CS242351B1 - Zapojení širokopásmové základové antény s vertikální polarizací - Google Patents

Abstract

Vynález ,se týká základové antény pro vysílače nebo přijímače, pracující v pásmu velmi krátkých kmitočtů. Řeší se zde problém širokopásmovosti vertikální antény, zhotovené z úseků koaxiálních kabelů, podstata vynálezu spočívá v použití trubkového vodiče, navleknutého na vnější plášt koaxiálního kabelu, který tvoří horní část dipólu.^Tento trubkový vodič svými rozměry umožňuje získat potřebnou charakteristickou impedanci pro širokopásmovou kompenzaci. Tato širokopásmová anténa se dá použít k přeladitelným, vícekanálovým vysílačům nebo přijímačům v pásmu velmi krátkých vln. Je také vhodná pro duplexní provoz v pásmu velmi krátkých vln.

Description

Vynález se týká širokopásmové všesměrové i směrové antény s vertikální polarizací pro základnové vysílače nebo přijímače v pásmu velmi krátkých vln. Anténa je z převážné většiny tvořena úseky koaxiálních kabelů s běžně vyráběnými charakteristickými impedancemi 50,75 a 15011 .

Dosud známá provedení všesměrových antén s vertikální polarizací, které jsou zhotoveny a úseků koaxiálních kabelů, vykazují úzkopásmové obvodové vlastnosti. Je to dáno tím, že širokopásmová kompenzace vyžaduje, aby charakteristická impedance paralelního zkratovaného vedení byla v tolerancích 10-15H . V běžně vyráběném sortimentu koaxiálních kabelů o vnějším průměru 0 = 10 mm tato nízká hodnota z realizačních důvodů chybí.

Širokopásmová kompenzace u dosud známých provedení se vytváří úsekem koaxiálního kabelu 50 Λ, který je na svém konci zkratován a dále pokračuje ve vrchní část dipólu vertikální všesměrové antény, šířka pásma z hlediska průběhu vstupní impedance antény je pro napětový činitel stojatých vln 1:1,5 menší než 6%. Mnohem více by se tyto vlastnosti uplatnily u směrové antény s pasivními prvky, kde by bylo toto dosud známé řešení antény použito jako aktivní prvek. Zatím není známé konkrétní provedení směrové antény s takto vytvořeným aktivním zářičem.

V mnoha aplikačních použitích tato malá šířka pásma nedovoluje použít tyto antény, přesto, že jejich ostatní parametry jsou výhovujíaí.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje řešení podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že ke vstupnímu konektoru je připojena izolační cívka, navinutá z koaxiálního kabelu o jmenovité impedanci ZO. Svým horním koncem je připojena ke spodní

- 2 242 351 části dipólu, zhotoveného z koaxiálního kabelu o impedanci ZO, zatím co horní část spodní části dipólu je připojena k sériovému transformačnímu vedení z koaxiálního kabelu o impedanci Zl. Vždy jsou vzájemně propojeny vnější vodiče spojovaných kabelů a zároveň vnitřní vodiče spojovaných koaxiálních kabelů. K hornímu konci transformačního vedení je připojeno kompenzační vedení spolu s vrchní částí dipólu tak, že vnitřní vodič transformačního vedení je připojen ke kompenzačnímu vedení a vnější vodič transformačního vedení je připojen současně k vnitřnímu i vnějšímu vodiči, vrchní části dipólu. Horní konec kompenzačního vedení je spojen s vnějším vodičem vrchní části dipólu, přičemž kompenzační vedení je tvořeno kovovou trubkou,nasunutou na pláší koaxiálního kabelu o impedanci ZO, z kterého je tvořena vrchní část dipólu. Tato vrchní část dipólu má na svém horním konci propojen vnější a vnitřní vodič koaxiálního kabelu a celá tato všesměrová, širokopásmová anténa je mechanicky držena izolačním krytem.

Další řešení podle vynálezu spočívá v tom, že k izolačnímu krytu je připevněno nosné ráhno, ke kterému je na jednom konci připevněn plošný nebo lineární reflektor a na druhé straně od krytu je k nosnému ráhnu připevněn alespoň první direktor, při čemž druhý direktor a postupně další jsou připevněny k nosnému ráhnu ve stále větších vzdálenostech ód izolačního krytu.

Taktu vytvořená anténa má velmi dobré širokopásmové vlastnosti. Tak například při celkové délce antény

0,4 H<1 <0,6 71 , kde 1 = celková délka antény

T[ = vlnová délka je šířka pásma 15% pro napělový činitel stojatých vln 1:1,5* Vyzařovací vlastnosti vykazují ještě mnohem větší širokopásmovost. Anténa při velmi dobrých elektrických vlastnostech má jednoduchou konstrukci, bez nároků na hutní materiály. Další výhodou této antény je velmi snadná výroba bez použití speciál- 3 242 351 ního strojního vybavení. Její nízká váha má výhody při montáži na střechy objektů nebo na zvlášt k tomu určené stožáry.

Vynález je znázorněn na připojených obrázcích, kde na obr. 1 je provedení vlastní antény, na obr. 2 je znázorněno použití antény jako aktivního zářiče ve spojení se soustavou pasivních prvků.

Ze vstupního konektoru prochází vysokofrekvenční energie přes koaxiální kabel, tvořící izolační cívku do spodní části dipólu 4. Tato spodní část dipólu 4 je připojena přes transformační vedení J ke kompenzačnímu vedení 2 a současně k vrchní části dipólu 1. Celá sestava propojení úseků koaxiálních kabelů je složena do izolačního krytu 6, který anténu mechanicky zpevňuje.

Na obr. 2 je znázorněno použití antény ve spojení s řadou pasivních prvků. Na jednu stranu od vlastní antény se upevňuje na nosné ráhno 8 plošný nebo lineární reflektor 11 a na druhou stranu je k nosnému ráhnu 8 připevněn alespoň první direktor 2.· Druhý direktor 10, respektive další direktory jsou umístěny na nosné ráhno 8 ve stále větších vzdálenostech od izolačního krytu 6.

Vysokofrekvenční energie ze vstupního konektoru prochází přes kabel o jmenovité impedanci ZO, který je navinut do tvaru izolační cívky. Cívka má takový tvar, aby indukčnost vnějšího vodiče tohoto kabelu spolu s mezizávitovými kapacitami tvořila izolační rezonátor pro vysokofrekvenční proudy, tekoucí po vnějším vodiči. Z této izolační cívky postupuje vysokofrekvenční energie přes spodní část dipólu vedení k vlastnímu vstupu dipólu. Kombinací charakteristických impedancí ZO a Z1 50 a 75, respektive 150-Ω. těchto úseků, je možné dosáhnout potřebný transformační účinek. Pro širokopásmovou kompenzaci je důleži- té, aby

Z1 > ZO, kde Z1 je charakteristická impedance transformačního vedení'

ZO je jmenovitá charakteristika impedance antény.

- 4 242 351

Ze sériového transformačního vedení přechází vysokofrekvenční proud jednak na kompenzační vedení, a dále na vrchní stranu vnějšího vodiče transformačního dílu a spodní části dipólu. Kompenzační vedení je připojeno ke vstupu dipólu paralelně a jeho charakteristická impedance je určena rozměry vodiče, tvořící kompenzační vedení a vnějším vodičem koaxiálního kabelu vrchní části dipólu. Pro širokopásmové vlastnosti je důležité, aby

Z2 < ZO, kde Z2 je charakteristické impedance kompenzačního vedení ZO je charakteristická impedance antény.

Tato nerovnost je snadno splnitelná vhodnou konstrukcí kompenzačního vedení. Vysokofrekvenční proud přechází z kompenzačního vedení na vrchní část dipólu, jehož délka spolu s délkou spodní části dipólu, zajiŠtuje požadované vyzařovací vlastnosti antény.'

Širokopásmová anténa dle vynálezu se může využít i jako budicí - aktivní prvek směrové soustavy složené z pasivních prvků. Dále se může použít pro vysílání a příjem na VKV, zvláště pak je výhodná pro základnové antény v radiotelefonních sítích. Anténa nevyžaduje žádnou zvláštní údržbu.

Claims (2)

1. P S E D Μ E T VYNÁLEZU

   242 351

   1. (zapojení všesměrové širokopásmové základové antény s vertikální polarizací, vytvořená z úseků koaxiálních kabelů vyznačující se tím, že ke vstupnímu konektoru (7) antény je připojena izolační cívka (5), navinutá z koaxiálního kabelu o vlnové impedanci ZO, která je připojena svým horním koncem ke spodní části dipólu (4), zhotovené z koaxiálního kabelu o impedanci ZO, zatímTco k hornímu konci spodní části dipólu je připojeno transformační vedení (3) z koaxiálního kabelu o impedanci Zl, při čemž jsou vzájemně spojeny vnější vodiče obou koaxiálníchlkabelů a zároveň vnitřní vodiče koaxiálních kabelů a k hornímu konci transformačního vedení (3) je připojeno kompenzační vedení (2) spolu s vrchní částí dipólu (1), tak, že vnitřní vodič transformačního vedení (3) je připojen ke kompenzačnímu vedení (2) a vnější vodič transformačního vedení (3) je připojen současně k vnějšímu i vnitřnímu vodiči vrchní části dipólu (1) a horní konec kompenzačního vedení (2) je spojen s vnějším vodičem vrchní části dipólu (1), při čemž kompenzační vedení je tvořeno kovovou trubkou nasunutou na plášt koaxiálního kabelu o impedanci

   ZO, z kterého je tvořena vrchní část dipólu (1), která na svém horním konci má propojen vnější a vnitřní vodič koaxiálního kabelu a celá tato všesměrová, širokopásmová anténa je mechanicky držena izolačním krytem (6).
2. 2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že k izolačnímu krytu (6) je připevněno nosné ráhno (8), ke kterému je na jednom konci připevněn plošný nebo lineární reflektor (11) a na druhé straně od izolačního krytu (6) je k nosnému ráhnu (8) připevněn alespoň první direktor (S), přičemž druhý direktor (10) a postupně další jsou připevněny k nosnému ráhnu (8) ve stále větších vzdálenostech od izolačního krytu (6).