RU2653594C1 - Decameter range receiving-transmitting antenna of unmanned aerial vehicles - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.

SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and is intended for reception and transmission of radio waves of the HF-band of radio frequencies on small-sized aircraft from composite materials. Decameter range receiving-transmitting antenna of unmanned aerial vehicles contains a radiating loop, a communication loop and a matching device. Form of the radiating loop corresponds to the surface profile of the unmanned aerial vehicle.

EFFECT: technical result is increased area of the magnetic antenna frame.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для приема и передачи радиоволн КВ-диапазона на малогабаритных летательных аппаратах из композитных материалов.The invention relates to radio engineering and is intended for the reception and transmission of HF radio waves on small-sized aircraft made of composite materials.

Известны выпускные проволочные самолетные антенны декаметрового диапазона волн, представляющие собой омедненный стальной тросик, выпускаемый в процессе полета сквозь небольшой люк [см., например, Карташкин А.С. Авиационные радиосистемы, М.: Радиософт, 2007, с. 56].Known outlet wire aircraft antennas of the decameter wavelength range, which are a copper-plated steel cable released during the flight through a small hatch [see, for example, A. Kartashkin Aviation radio systems, M .: Radiosoft, 2007, p. 56].

Известны жесткие проволочные самолетные антенны декаметрового диапазона волн, традиционно размещаемые вне фюзеляжа и натягиваемые между верхней частью самолетного киля и носовой частью фюзеляжа [см., например, Карташкин А.С. Авиационные радиосистемы, М.: Радиософт, 2007, с. 55].Known rigid wire aircraft antennas of the decameter wave range, traditionally placed outside the fuselage and stretched between the upper part of the aircraft keel and the nose of the fuselage [see, for example, Kartashkin A.S. Aviation radio systems, M .: Radiosoft, 2007, p. 55].

Недостатками таких антенн проволочного типа являются существенное аэродинамическое сопротивление [см., например, Карташкин А.С. Авиационные радиосистемы, М.: Радиософт, 2007, с. 55], что абсолютно недопустимо для беспилотных летательных аппаратов.The disadvantages of such antennas of wire type are significant aerodynamic drag [see, for example, Kartashkin A.S. Aviation radio systems, M .: Radiosoft, 2007, p. 55], which is absolutely unacceptable for unmanned aerial vehicles.

Известны ферритовые антенны декаметрового диапазона волн [см., например, Хомич В.И. Приемные ферритовые антенны. М.: Госэнергоиздат, 1963 г.], являющиеся достаточно микроминиатюрными и вполне пригодными для размещения на беспилотных летательных аппаратах, однако с их использованием невозможна работа на передачу радиосигналов, и они используются только для приема радиоволн [см., например, Григоров И.Н. Все об антеннах. - М., ДМК Пресс. - 2009 г., с. 127].Known ferrite antennas decameter wavelength range [see, for example, Khomich V.I. Receiving ferrite antennas. M .: Gosenergoizdat, 1963], which are sufficiently microminiature and quite suitable for placement on unmanned aerial vehicles, however, using them is impossible to transmit radio signals, and they are used only for receiving radio waves [see, for example, Grigorov I.N. . All about antennas. - M., DMK Press. - 2009, p. 127].

Известны самолетные приемо-передающие ДКМВ антенны верхнеемкостного питания (с емкостным характером импеданса в нижнем диапазоне частот) волн [см., например, Каталог антенн ФНПЦ ОАО "НПП "Полет", 2012 г., с. 41] и антенны щелевого (пазового) типа (с индуктивным характером импеданса в нижнем диапазоне частот), которые можно исполнить в конформном варианте [см., например, ГОСТ Р 55787-2013, Устройства для радиосвязи, радиовещания и телевидения антенно-фидерные, с. 4], встроив их в элементы планера. Формирование диаграмм направленности таких антенн осуществляется с использованием металлического корпуса планера, что исключает их применение на беспилотных летательных аппаратах, выполненных из композитных материалов.There are known aircraft transceivers DKMV antennas of high capacitance power (with a capacitive nature of the impedance in the lower frequency range) of waves [see, for example, the Antenna Catalog of the Federal Scientific and Production Center of JSC NPP Polet, 2012, p. 41] and slot antennas (slot) types (with the inductive nature of the impedance in the lower frequency range) that can be performed conformally [see, for example, GOST R 55787-2013, Antenna-feeder devices for radio communication, broadcasting, and television, page 4], incorporating them into the elements airframe. It is used using a metal glider body, which excludes their use on unmanned aerial vehicles made of composite materials.

Наиболее близким устройством, по отношению к предлагаемому, является кольцевая передающая магнитная антенна [см., например, Григоров И.Н. Все об антеннах. - М., ДМК Пресс. - 2009 г., с. 131], содержащая излучающую петлю, петлю связи, на которую подается напряжение передатчика и устройство согласования.The closest device, in relation to the proposed one, is a ring transmitting magnetic antenna [see, for example, Grigorov I.N. All about antennas. - M., DMK Press. - 2009, p. 131], comprising a radiating loop, a communication loop to which the voltage of the transmitter and the matching device are applied.

Недостатком такой антенны является низкий коэффициент усиления и малая действующая длина при конформном размещении на беспилотном летательном аппарате. Увеличение размеров антенны, необходимое для повышения коэффициента усиления и действующей длины, приводит к нарушению условия конформности и увеличению аэродинамического сопротивления.The disadvantage of this antenna is its low gain and small effective length when conformally placed on an unmanned aerial vehicle. An increase in the size of the antenna, which is necessary to increase the gain and the effective length, violates the conformity condition and increases the aerodynamic drag.

Технический результат достигается за счет того, что в приемо-передающей антенне декаметрового диапазона волн беспилотных летательных аппаратов, содержащей излучающую петлю, петлю связи и устройство согласования, излучающая петля выполнена по форме, соответствующей профилю поверхности беспилотного летательного аппарата.The technical result is achieved due to the fact that in the transceiver antenna of the decameter wavelength range of unmanned aerial vehicles containing a radiating loop, a communication loop and a matching device, the radiating loop is made in the form corresponding to the surface profile of the unmanned aerial vehicle.

Сущность изобретения заключается в том, что при выполнении излучающей петли по форме профиля поверхности беспилотного летательного аппарата происходит увеличение площади охватываемой контуром антенны, что, в свою очередь, приводит к увеличению эффективной действующей длины антенны в режиме приема и повышению коэффициента усиления антенны в режиме передачи [см., Надененко С.И. Антенны. М.: ГОСИЗДАТ. - 1959 г., - с. 254]. При этом антенна, выполненная по профилю беспилотного летательного аппарата, не создает дополнительного аэродинамического сопротивления.The essence of the invention lies in the fact that when performing the emitting loop in the shape of the surface profile of an unmanned aerial vehicle, an increase in the area covered by the antenna loop occurs, which, in turn, leads to an increase in the effective effective length of the antenna in the reception mode and to increase the antenna gain in the transmission mode [ see., Nadenenko S.I. Antennas M .: State Publishing House. - 1959, - with. 254]. Moreover, the antenna, made along the profile of the unmanned aerial vehicle, does not create additional aerodynamic drag.

Сущность изобретения поясняется чртежом, где обозначено: 1.1 - излучающая петля антенны, выполненная по профилю беспилотного летательного аппарата, 1.2 - кольцевая излучающая петля антенны прототипа, имеющая аналогичную действующую длину и коэффициент усиления, 2 - петля связи, 3 - устройство согласования, 4 - горизонтальный профиль поверхности беспилотного летательного аппарата самолетного типа.The invention is illustrated by the drawing, where it is indicated: 1.1 - radiating antenna loop made along the profile of an unmanned aerial vehicle, 1.2 - circular radiating antenna loop of the prototype, having a similar effective length and gain, 2 - communication loop, 3 - matching device, 4 - horizontal surface profile of an aircraft-type unmanned aerial vehicle.

На чертеже видно, что антенна-прототип, имеющая аналогичную действующую длину и коэффициент усиления по отношению к предложенной в изобретении, выступает за профиль поверхности беспилотного летательного аппарата, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления.The drawing shows that the prototype antenna, having a similar effective length and gain relative to the proposed invention, stands for the surface profile of the unmanned aerial vehicle, which leads to an increase in aerodynamic drag.

Антенна работает аналогично прототипу.The antenna works similarly to the prototype.

Предлагаемая антенна может быть реализована с использованием промышленно выпускаемых проводников (кабелей) и подстроечных конденсаторов.The proposed antenna can be implemented using industrially produced conductors (cables) and trim capacitors.

Claims (1)

Приемо-передающая антенна декаметрового диапазона волн беспилотных летательных аппаратов, содержащая излучающую петлю, петлю связи и устройство согласования, отличающаяся тем, что излучающая петля выполнена по форме, соответствующей профилю поверхности беспилотного летательного аппарата.A transceiver antenna of the decameter wavelength range of unmanned aerial vehicles, comprising a radiating loop, a communication loop and a matching device, characterized in that the radiating loop is made in a shape corresponding to the surface profile of the unmanned aerial vehicle.

Images