметрирующего устройства 5. При этом амплитуды токов проводимости в упомянутых первом 26 и втором 27 проводниках симметрирующего устройства 5 равны между собой, а фазы токов отличаются друг от друга на 180°. Вследствие этого, за пределами короткозамыкателя 28 суммарный ток на внешней стороне внешнего проводника фидера 7 равен нулю. Поскольку на внешней стороне внешнего проводника фидера 7 ток равен нулю, то оболочка фидера 7 не излучает (не принимает) электромагнитные волны. Таким образом исключается антенный эффект фидера 7 и связанные с ним непредсказуемые искажения диаграммы направленности антенны, изменения входного сопротивления антенны, излучение кросс-поляризованного поля.The antenna is excited by
В качестве регулировочных элементов в антенне применены первая 3 и вторая 4 перемычки переменной длины и согласующий отрезок коаксиального кабеля 29. Например, при вращении стержня 34 в первом варианте выполнения перемычек 3 и 4 (фиг. 3) происходит разведение или сведение втулок 32 и 33. Соответственно увеличивается или уменьшается расстояние между вибраторами 1 и 2. С увеличением расстояния между вибраторами 1 и 2 увеличивается действительная часть входного сопротивления антенны, и, наоборот, с уменьшением расстояния между вибраторами 1 и 2 действительная часть входного сопротивления антенны уменьшается. На фиг. 8 приведены расчетные зависимости нормированной действительной части входного сопротивления антенны от частоты для некоторых расстояний между первым 1 и вторым 2 вибраторами. Как видно из рассмотрения графиков на фиг. 8 выбором расстояния между первым 1 и вторым 2 вибраторами можно добиться, чтобы нормированныя действительная часть входного сопротивления отличалась бы от единицы на величину не более чем, например, ±5% в полосе частот, составляющей примерно 10% относительно средней частоты диапазона. При этом значение мнимой части нормированного входного сопротивления антенны близко к нулю, КСВН имеет значение не более 1,05. При изменении расстояния между вибраторами 1 и 2 наряду с изменением действительной составляющей в общем случае изменяется и мнимая составляющая входного сопротивления антенны. При этом изменение мнимой составляющей таково, что график на фиг. 8, отображающий ее зависимость от частоты смещается вдоль ординаты, оставаясь параллельным самому себе. Зависимость мнимой части входного сопротивления ImZ от частоты в окрестности частоты максимального значения действительной части входного сопротивления ReZ близка к прямой линии с тангенсом угла наклона, равным нулю. Отклонения мнимой составляющей входного сопротивления от величины, равной нулю, при изменении расстояния между вибраторами 1 и 2 может быть компенсировано за счет изменения входного сопротивления согласующего отрезка кабеля 29 (фиг. 2-6) путем изменения его длины (фиг. 9).The first 3 and second 4 jumpers of variable length and the matching length of
Согласующий отрезок коаксиального кабеля 29 с холостых ходом на конце является реактивным элементом. При длине упомянутого отрезка менее четверти длины волны в линии передачи его входное сопротивление, определяемое сопротивлением между его первым 30 и вторым 31 полюсами, имеет емкостный характер. Согласующий отрезок коаксиального кабеля 29 соединен последовательно с диполем 15. Следовательно, при удлинении согласующего отрезка кабеля 29 мнимая составляющая входного сопротивления антенны увеличивается. Подбором длины согласующего отрезка 29 достигается компенсация мнимой (реактивной) составляющей входного сопротивления антенны. На фиг. 9 приведена зависимость мнимой части входного сопротивления антенны от частоты для некоторых длин согласующего отрезка 29. Как видно из рассмотрения графиков на фиг. 9 выбором длины согласующего отрезка кабеля 29 можно добиться, чтобы мнимая часть нормированного входного сопротивления отличалась бы от нулевого значения не более чем, например, на ±8% в широкой полосе частот. При этом при равенстве действительной части нормированного входного сопротивления антенны единице, КСВН имеет значение менее 1,05.The matching piece of
Таким образом, указанная выше конструкция антенны обеспечивает согласование антенны с фидером 7 в широкой полосе частот.Thus, the above antenna design ensures matching of the antenna with the
Расчет зависимости действительной и мнимой частей входного сопротивления антенны, результаты которого представлены на фиг. 8 и фиг. 9, выполнен на основе решения интегрального уравнения для плотности тока в тонкопроволочном приближении [Широкополосная вибраторная антенна для многоканального радиовещания: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.12.04 / Ершов Алексей Валентинович; Количество страниц: 160 с. ил. 61 05-5/35.]The calculation of the dependence of the real and imaginary parts of the input impedance of the antenna, the results of which are presented in FIG. 8 and FIG. 9, is based on the solution of the integral equation for current density in the thin-wire approximation [Broadband vibrator antenna for multi-channel broadcasting: the dissertation for the degree of candidate of technical sciences: 05.12.04 / Ershov Aleksey Valentinovich; Number of Pages: 160 s. silt. 61 05-5 / 35.]
На фиг. 10 приведена расчетная зависимость КСВН от частоты для одного из вариантов настройки антенны. Как видно из рассмотрения графика на фиг. 10, КСВН<1,1 в полосе частот, составляющей 10% от средней частоты. Рост КСВН при уменьшении частоты за пределами полосы согласования объясняется уменьшением действительной составляющей входного сопротивления. Рост КСВН при увеличении частоты за пределами полосы согласования объясняется ростом мнимой составляющей входного сопротивления.In FIG. Figure 10 shows the calculated dependence of the VSWR on the frequency for one of the antenna tuning options. As can be seen from the consideration of the graph in FIG. 10, VSWR <1.1 in the frequency band of 10% of the average frequency. The increase in VSWR with decreasing frequency outside the matching band is due to a decrease in the real component of the input resistance. The increase in VSWR with increasing frequency outside the matching band is explained by the increase in the imaginary component of the input resistance.
ПримерыExamples
Были изготовлены два образца широкополосной вибраторной антенны в соответствии с настоящим изобретением.Were made two samples of a broadband vibrator antenna in accordance with the present invention.
Первый образец предназначен для излучения электромагнитных волн в свободном пространстве. Второй образец предназначен для излучения электромагнитных волн в присутствии экрана, роль которого выполняет апериодический рефлектор.The first sample is designed to emit electromagnetic waves in free space. The second sample is intended for the emission of electromagnetic waves in the presence of a screen, the role of which is played by an aperiodic reflector.
При описании конструкции образцов мы пользуемся обозначениями, введенными при описании антенны на фиг. 1…5. Первый и второй образцы антенн конструктивно одинаковы, отличаются лишь размерами конструктивных элементов. Сначала рассмотрим первый образец антенны, а затем отметим отличия в размерах конструктивных элементов второго образца от первого.In describing the design of the samples, we use the notation introduced in the description of the antenna in FIG. 1 ... 5. The first and second samples of antennas are structurally identical, they differ only in the size of the structural elements. First, we consider the first antenna sample, and then note the differences in the sizes of the structural elements of the second sample from the first.
Первый образец антенны состоит из первого вибратора 1, второго вибратора 2, симметрирующего устройства 5, устройства согласования 6, фидера 7, соединителя радиочастотного 8. Первый вибратор 1 состоит из первого плеча 21 и второго плеча 22. Второй вибратор состоит из первого плеча 24 и второго плеча 25. Первое 21 и второе 22 плечи первого вибратора 1 расположены соосно вдоль оси АА с образованием зазора 23 длиной 0,02880λ (λ - длина волны на средней частоте диапазона). Первое 21 и второе 22 плечи первого вибратора 2 выполнены из трубы алюминиевого сплава марки АМг6. Второй вибратор 2 параллелен первому вибратору 1. Длина вибраторов 1 и 2 равна 0,433λ. Плечи второго вибратора 2 также выполнены из алюминиевой трубы.The first antenna sample consists of a
Симметрирующее устройство 5 состоит из первого проводника 26 и второго проводника 27. Проводники (плечи) 26 и 27 симметрирующего устройства 5 выполнены из трубы алюминиевого сплава АМг6 Проводники 26 и 27 расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через центр антенны, перпендикулярно вибраторам 1 и 2. Проводники 26 и 27 симметрирующего устройства 5 соединены между собой короткозамыкателем (перемычкой) 28, выполненным из алюминиевой трубы. Плечи 21 и 22 первого вибратора 1 в области зазора 23 присоединены путем сварки к трубкам проводников 26 и 27 симметрирующего устройства 5. Присоединяемые торцы плеч 21 и 22 первого вибратора 1 выполнены с круговой цилиндрической выточкой так, что плечи 21 и 22 соприкасаются с трубами - проводниками 26 и 27 СУ 5 по всему периметру торцов плеч. Места соединения плеч 21 и 22 первого вибратора 1 с трубами проводников 26 и 27 СУ 5 смещены относительно их торцов на величину, большую радиуса трубок плеч 21 и 22 первого вибратора и равную 0,0037λ. Такое смещение, с одной стороны, позволило выполнить сварочный шов по всему периметру соприкосновения плеча вибратора с трубой СУ и тем самым обеспечить прочное соединение плеча с трубой СУ, и, с другой стороны, обеспечить возможность соединения шайб 12 и 13 с проводниками фидера 7 и устройства согласования 6 по всему периметру торцов труб проводников 26 и 27 СУ 5. Первый 1 и второй 2 вибраторы, проводники 26 и 27 симметрирующего устройства 5 лежат в плоскости расположения первого 1 и второго 2 вибраторов.The
Конструктивные элементы первого образца антенны имеют следующие размеры:The structural elements of the first antenna sample have the following dimensions:
- диаметр вибраторов 1 и 2 равен 0,0073λ;- the diameter of the
- расстояние между вибраторами 1 и 2 равно 0,026λ;- the distance between the
- расстояние между перемычками 3 и 4 равно 0,0807λ;- the distance between
- диаметр перемычек 3 и 4 равен 0,0073λ;- the diameter of the
- длина согласующего отрезка кабеля 29 равна 0,0422λ;- the length of the matching length of
- длина труб проводников 26 и 27 симметрирующего устройства 5 равна 0,25λ;- the length of the pipes of the
- диаметр труб проводников 26 и 27 симметрирующего устройства 5 равен 0,011λ;- the diameter of the pipes of the
- расстояние между трубами проводников симметрирующего устройства равно 0,183λ;- the distance between the pipes of the conductors of the balancing device is 0.183λ;
- диаметр трубы короткозамыкателя СУ равен 0,011λ.- the diameter of the short-circuit tube of the SU is 0.011λ.
Фидер 7 выполнен из коаксиального кабеля РК-50-7-22, проложен внутри трубы второго проводника 27 симметрирующего устройства 5. Центральный проводник фидера 7 продолжен до второго полюса 17 диполя 15, соединен со вторым полюсом 17, первый полюс 16 диполя 15 соединен с центральным проводником согласующего отрезка кабеля 29 устройства согласования 6. Наружная изоляция кабеля надрезана и снята на длине 0,032λ. Экранирующая оплетка (внешний проводник фидера) расчесана и выпрямлена, на выпрямленную оплетку надета шайба 13. Оплетка распределена по пазам шайбы 13 и припаяна к ней. Шайба 13 припаяна к торцу проводника 27.The
Второй конец фидера 7 заделан в соединитель радиочастотный 8, в качестве которого использован серийный соединитель радиочастотный СР-50-163ФВ.The second end of the
Устройство согласования выполнено в виде отрезка 29 коаксиального кабеля РК-50-7-22 длиной 0,0352λ. Отрезок 29 расположен внутри трубы проводника 26 симметрирующего устройства 5. Центральный проводник отрезка коаксиального кабеля 29 выходит из трубки проводника 26 и продолжается до диполя 15. Внешний проводник отрезка коаксиального кабеля 29, аналогично указанному выше, соединяется с первой шайбой 12, которая соединена с трубкой проводника 26 симметрирующего устройства 5. Центральный проводник отрезка 29 коаксиального кабеля соединен с диполем 15. Другой конец отрезка 29 разомкнут, ни с чем не соединен, закрыт диэлектрическим колпачком (на фиг. 2-б не показан).The matching device is made in the form of a
Экспериментальная зависимость действительной и мнимой составляющих нормированного входного сопротивления первого образца антенны от частоты показана графиками на фиг. 11.The experimental dependence of the real and imaginary components of the normalized input impedance of the first antenna sample on frequency is shown by the graphs in FIG. eleven.
Измеренные на первом образце антенны значения КСВН в диапазоне частот приведены в виде графика на фиг. 12. Как видно из рассмотрения графика, диапазон частот, в котором КСВН не превышает величину, равную 1,10, составляет 9% от средней частоты.The VSWR values measured on the first antenna sample in the frequency range are plotted in FIG. 12. As can be seen from the consideration of the graph, the frequency range in which the VSWR does not exceed a value equal to 1.10 is 9% of the average frequency.
Результаты измерений, приведенные на фиг. 11 и фиг. 12, получены при установке первого образца антенны на высоте 0,66 длины волны на средней частоте относительно подстилающей поверхности антенного полигона.The measurement results shown in FIG. 11 and FIG. 12, obtained by installing the first antenna sample at a height of 0.66 wavelengths at a medium frequency relative to the underlying surface of the antenna polygon.
Второй образец широкополосной вибраторной антенны, предназначенный для излучения электромагнитных волн в присутствии экрана, роль которого в антенне выполняет апериодический рефлектор, имел следующие отличия в размерах конструктивных элементов:The second sample of a broadband vibrator antenna designed to emit electromagnetic waves in the presence of a screen, the role of which in the antenna is played by an aperiodic reflector, had the following differences in the sizes of structural elements:
- длина первого вибратора (с учетом размера зазора) и длина второго вибраторов равна 0,396λ;- the length of the first vibrator (taking into account the size of the gap) and the length of the second vibrator is 0.396λ;
- экран выполнен из тринадцати алюминиевых трубок диаметром 0,0073λ, на трех вертикально установленных стойках из алюминиевых труб сечением 0,044λ×0,022λ;- the screen is made of thirteen aluminum tubes with a diameter of 0.0073λ, on three vertically mounted racks of aluminum pipes with a cross section of 0.044λ × 0.022λ;
- размеры экрана: вертикальный 0,88λ, горизонтальный 1,47λ;- screen sizes: vertical 0.88λ, horizontal 1.47λ;
- расстояние между трубками экрана равно 0,073λ;- the distance between the screen tubes is 0,073λ;
- широкополосная вибраторная антенна установлена на расстоянии от центра экрана, равном четверти длины волны на средней частоте рабочего диапазона.- a broadband vibrator antenna is installed at a distance from the center of the screen, equal to a quarter of the wavelength at the average frequency of the operating range.
Остальные размеры второго образца антенны такие же, как в первом образце.The remaining dimensions of the second sample antenna are the same as in the first sample.
Экспериментальные зависимости действительной и мнимой частей нормированного входного сопротивления второго образца антенны от частоты приведены на фиг. 13.The experimental dependences of the real and imaginary parts of the normalized input impedance of the second antenna sample on frequency are shown in FIG. 13.
Экспериментальная зависимость КСВН второго образца антенны от частоты приведена на фиг. 14.The experimental frequency dependence of the VSWR of the second antenna sample is shown in FIG. fourteen.
Экспериментальные исследования влияния мокрого снега, влажного льда на входное сопротивление антенны, согласование антенны с фидером, на амплитуду и начальную фазу колебаний излученной электромагнитной волны показало, что влияние метеоосадков на характеристики антенны практически пренебрежимо мало.Experimental studies of the influence of wet snow, wet ice on the input impedance of the antenna, matching the antenna with the feeder, on the amplitude and initial phase of the oscillations of the emitted electromagnetic wave showed that the influence of meteorological precipitation on the characteristics of the antenna is practically negligible.
Применение изобретенияApplication of the invention
Изобретение может быть применено в качестве самостоятельной антенны, в качестве элементов более сложных вибраторных антенн, излучающих элементов антенных решеток, облучателей зеркальных и линзовых антенн.The invention can be applied as a standalone antenna, as elements of more complex vibrator antennas, radiating elements of antenna arrays, irradiators of mirror and lens antennas.
При этом антенна:In this case, the antenna:
- имеет за счет симметричной системы питания симметричную диаграмму направленности в плоскости вектора Е, без раздвоения диаграммы и без отклонения максимума диаграммы направленности от плоскости, перпендикулярной вибраторам антенны;- due to the symmetric power system, has a symmetrical radiation pattern in the plane of the vector E, without bifurcation of the diagram and without deviation of the maximum radiation pattern from the plane perpendicular to the antenna vibrators;
- имеет круговую диаграмму направленности в плоскости вектора Н, за счет синфазного питания двух вибраторов, разнесенных друг от друга на расстояние, существенно меньшее половины длины волны;- has a circular radiation pattern in the plane of the vector H, due to the common-mode power supply of two vibrators spaced apart from each other by a distance substantially less than half the wavelength;
- обеспечивает устойчивые характеристики излучения при использовании как тонких вибраторов с высоким волновым сопротивлением, так и толстых вибраторов с низким волновым сопротивлением;- provides stable radiation characteristics when using both thin vibrators with high wave impedance and thick vibrators with low wave impedance;
- обеспечивает компенсацию мнимой составляющей входного сопротивления антенны в широком диапазоне частот;- provides compensation for the imaginary component of the input resistance of the antenna in a wide frequency range;
- сопротивление излучения антенны в широком диапазоне частот изменяется в небольших пределах;- the radiation resistance of the antenna in a wide range of frequencies varies within small limits;
- имеет низкий КСВН в линии питания за счет согласования входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением фидера в широкой полосе частот;- has a low VSWR in the power line due to matching the input impedance of the antenna with the wave impedance of the feeder in a wide frequency band;
- снижен уровень мощности, возвращающийся к передатчику при работе антенны на передачу, за счет согласования антенны с фидером;- reduced power level, returning to the transmitter when the antenna is transmitting, due to the coordination of the antenna with the feeder;
- снижен уровень искажений спектра передаваемого (принимаемого) антенной сигнала за счет равномерной амплитудно-фазовой характеристики антенны в диапазоне частот;- the level of distortion of the spectrum of the transmitted (received) antenna signal is reduced due to the uniform amplitude-phase characteristic of the antenna in the frequency range;
- имеет повышенную устойчивость к высокочастотному пробою за счет снижения напряженности поля в соединителе радиочастотном вследствие снижения КСВН в линии питания при работе антенны в режиме передачи;- has increased resistance to high-frequency breakdown due to a decrease in field strength in the RF connector due to a decrease in VSWR in the power line when the antenna is in transmission mode;
- обеспечена устройствами согласования, во-первых, за счет изменения длины плеч вибраторов, во-вторых, за счет изменения расстояния между первым и вторым вибратором, между проводниками, соединяющими между собой первый и второй вибраторы, и, в-третьих, за счет изменения мнимого сопротивления устройства согласования и тем самым расширена полоса рабочих частот антенны;- provided by matching devices, firstly, by changing the length of the shoulders of the vibrators, and secondly, by changing the distance between the first and second vibrators, between the conductors connecting the first and second vibrators, and, thirdly, by changing imaginary resistance of the matching device and thereby the antenna operating frequency band is expanded;
- имеет простой метод компенсации мнимой составляющей входного сопротивления антенны в диапазоне частот;- has a simple method of compensating the imaginary component of the input impedance of the antenna in the frequency range;
- обеспечивает максимальную передачу мощности за счет согласования с волновым сопротивлением фидера;- provides maximum power transfer due to coordination with the feeder impedance;
- повышает потенциально возможный уровень мощности в выбранном заранее фидере за счет снижения КСВН в нем;- increases the potential level of power in the feeder selected in advance by reducing the VSWR in it;
- минимизирует потери в фидере и в результате снижает нагрев фидера при передаче по нему мощности;- minimizes losses in the feeder and as a result reduces the heating of the feeder when transmitting power through it;
- минимизирует излучение (прием) электромагнитных волн фидером (внешней стороной внешнего проводника коаксиального кабеля);- minimizes the emission (reception) of electromagnetic waves by the feeder (the outer side of the external conductor of the coaxial cable);
- может быть реализована в микрополосковом исполнении;- can be implemented in microstrip design;
- может использоваться как самостоятельная антенна, а также как элемент антенной решетки;- can be used as a standalone antenna, as well as an element of the antenna array;
- удобна для ее монтажа на трубе или на поясе решетчатой башни.- convenient for its installation on a pipe or on the belt of a trellised tower.
Реализация данного изобретения позволит использовать существующие в настоящее время башни для ввода в эксплуатацию новых объектов связи с большим радиусом действия.The implementation of this invention will allow the use of existing towers for commissioning new communication facilities with a large radius of action.
Предложенная широкополосная вибраторная антенна оказывается полезной во всех тех случаях, когда требуется либо самостоятельная вибраторная антенна, либо излучающий (приемный) элемент более сложного антенного устройства или антенной системы, от которых требуется согласование в широкой полосе частот, низкие потери в фидере, высокий к.п.д. антенны, малый уровень кроссполяризационного излучения, большой уровень излучаемой мощности, независимость характеристик в сложных метеорологических условиях.The proposed broadband vibrator antenna is useful in all cases where either an independent vibrator antenna is required, or the radiating (receiving) element of a more complex antenna device or antenna system, which requires matching in a wide frequency band, low losses in the feeder, high efficiency .d. antennas, a low level of cross-polarization radiation, a large level of radiated power, independence of characteristics in difficult meteorological conditions.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015154914A RU2618776C1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | Broadband dipole antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015154914A RU2618776C1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | Broadband dipole antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2618776C1 true RU2618776C1 (en) | 2017-05-11 |
Family
ID=58715782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015154914A RU2618776C1 (en) | 2015-12-21 | 2015-12-21 | Broadband dipole antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2618776C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2683370C1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-03-28 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие оборудования систем телекоммуникаций" | Broadband z-antenna on feeder |
| RU188127U1 (en) * | 2018-11-22 | 2019-03-29 | Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" | ANTENNA |
| RU194495U1 (en) * | 2019-09-03 | 2019-12-12 | Андрей Александрович Красовский | Hybrid microwave RFID antenna |
| RU2786348C1 (en) * | 2022-05-27 | 2022-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Broadband vibrator antenna |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199805C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-02-27 | Войтович Николай Иванович | Broadband dipole antenna |
| RU2394318C2 (en) * | 2008-09-22 | 2010-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр по радиоэлектронным системам и информационным технологиям имени В.И. Шимко" (ФГУП Федеральный НПЦ "Радиоэлектроника" им. В.И. Шимко") | Broad-band dipole antenna |
| CN102683901B (en) * | 2012-05-30 | 2014-08-06 | 泰兴市迅达通讯器材有限公司 | Wideband ultrashort wave symmetrical element antenna |
-
2015
- 2015-12-21 RU RU2015154914A patent/RU2618776C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2199805C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-02-27 | Войтович Николай Иванович | Broadband dipole antenna |
| RU2394318C2 (en) * | 2008-09-22 | 2010-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр по радиоэлектронным системам и информационным технологиям имени В.И. Шимко" (ФГУП Федеральный НПЦ "Радиоэлектроника" им. В.И. Шимко") | Broad-band dipole antenna |
| CN102683901B (en) * | 2012-05-30 | 2014-08-06 | 泰兴市迅达通讯器材有限公司 | Wideband ultrashort wave symmetrical element antenna |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2683370C1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-03-28 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие оборудования систем телекоммуникаций" | Broadband z-antenna on feeder |
| RU188127U1 (en) * | 2018-11-22 | 2019-03-29 | Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" | ANTENNA |
| RU194495U1 (en) * | 2019-09-03 | 2019-12-12 | Андрей Александрович Красовский | Hybrid microwave RFID antenna |
| RU2786348C1 (en) * | 2022-05-27 | 2022-12-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Broadband vibrator antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alam et al. | Novel surface wave exciters for power line fault detection and communications | |
| US8497749B2 (en) | Single conductor surface wave transmission line system for terminating E field lines at points along the single conductor | |
| CN110731033B (en) | Collinear antenna structure with independent access | |
| RU2618776C1 (en) | Broadband dipole antenna | |
| US8144070B2 (en) | Portable yagi antenna kit for being frequency/wavelength adjustable by virtue of being knockdownable | |
| KR101788516B1 (en) | Broadband Monopulse Feed | |
| US4423423A (en) | Broad bandwidth folded dipole antenna | |
| US3950757A (en) | Broadband whip antennas | |
| US10468743B2 (en) | Mast mountable antenna | |
| Bowen et al. | Results of optimization experiments on a solid reflector IRA | |
| RU2786348C1 (en) | Broadband vibrator antenna | |
| US20200411999A1 (en) | Tower based antenna including multiple sets of elongate antenna elements and related methods | |
| RU2199805C2 (en) | Broadband dipole antenna | |
| CN111755796B (en) | Short wave antenna device based on metal road facility and implementation method | |
| US3355739A (en) | Shunt excited log periodic antenna with coax feed | |
| RU2571607C1 (en) | Microstrip log-periodic antenna | |
| CN104600421A (en) | High-gain vertical-plane forming broadband phased array omnidirectional antenna | |
| RU2735261C1 (en) | Balancing device for half-wave vibrator | |
| Subedi et al. | Design of Log Periodic Dipole Array Antenna Ranging from 30 to 150 MHz | |
| Bharath et al. | Design and analysis of H shaped microstrip antenna with different feed position and number of slots for multiband applications | |
| JP4521567B2 (en) | Dipole antenna and antenna device using the same | |
| RU2724963C1 (en) | Symmetrical dipole antenna with balancing device | |
| CN217691652U (en) | Dipole antenna and base station | |
| Ershov et al. | Ice influence on wideband dipole antenna characteristics | |
| RU2574172C1 (en) | Cylindrical slit antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171222 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200114 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200623 |
|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20211115 |