ITRE980019U1

ITRE980019U1 - ANTENNA FOR RADIO RECEIVING.

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Publication number: ITRE980019U1
Application number: IT1998RE000019U
Authority: IT
Original assignee: C T E Internat S R L
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-13
Also published as: IT245229Y1

Description

DESCRIZIONE di un modello di utilità industriale in Italia avente per titolo: DESCRIPTION of an industrial utility model in Italy entitled:

“ANTENNA PER RICETRASMISSIONE RADIO”. "ANTENNA FOR RADIO TRANSMISSION".

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

Il presente modello di utilità industriale si riferisce ad una antenna per ricetrasmissione radio, particolarmente adatta per sistemi cosi deti CB, per stazioni base, per hobbistica e simili, (a quale comprende una serie di dischi, con diametri differenziati calibrati, che sono posizionati ortogonalmente e in modo predeterminato lungo un’asta centrale a lunghezza ridotta. Alla base dell’asta è disposto un circuito di adattamento. The present industrial utility model refers to a radio transceiver antenna, particularly suitable for CB systems, for base stations, for hobbyists and the like, (to which it comprises a series of discs, with differentiated calibrated diameters, which are positioned orthogonally and in a predetermined manner along a central rod of reduced length An adaptation circuit is arranged at the base of the rod.

La lunghezza limitata dell’asta, le dimensioni e la collocazione dei dischi ed il circuito di adattamento alla base, costituiscono una antenna con ridotte dimensioni, a grande banda passante, il cui guadagno è superiore a quello delle attuali antenne con estensione in lunghezza molto maggiore. The limited length of the rod, the size and location of the disks and the adaptation circuit at the base, make up a small-sized, large-bandwidth antenna whose gain is greater than that of current antennas with much longer extension. .

E’ noto che attualmente sono reperibili in commercio molti tipi di antenne da base, per sistemi CB e simili. Tra questi tipi più diffusi per divulgazione ed efficacia possono essere considerati i seguenti: a) antenne così dette “ground piane”, configurate normalmente ad 1/4 d’onda, e con uno sviluppo in lunghezza di circa 2.7 m; It is known that many types of base antennas, for CB systems and the like, are currently available on the market. Among these most popular types for disclosure and effectiveness, the following can be considered: a) so-called "ground plane" antennas, normally configured at 1/4 wave, and with a length development of about 2.7 m;

b) antenne a 1⁄2 d’onda (anche caricate) con uno sviluppo tipico in lunghezza di 5.5 m; b) 1⁄2 wave antennas (also loaded) with a typical development in length of 5.5 m;

c) antenne a 5/8 d’onda caricate, con uno sviluppo tipico in lunghezza di 6 m; c) 5/8 wave loaded antennas, with a typical development in length of 6 m;

d) antenne collineari con sviluppo tipico in lunghezza di 6 m. d) collinear antennas with a typical development in length of 6 m.

Le antenne dei tipi sopra elencati, pur essendo sostanzialmente efficaci, sono comunque configurate in modo da presentare, ciascuna, delle limitazioni. Più precisamente: le antenne “ground piane” sono antenne corte e quindi di facile installazione, ma presentano un guadagno non elevato ed una banda passante limitata; le antenne caricate a 1/2 d’onda e collineari, pur consentendo un buon guadagno ed una facile installazione in quanto sono senza radiali e si sviluppano in verticale, presentano altezze elevate, di almeno 5 m; le antenne a 5/8 d’onda, sebbene consentano un guadagno maggiore di quello ottenuto con le antenne a mezza onda, sono dotate di radiali di massa orizzontali molto grandi ed ingombranti, di almeno 1.5 m di diametro; le antenne collineari invece, pur essendo ad elevato guadagno, presentano comunque estensioni in altezza molto elevate ed una banda ristretta, con ricezione di un minor numero di canali. Although the antennas of the types listed above are substantially effective, they are in any case configured in such a way as to each have limitations. More precisely: the “ground plane” antennas are short antennas and therefore easy to install, but they have a low gain and a limited bandwidth; the antennas loaded at 1/2 wave and collinear, while allowing good gain and easy installation as they are without radials and develop vertically, have high heights of at least 5 m; 5/8 wave antennas, although they allow a greater gain than that obtained with half wave antennas, are equipped with very large and bulky horizontal mass radials, at least 1.5 m in diameter; collinear antennas, on the other hand, although having high gain, still have very high extensions in height and a narrow band, with reception of a smaller number of channels.

Scopo del presente modello di utilità è quello di eliminare i suddetti inconvenienti. Il trovato, quale esso è caratterizzato dalle rivendicazioni, risolve il problema per mezzo di una antenna per ricetrasmissione radio, mediante la quale si ottengono i seguenti risultati: lo sviluppo dell’antenna in altezza è contenuto nell'ambito massimo di circa 2 m; lungo l’estensione in lunghezza dell’antenna sono disposti: un disco radiale di massa ortogonale di base e dei dischi ortogonali, con posizioni prefissate, aventi diametri calibrati prestabiliti, molto contenuti; alla base dell’antenna è disposta una bobina con circuito di adattamento. The purpose of this utility model is to eliminate the aforementioned drawbacks. The invention, as it is characterized by the claims, solves the problem by means of a radio transceiver antenna, through which the following results are obtained: the development of the antenna in height is contained within the maximum range of about 2 m; along the length of the antenna are arranged: a radial disc of orthogonal base mass and orthogonal discs, with predetermined positions, having predetermined calibrated diameters, very contained; at the base of the antenna there is a coil with an adaptation circuit.

1 vantaggi conseguiti mediante la presente antenna per ricetrasmissione radio, oggetto del trovato, consistono essenzialmente nel fatto che tale configurazione di antenna, delimitata dimensionalmente sia in altezza che in diametro, consente di otenere un guadagno paragonabile a quello delle antenne aventi sviluppi in lunghezza di 5 m , ed una banda passante decisamente superiore a quella delle antenne note. The advantages achieved by means of the present radio transceiver antenna, object of the invention, essentially consist in the fact that this antenna configuration, dimensionally delimited both in height and in diameter, allows to obtain a gain comparable to that of antennas having lengths of 5 m, and a much higher passband than that of known antennas.

Il modello di utilità indusriale viene descritto in dettaglio nel seguito, secondo una sua forma realizzativa data unicamente a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento all’allegato disegno, in cui: The industrial utility model is described in detail below, according to one of its embodiments given solely for illustrative and non-limiting purposes, with reference to the attached drawing, in which:

la fig. 1 rappresenta una vista laterale dell’antenna, fig. 1 represents a side view of the antenna,

la fig. 2 rappresenta una vista laterale della bobina di base con circuito di adattamento, fig. 2 shows a side view of the base coil with matching circuit,

la fig. 3 illustra in tabulato le caratteristiche dell’antenna, e fig. 3 illustrates in the printout the characteristics of the antenna, and

la fig.4 rappresenta il diagramma dell’andamento del valore del R.O.S. (rapporto onda stazionaria) , in funzione della frequenza, dell’antenna secondo il trovato. Fig. 4 represents the diagram of the trend of the R.O.S. (standing wave ratio), as a function of the frequency, of the antenna according to the invention.

Le figure illustrano una antenna per ricetrasmissione radio, la quale, nella specifica forma realizzativa presa ad esempio ed illustrata, è sostanzialmente costituita da un elemento centrale (1), quale ad esempio un corpo tubolare preferibilmente ma non limitatamente di alluminio, con un diametro (di) compreso tra i 20 e i 25 mm circa ed una' altezza massima (h) limitata a circa 2 m. Alla base dell’elemento tubolare è posizionato un primo disco, o radiale di massa ortogonale (2), con diametro (d2) all’incirca di 0.5 m, mentre aH’estremità superiore è disposta una tema di dischi, a diametri differenziati e scalari dal basso verso l’alto, con il più piccolo applicato alla sommità dell’antenna. Nella configurazione illustrata, data a solo titolo esemplificativo e non limitativo, il disco più piccolo (5), di sommità, presenta un diametro (d5) di circa 8 cm, quello posto al di sotto (4), ad una distanza (a) di circa 13,5 cm, presenta un diametro (d4) di circa 13 cm, ed il terzo disco (3), quello più in basso della tema superiore, è posizionato a una distanza (b) di circa 20 cm dal secondo e presenta un diametro (d3) di circa 25 cm. The figures show a radio transceiver antenna, which, in the specific embodiment taken as an example and illustrated, is substantially constituted by a central element (1), such as for example a tubular body, preferably but not limited to aluminum, with a diameter ( di) between about 20 and 25 mm and a maximum height (h) limited to about 2 m. At the base of the tubular element there is a first disk, or radial with an orthogonal mass (2), with a diameter (d2) of approximately 0.5 m, while at the upper end there is a theme of disks, with differentiated and scalar diameters from bottom to top, with the smaller one applied to the top of the antenna. In the illustrated configuration, given by way of example only and not limiting, the smallest disc (5), at the top, has a diameter (d5) of about 8 cm, the one placed below (4), at a distance (a) of about 13.5 cm, has a diameter (d4) of about 13 cm, and the third disk (3), the lower one of the upper theme, is positioned at a distance (b) of about 20 cm from the second and presents a diameter (d3) of about 25 cm.

In sostanza, nella configurazione esemplificativa dell’antenna e nell’ambito della sua limitata estensione in altezza di circa 2 m, i dischi (2) e (3), inseriti alla base e in prossimità della cima dell’asta tubolare (1), sono dimensionati per far si che il luogo dei punti che si ottiene dalla traslazione attorno alle circonferenze degli stessi dischi della linea immaginaria (6), tangente ai loro diametri calibrati, delimita uno spazio fittizio troncoconico il cui diametro medio rappresenta, dal punto di vista elettrico, il diametro attivo dell’elemento radiante. In questo modo si ottiene l’effetto voluto di allargare di molto la banda passante dell’antenna, la quale risulta essere sostanzialmente proporzionale al diametro dellelemento radiante. I dischi superiori (4) e (5), come diametri e posizionamenti, sono adottati per linearizzare il comportamento dell’antenna e per consentire una fine taratura della frequenza di centro banda. Le dimensioni diametrali dei dischi, ed il loro posizionamento lungo l’asta (1), sono stabiliti in funzione dell’allargamento voluto della banda passante dell’antenna;. ..nel caso specifico dato ad esempio, il proporzionamento è relativo alla soluzione di un elemento radiante che risuoni con una frequenza di centro di banda di circa 27 MHz. Basically, in the exemplary configuration of the antenna and within its limited height extension of about 2 m, the disks (2) and (3), inserted at the base and near the top of the tubular rod (1), are sized to ensure that the locus of the points obtained from the translation around the circumferences of the same discs of the imaginary line (6), tangent to their calibrated diameters, delimits a truncated conical fictitious space whose average diameter represents, from the electrical point of view , the active diameter of the radiating element. In this way, the desired effect is obtained of greatly widening the antenna passband, which is substantially proportional to the diameter of the radiating element. The upper discs (4) and (5), such as diameters and positioning, are adopted to linearize the antenna behavior and to allow a fine calibration of the center band frequency. The diametrical dimensions of the discs, and their positioning along the rod (1), are established according to the desired widening of the antenna passband; ..in the specific case given for example, the proportioning relates to the solution of a radiant element that resonates with a center band frequency of about 27 MHz.

Alla base dell’asta (I), al di sotto e in corrispondenza del primo disco o radiale di massa orizzontale (2), è disposta una bobina (7) che, sostanzialmente, costituisce un tradizionale circuito di adattamento di base, il quale ha la funzione di adattare l’impedenza dell’elemento radiante con la linea di trasmissione, facendo risuonare l’elemento radiante stesso a una frequenza di 27 MHz anche con una estensione in altezza dell’antenna limitata a circa 2 m. At the base of the rod (I), below and in correspondence with the first disk or radial of horizontal mass (2), there is a coil (7) which, substantially, constitutes a traditional basic adaptation circuit, which has the function of adapting the impedance of the radiating element with the transmission line, making the radiant element resonate at a frequency of 27 MHz even with an extension in height of the antenna limited to about 2 m.

La tabella e il diagramma rappresentati nelle figure 3 e 4, illustrano le caratteristiche dell’antenna sopra descritta. Come si può notare, il rapporto onda stazionaria (R.O.S.), ovvero il rapporto numerico puro che determina la potenza trasmessa dal ripetitore all’aria, varia da un minimo di 1,03 alla frequenza di 27,855 MHz , ad un massimo di 1,71 alla frequenza di 29,205 MHz, con un valore di 1,23 in corrispondenza della frequenza di centro banda di 27 MHz, dell’elemento radiante. Considerando che nella scala delle valutazioni medie il valore del R.O.S. = 1 è l’ottimo , il valore del R.O.S. = 1,5 è buono ed il valore del R.O.S. = 2 è accettabile, i rilievi effettuati sull’antenna in oggetto, in un campo di frequenze comprese tra 25,5 e 30,5 MHz, corrispondente al campo dei canali A01 e L40, sono da considerare più che soddisfacenti e decisamente comparabili con le caratteristiche ottenibili con le attuali antenne aventi sviluppi in lunghezza di 5 m, con riferimento al guadagno ed all’ampiezza della banda passante. The table and diagram shown in Figures 3 and 4 illustrate the characteristics of the antenna described above. As you can see, the standing wave ratio (R.O.S.), that is the pure numerical ratio that determines the power transmitted by the repeater to the air, varies from a minimum of 1.03 to the frequency of 27.855 MHz, to a maximum of 1.71 at the frequency of 29.205 MHz, with a value of 1.23 at the center band frequency of 27 MHz, of the radiant element. Considering that in the scale of average evaluations the value of R.O.S. = 1 is the best, the value of the R.O.S. = 1.5 is good and the value of the R.O.S. = 2 is acceptable, the measurements made on the antenna in question, in a frequency range between 25.5 and 30.5 MHz, corresponding to the range of channels A01 and L40, are to be considered more than satisfactory and definitely comparable with the characteristics obtainable with current antennas having lengths of 5 m, with reference to the gain and width of the pass band.

Mentre il presente modello di utilità industriale è stato descrito ed illustrato secondo una sua forma realizzativa data a solo scopo esemplificativo e non limitativo, risulterà evidente agli esperti del ramo che varie modifiche alla strutture, al posizionamento ed al dimensionamento dell’asta e dei dischi, alle loro proporzioni, agli assemblaggi, ed alla configurazione in generale potranno essere apportate senza per questo uscire dal suo ambito e scopo. While the present industrial utility model has been described and illustrated according to an embodiment thereof given for illustrative and non-limiting purposes only, it will be evident to those skilled in the art that various modifications to the structure, positioning and sizing of the rod and discs, to their proportions, to the assemblies, and to the configuration in general can be made without going out of its scope and purpose.

Claims

CLAIMS 1) Antenna for radio transceiver characterized by the fact of being constituted by a central metal rod (1), of limited length, on which, at predetermined distances, a disc or radial of orthogonal base mass (2) and discs intermediate orthogonals (3), (4) and (5); which disks, base (2) and intermediate (3), metal, are dimensioned diametrically and specifically spaced apart according to the configuration of the location of the points derived from the fictitious translation around the circumferences of the disks (2) and (3) , of an ideal line (6) tangent to their calibrated diameters, which delimits an imaginary space with a truncated cone shape whose average diameter represents, from the electrical point of view, the active diameter of the radiating element of the antenna assembly, which corresponds to a gain and a pass band, comparable and / or higher than those of the known antennas with a length of 5 m; said greater gain and said wider bandwidth being a function of the proportion between the length of the rod (1) and the diameter of the base (2) and intermediate (3) discs.

2) Antenna for radio transmission according to claim 1 characterized in that, in the overall configuration of the antenna and within the limited extension in height of its central rod (1), to the truncated conical space delimited between the base disk (2) and the intermediate disc (3) orthogonal to the rod itself and in relation to the predetermined and calibrated diameters of the discs themselves, corresponds to a fictitious mean diameter coinciding with the active diameter, intended from the electrical point of view, of the radiant element itself, to which they correspond the desired gain and broadening of the passband.

3) Antenna for radio transceiver according to claims 1 and 2 characterized by the fact that the upper discs (4) and (5), as diameters and positions, constitute the linearization elements of the antenna behavior, with the function of fine calibration of the frequency of center band.

4) Antenna for radio transceiver according to claims 1 to 3 characterized by the fact that below and in correspondence with the first disk or radial of horizontal mass (2), there is a coil (7) which constitutes an impedance matching circuit of the radiating element with the transmission line, and through which the resonance of the radiating element at the desired frequency also occurs with a limited height extension of the antenna.

5) Radio transceiver antenna according to claims 1 to 4 characterized by the fact that the diametrical dimensions of the discs, and their positioning along the rod (1), are established according to the desired broadening of the antenna passband.

6) Radio transceiver antenna according to claims 1 to 5 characterized in that, depending on the resonance of the radiating element at 27 MHz, the central rod (1) is substantially constituted by a tubular body with a diameter between 20 and 25 mm approximately and a maximum height limited to approximately 2 m.

7) Radio transceiver antenna according to claims 1 to 6 characterized by the fact that, depending on the resonance of the radiant element at 27 MHz, a first disk, or radial of orthogonal mass, is positioned at the base of the tubular rod (1) (2), with a diameter (d2) of approximately 0.5 m, while at the upper end there is a theme of orthogonal discs, with differentiated and scalar diameters from the bottom upwards, with the smallest applied to the top of the antenna; the smaller disk (5), at the top, has a diameter (d5) of about 8 cm, the one placed below (4), at a distance (a) of about 13.5 cm, has a diameter (d4) of about 13 cm, and the third disk (3), the lower one of the upper theme, is positioned at a distance (b) of about 20 cm from the second and has a diameter (d3) of about 25 cm.

8) Antenna for radio transceiver according to claims I to 7 characterized by the fact that the standing wave ratio (R.O.S.), i.e. the pure numerical ratio that determines the power transmitted from the repeater to the air, varies within the range of frequencies expected operating times, from a minimum of 1.03 - 1.04 to a maximum of 1.6 - 1.7, with an average value of about 1.3 in correspondence with the established center band frequency of the radiating element.

9) Antenna for radio transceiver as described with the reservation expressed in the last sentence of the descriptive part, as illustrated by way of example, according to the previous claims and for the specified purposes.