CZ341792A3 - All-band dipole for the band of decametric waves - Google Patents

Description

Vynález se týká celovlnného dipólu pro pásmo dekametrovžel· vln. Vynález se dále tyká antén opatřených dipóly uvedeného typu. Jak bude dále vysvětleno, zejména otáčivé antény obsahují dipóly podle vynálezu.

Dosavadní stav techniky

Antény pro deksmetrové vlny se řadami nebo s pásy dipólu jsou antény mající výšku několik desítek metrů a rozpětí několik desítek metrů. Některé mají výšku a rozpětí aš do 100 metrů a také více. Ve všech těchto anténách jsou dipóly téže řady umístěny v podstatě v téže rovině, což znamená, že je možné používat výrazy řada dipólů nebo pás dipólů, aniž by se tyto výrazy rozlišovaly. Známé antény mají obdélníkové svislé řady Ivo» řené dipóly, které jsou rovnoměrně rozmístěny v uspořádaných řadách a sloupcích a řada dipólů antény má v podstatě tvat obdélníka nebo čtverce. S touto řadou je sdružen reflektor tvořený obecně rovnoběžnými dráty a tento reflektor, který má také tvar obdél nika nebo čtverce o rozměrech podstatně větších než jsou rozměry řady dipólů, je umístěn rovnoběžně se řadou dipólů. Pro dané rozměry antény pro pásmo dekametrových vln je obtížné a tedy velmi nákladné vytvořit anténu vhodné tuhosti. Není-li tato tuhost správně zajištěna, má to ten důsledek, že při silných větrech dochází k podstatné změně vazebních charakteristik antény. Tato změna může znamenat poruchy nebo dokonce potlačení vyzařování„

Problém odolnosti.proti silným větrům je zvláště obtížně řešitelný u otáčivé antény, nebot sítě drátů tvořící reflektor nebo reflektory a řada nebo řady drátových dipólů nemohou být napnuty mezi dvěma stožáry, jako v případě některých pevných antén. Otáčivé antény mají pouze jeden stožár umístěny svisle uprostřed antény. Vodorovné nosníky jsou připevněny ke stožáru, v podstatě všechny v jedné rovině, zatímco kovová ramena při pevněná k vodorovným nosníkům a sdružená s kabely a izolátory drží rozličné sítě.

Pro vytvoření vyšší tuhosti řad dipólů bylo navrženo · dit celovlnné drátové dipóly ohnutými polovlnnými tuhý-j.i dívčí..,

-2Tyto dipóly, které mají bod nulového potenciálu, mohou být upevněny, každý jedním kovovým ramenem, přímo k vodorovnému nosníku.

w / *

Rada dipólů potom již netvoří sít drátů a její deformace jsou prakticky omezeny na deformace sestavy stožáru a vodorovných nosníků. Na neštěstí, kde byl polovlnný drátový dipól, který měl ve skutečnosti délku rovnou 0,75-násobku pracovní vlnové délky, J^e nyní nutné umístit dva polovlnné tuhé dipóly koncem ke konci. Tyto dva tuhé dipóly mají dohromady délku, která je v podstatě rovná střední pracovní vlnové délce. Pro radu z toho plyne zvětšení celkové plochy asi o 20 %.

Podstata vynálezu

Ókolem vynálezu je odstranit výše uvedenou nevýhodu. Toho se dosahuje náhradou celovlnných drátových dipólů celovlnnými tuhými dipóly speciálně navrženými pro provoz na dekametrových vlnách a pro přímé upevnění, bez jakékoli izolační části, ke kovové konstrukci antény.

Vynález tudíž vytváří celovlnný dipól pro pásmo dekametrových vln, pro vytvoření tuhého celovlnného dipólu s jeho vlastními prostředky připevněnými k nosiči, obsahující vlastní dipól a nástavec, kde vlastní dipól sestává ze dvou polovičních, dipólů umístěných v pásmu vzájemného rozsahu, přičemž každý poloviční dipól má první volný konec a druhý volný konec ležící proti druhému volnému konci druhého polovičního dipólu, přičemž nástavec sestává ze dvou rovnoběžných ramen a ze zkratového obvodu mezi rameny, ramena jsou u jejich prvních konců připevněna ke druhým koncům vlastních dipólů a jsou uzpůsobena k upevnění k nosiči u jejich druhého konce, a přičemž každý poloviční dipól má tvar podlouhlé klece s výztužným prvkem pro zajištění tuhosti klece.

Fodle výhodného provedeni předloženého vynálezu výztužný prvek obsahuje trubku a dvě nosné části, jejichž rozměry jsou větší než průřezy trubky, přičemž tyto nosné části jsou upevněny v blízkosti konců trubky.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu klec sestává z množiny rovnoběžných vodivých drátů napjatých mezi oběma nosnými částmi.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu je celovlnný dipól napájen koaxiálním kabelem.

Fodle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu

jejíž podstata spočívá v tom, že je opatřena celovlnnými dipóly definovanými výše.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr.l je perspektivní pohled na celovlnný dipól podle vynálezu, obr.2 je nárys otáčivé antény pro dekswetrové vlny opatřené dipóly podle obr.l a obr.3 je bokorys antény znázorněné v obr.2.

Příklad provedení, vynálezu

Obr.l znázorňuje tuhý celovlnný dipól určený pro provoz na střední vlnové délce K~ 35,44 m odpovídající kmitočtu asi 8,5 MHz Tento celovlnný dipól 21 obsahuje vlastní dipól Dl a nástavec. 51.

Sestava je připevněna k vodorovnému nosníku Pl, který je na jednom svém konci připevněn k neznázorněnému ústřednímu stožáru M otáčivé antény, která bude popsána s přihlédnutím k obr.2 a 3.

Nástavec SI sestává ze dvou rovnoběžných ramen Sa a Sb spojených zkratovým obvodem I sestávajícím ze dvou rovnoběžných kovových tyčí. Obě ramena Sa a Sb mají stejnou délku rovnou 0,25λ a střední vzdálenost os 1,5 m a jsou u svého prvního konce přišroubována k vodorovnému nosníku H. Obě tyče zkratového obvodu I jsou umístěny ve vzdálenosti 0,13-λ od druhého konce ramen Sa a Sb, totiž od bodu upevnění vlastního dipólu Dl. Tato vzdálenost je nastavena pro zajištění přesné vstupní impedance vlastního dipólu Dl v pásmu provozních kmitočtů, zejména 6-11 MHz a pro dosažení stálého vlnového poměru (SWR) menšího než 2 pro vlastní dipól Dl.

Vlastní dipól Dl má celkovou délku 0,76 λ. Sestává ze dvou polovičních dipólů Pa,Db, z nichž každý má tvar podlouhlé klece, jejíž tuhost je .zajištěna výztužným prvkem T vytvořeným ze dvou částí..TI a.T2 trubky a ze dvou nosných častí A a 3. Cbě části TI a T2 trubky leží v jedné přímce. První část TI je přivařena k odpovídajícímu ramenu Sb a má průměr 20. cm a druhá· část

-4tvořen;/ 12 drát;' o průměru 6 mn připevněnými na jejich koncích ke koncům sestavy částí TI a T2. Tyto dráty jsou rovnoměrně rozmístěny na obvodu nosných částí A a S, o která jsou opřeny. Toto provedení vlastního dipólu 31 umožňuje získat vhodný elektrický poloměr dipólu, aby tento měl dostatečnou impedanci a šířku pásma při umístění polovičních dipólů 3a, 3b, aby vyčnívaly avšak měly menší hmotnost a menší odpor proti větru.

Je třeba uvést, že výše popsaný dipól je přímo uzemněn vodivým spojem zahrnujícím řasena Sa,Sb, vodorovný nosník Pl a ústřední stožár M.

Z V

Dipól podle obr.l může být napájen bud dvojlinkou, jako s celovlnnými dipóly nebo polovlnnymí dipóly, nebo koaxiálním vedením v provedení použitém ve stávajícím popisu. Tím je vyloučena potřeba přizpůsobovacího obvodu mezi výstupem vysílače, který je vždy vytvořen jako koaxiální vedení, a dipólem. Kromě toho koaxiální kabel napájecího vedení vlastního dipólu 31 v popisovaném příkladu vstupuje do ramena Sb a jeho vnější vodič je přímo připevněn k ramenu Sb. Nicméně je také možné použít rameno Sb jako vnější vodič koaxiálního kabelu, přičemž pro vnitřní vodič je nutné, aby byl od ramena Sb vždy oddělen ve své dráze uvnitř ramena Sb elektrickými izolátory a dále je třeba, aby rameno Sb bylo pokryto vodivými dráty, jestliže úhelníky tvořící rameno Sb netvoří dostatečně malé okruhy k vytváření dostatečně nepropustných elektrických přehrad v rozsahu provozních kmitočtů dipólu.

Obr.2 a 3 znázorňují dvojitou otáčivou anténu pro dekametrové vlny o výšce 82 m a rozpětí 64 m obsahující nosič a dvě vlastní antény, totiž nízkofrekvenční anténu pracující v pásmu od 6 do 11 MHz radiových vln a vysokofrekvenční anténu pracující v pásmu od 11 do 21 MHz radiových vln.

Nosič obsahuje dutou základnu ze zdivá tvořící prostor L, ve kterém jsou umístěny vysílače. Mechanické zařízení s hnacím hřídelem otáčí prstencem C uleženým na stropu prostoru L. Prstenec C je připevněn ke spodnímu konci svislého stožáru M, ke kterému jsou připevněny čtyři vodorovné nosníky.Pl až P4 umístěné v jedné svislé rovině, K. vodorovným nosníkům Pl až F4 je připevněno dvacet nástavců Sl až SS a sl až s!2. Ke koncům některých vodorovných nosníků Pl až ?4 jsou připojeny tyčemi tvořené vzpěry J nebo rozpěry K umístěné v podstatě v rovině vodorovných

-5nosníků Pl 3Ž P4. Výztuhy H připojují vodorovné nosníky Pl až P4 šikmo k ústřednímu stožáru ¥. Ústřední stožár lví má tři části: svislé válcové těleso kruhového průřezu, nad ním upevněnou px*ihradovou konstrukci a k ní upevněnou dvojici tyčí svírajících ostrv úhel a navzájem svařenvch na horních koncích ve vrcholu.

Nízkofrekvenční anténa je anténa typu ER 4/4/0,5, to znamená, že má pás vodorovných dipólů H s reflektorem 3, se dvěma celovlnnými dipóly, v podstatě ekvivalentními čtyřem polovlnným dipólům v jedné řade a v jednom sloupci v pásu, kde první řada dipólů má vzhledem k zemi výšku rovnou 0,5-násobku střední provozní vlnové délky této antény. Pás dipólů nízkofrekvenční antény je tudíž tvořen osmi dipóly Dl až DS připevněnými k nástavcům Sl až S8 způsobem znázorněným v obr.l. Tyto dipóly Dl až D8 jsou umístěny v jedné svislé rovině rovnoběžné se svislou rovinou vodorovných nosníků H až PS. Nízkofrekvenční anténa obsahuje reflektor Rb. který je rovnoběžný se svislou rovinou dipólů Dl až D3 a je zachycen na plochách vodorovných nosníků PJ. až P8 nejbližších k rovině dipólů Dl až D8. Reflektor Rb je tvořen osnovou vodorovných drátů. Vodorovné dráty reflektoru Rb jsou zachyceny obvodovým kabelem, který je upevněn na vrcholu ústředního stožáru M a na volných koncích vzpěr J. Vzdálenosti mezi vodorovnými dráty reflektoru Rb jsou zajištěny svislými lany, která nejsou znázorněna, a ke kterým jsou vodorovné dráty připevněny v pravidelných vzdálenostech. Reflektor Rb nízkofrekvenční antény není v obr.2 nakreslen v celé ploše, aby nezakrýval pohled na vysokofrekvenční anténu, která je umístěna za ním. V obr.2 je reflektor Rb vyznačen schematicky přerušovanou čarou znázornující jeho obrys v rovině nákresny.

Vysokofrekvenční anténa je anténa typu HR 4/6/0,75, to znamená, že má pás vodorovných dipólů H s reflektorem R se dvěma celovlnnými dipóly v řadě a se šesti ve sloupci v pásu, kde první řada dipólů má vzhledem k zemi výsku rovnou 0,75-násobku střední provozní vlnové délky této antény. Pás dipólů vysokofrekvenční antény je tudíž tvořen dvanácti dipóly dl až dl 2 připevněnými k nástavcům sl až ,gl2 způsobem znázorněným v obr.l. Tyto dipóly dl až dl2 jsou.umístěny v jedné svislé rovině rovnoběžné se svislou rovinou vodorovných nosníků Pl až PS. Vysoko- ... frekvenční anténa obsahuje reflektor Rh tvořený svislou osnovou vodorovných drátů umístěnou v rovině rovnoběžné s rovinou /

—o— reílektoru Rb a ležící na druhé straně vodorovných nosníků H až ?£. Vodorovné dráty reflektoru Rh jsou drženy v rámu ohraničeném horními vodorovnými nosníky ?2,ΡΞ, okrajovými kabely připojenými u jejich spodních konců ke dvěma vzpěrám, které jsou svými konci připevněny ke spodním vodorovným nosníkům PÍ, P2. Vzdálenosti mezi vodorovnými dráty reflektoru Rh jsou zajištěny nesnázorněnými svislými lany, ke kterým jsou vodorovné dráty při pevněny v pravidelných vzdálenostech. Podobně jako reflektor Rb ani reflektor Rh není v obr.2 nakreslen v celé ploše, aby nezakrýval pohled na pás dipólů dl až d!2 vysokofrekvenční antény, která je umístěna za ním. V obr.3. je reflektor Rh znázorněn schematicky přerušovanou čarou znázorňující jeho obrys v rovině nákresny.

Anténa odpovídající anténě podle obr.2 a obr.3 existuje, avšak je opatřena tuhými polovlnnými dipóly. Její výška je také 82 m, avšak její rozpětí je značně větší, totiž 76 m místo 64 m jako u antény opatřené dipóly podle obr.l. Důsledkem toho je, že anténa výše popsaná má značně nižší odpor vůči větru a tedy pro stejné povětrnostní podmínky je její nosná konstrukce levnější.

Vynález není omezen na výše popsaný přiklad provedení*

Je možné vyrobit klec celovlnných polovičních dipólů jako strukturu ž kovové mříže. Také výztužný prvek T může být vytvořen rozličnými způsoby, zejména z jedné nebo několika tyčí klece.

Je třeba uvést, že ačkoliv dipól podle předloženého vynálezu je zvláště vhodný pro použití v otáčivých anténách pro deka metrové vlny, může být také použit, opět v oblasti aplikací na dekametrové vlny, například u pevné antény s jedním stožárem a s dipóly přímo připojenými k tomuto stožáru nebo u pevné antény s několika stožáry a případně s vodorovnými nosníky mezi stožáry a s dipóly přímo připojenými ke stožárům a případně k vodorov ným nosníkům.

Claims (6)

1. Celovlnný dipól pro pásmo dekametrových vln, vyznačující se tím, že tvoří s vlastními prostředky připevněnými k nosiči (Pl) pevnou konstrukci celovlnněbr? dipólu a obsahuje vlastní dipól (Dl) a nástavec (Sl) , kde. vlastní dipól (Dl) sestává ze dvou polovičních dipólů (Da,Db) umístěných v pásmu vzájemného rozsahu, přičemž každý poloviční dipól má první volný konec a druhý volný konec ležící proti druhému volnému konci druhého polovičního dipólu, a nástavec sestává ze dvou rovnoběžných ramen (Sa,Sb) a ze zkratového obvodu (I) mezi rameny, přičemž ramena jsou u jejich prvních konců připevněna ke druhým koncům vlastních dipólů a jsou uzpůsobena k upevnění k nosiči (Pl) u jejich druhého konce, a každý poloviční dipól má tvar podlouhlé klece s výztužným prvkem (T) pro zajištění tuhosti klece.

2. Celovlnný dipól podle nároku 1, vyznačující se tím, že výztužný prvek (T) obsahuje trubku (TI, T2) a dvě nosné části (A,B), jejichž rozměry jsou větší než průřezy trubky, přičemž tyto nosné části jsou upevněny v blízkosti konců trubky.

3. Celovlnný dipól podle nároku 2, vyznačující se tím, že klec sestává z množiny rovnoběžných vodivých drátů napjatých mezi oběma nosnými částmi (A,B).

4. Celovlnný dipól podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dipól je napájen koaxiálním kabelem

5. - Celovlnný dipól podle nároku 4, vyznačující se tíin, že jedno z obou ramen (Sa,Sb) tvoří po své délce vnější

- 8 vodič koaxiálního kabelu.

6. Použití celovlnových dipólů (dl-dl2, D1-D8) obsahujících vlastní dipól (Dl) a nástavec (Sl),, kde vlastní dipól (Dl) sestává ze dvou polovičních dipólů (Da,Db) umístěných v pásmu vzájemného rozsahu, přičemž každý poloviční dipól má.první volný konec a druhý volný konec ležící proti druhému volnému konci druhého polovičního dipólu, a nástavec sestává ze dvou rovnoběžných ramen (Sa,Sb) a ze zkratového obvodu (I) mezi rameny, přičemž ramena jsou u jejich prvních konců připevněna ke druhým koncům vlastních dipólů a jsou uzpůsobena k upevnění k nosiči (Pl) u jejich druhého konce, a každý poloviční dipól má tvar podlouhlé klece s výztužným prvkem (T) pro zajištěiíí tuhosti klece, pro otáčivou anténu pro dekametrové vlny.