Przedmiotem wynalazku jest antena cwiercfalo¬ wa z przeciwwaga, z rezonansowym promiennikiem cwiercfalowym wystajacym pionowo ponad plasz¬ czyzne uziemiajaca, majaca pare zacisków wyjscio¬ wych usytuowanych pomiedzy plaszczyzna uziemia- 5 jaca a dolnym koncem preta promieniujacego oraz zwarta linie przesylowa wlaczona pomiedzy zaciski wejsciowe.Znane sa anteny, szeroko stosowane w teleko¬ munikacji, w szczególnosci dla zakresu czestotli- 10 wosci od 20 MHz do 200 MHz, majace pionowe promienniki cwiercfalowe, przystosowane do pro¬ mieniowania w pólkuli ponad rzeczywista albo po¬ zorna plaszczyzna ziemi. Wzmocnienie takiej ante¬ ny jest równe 0 dB. Pret promieniujacy jest za- 15 zwyczaj zasilany w swym punkcie podstawy i jest on dopasowany do koncentrycznego kabla.Pret promieniujacy klasycznej anteny jest izolo¬ wany od ziemi, przy czym izolacja ta zapewnia 20 równiez izolacje od pradu stalego. W takich roz¬ wiazaniach pret promieniujacy wykazuje sklonnosc do elektrostatycznego ladowania sie, a zabezpiecze¬ nie dolaczonych do anteny ukladów elektronicznych przed wyladowaniami atmosferycznymi nie jest 2S dostatecznie pewne. Uziemienie preta promieniuja¬ cego dla pradu stalego uzyskuje sie przez stosowa¬ nie jako promiennika unipola zlozonego, który poza uziemieniem anteny wykazuje zwiekszona impe- dancje punktupodstawy. 30 Unipol petlicowy, chociaz zapewnia uziemienie dla pradu stalego, nie moze zapewnic pewnego zabez¬ pieczenia przed uszkodzeniami przez wyladowania atmosferyczne, poniewaz dlugosc anteny jest ponad dziesiec razy wieksza niz odstep pomiedzy obydwo¬ ma równoleglymi pretami, tak wiec w podstawie anteny moze nastepowac przeskok iskry. Podczas wyladowania atmosferycznego prad przeplywajacy w obu równoleglych odcinkach preta moze byc bardzo duzy i polaczony z efektem dynamicznym, tak ze antena moze byc znieksztalcona albo uszko¬ dzona.M. G. Brown zaproponowal, aby antena byla polaczona z ziemia poprzez zwarty odcinek linii.Wedlug tej propozycji, elektryczna dlugosc zwar¬ tego odcinka linii jest równa cwierci dlugosci fali i przechodzi on pionowo ponizej preta promieniu¬ jacego. Obecnosc odcinka linii wywiera wplyw na irnpedancje punktu podstawy, przez co szerokosc pasma wzrasta tylko w pomijalnym zakresie.Szerokosc pasma anteny jest okreslona glównie przez konstrukcje pretów przeciwwagowych, za po¬ moca których jest imitowana plaszczyzna uziemia¬ jaca oraz przez wysmuklosc preta promieniujacego.Szerokosc pasma moze byc zwiekszona przez zwiek¬ szenie srednicy preta promieniujacego, przy czym odpowiednia funkcja jest logarytmiczna 1 niewielki wzrost szerokosci pasma wymaga znacznego wzro¬ stu srednicy. Wzgledna szerokosc pasma aktualnie stosowanych anten wynosi od 1% do 3°/o, 135 5963 135 596 4 Odnosnie konstrukcji mechanicznej, nalezy zau¬ wazyc, ze pret promieniujacy jest podtrzymywany zasadniczo przez izolator. Dla zmniejszenia po¬ jemnosci doziemnej punktu podstawy sa sto¬ sowane izolatory, które poddawane sa nadmier¬ nemu momentowi zginajacemu. Wytrzymalosc ma¬ terialów izolacyjnych na zginanie jest ograniczona, materialy te sa sztywne, co tlumaczy dlaczego pro¬ jektowanie odpowiedniej podstawy stanowi czyn¬ nik krytyczny w calosci prac konstrukcyjnych.Zwiekszenie zadanej szerokosci pasma polaczen telekomunikacyjnych powoduje koniecznosc stoso¬ wania anten o duzych wzglednych szerokosciach pasma, dochodzacych do 5% do 10°/a, z czego wy¬ nika, ze pomimo wszystkich korzystnych cech kon¬ wencjonalne anteny nie sa odpowiednie do takich zastosowan.Celem wynalazku jest skonstruowanie anteny zdatnej do dzialania w szerokich pasmach i nie majacej wad konwencjonalnych typów anten.Cel wynalazku osiagnieto przez skonstruowanie anteny, która ma rozwarty odcinek linii wykonany jako przedluzenie zwartego odcinka linii i wlaczony pomiedzy zaciski wejsciowe a zwarty odcinek linii zawiera uziemiajacy pret, usytuowany centralnie wzdluz osi promieniujacego preta, w postaci rury oraz czlon zwierajacy, laczacy koniec uziemiajace¬ go preta i wewnetrzna scianke preta promieniu¬ jacego. Antena ma linie zasilajaca z przewodem wewnetrznym polaczonym z dolnym koncem pro¬ mieniujacego preta i wewnetrznym przewodem roz¬ wartego odcinka linii, przy czym ekran linii za¬ silajacej i ekran rozwartego odcinka linii sa dola¬ czone do dolnego konca preta uziemiajacego i do plaszczyzny uziemiajacej. Zlozona dlugosc elek¬ tryczna zwartego odcinka linii i rozwartego odcin¬ ka linii jest równa cwierci dlugosci fali z tole¬ rancja 25°/o. Rozwarty odcinek linii jest wykonany z odcinka kabla koncentrycznego.Antena ma metalowa glowice anteny z central¬ nym otworem z progiem, metalowy krazek monta¬ zowy opierajacy sie o próg, przy czym krazek mon¬ tazowy jest dolaczony do zewnetrznego ekranu linii zasilajacej i rozwartego odcinka linii oraz w swej centralnej czesci do dolnego konca preta uziemia¬ jacego, tuleje dystansowa, umieszczona w dolnej czesci koncowej preta promieniujacego, dla za¬ pewnienia izolacji pomiedzy krazkiem montazo¬ wym i pretem promieniujacym, zacisk zamocowany do preta promieniujacego i dolaczony do wew¬ netrznych przewodów linii zasilajacej i rozwartego odcinka linii, oraz tuleje podporowa z materialu izolacyjnego, usytuowana w otworze glowicy ante¬ ny do zapewnienia zewnetrznego podparcia dla preta promieniujacego.Górny koniec tulei podporowej wystaje ponad pierscieniowa powierzchnie górna glowicy anteny, .a na precie promieniujacym, tuz ponad górnym koncem tulei podporowej jest zamocowany zatrzy- mywacz ze szczelina. Na precie promieniujacym jest zamontowany dzwon uszczelniajacy, nalozony na górna czesc glowicy anteny. Glowica anteny zawiera otwory gwintowane do mocowania konco¬ wych czesci rezonansowych cwiercfalowych pre¬ tów przeciwwagowych, tworzacych plaszczyzne uziemiajaca.Antena wedlug wynalazku ma szerokosc pasma okolo pieciokrotnie wieksza od konwencjonalnych i anten oraz ma ona korzystne wlasciwosci poza- pasmowe i zapewnia polepszone zabezpieczenie przed wyladowaniami atmosferycznymi. Konstruk¬ cja anteny jest prosta, przy czym jest ona smukla przy uwzglednieniu jej duzej szerokosci pasma i ma polepszona niezawodnosc.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia antene wedlug wynalazku, w widoku z boku, fig. 2 — antene w innym przykladzie wy¬ konania, w przekroju pionowym z czesciowym wyrwaniem, fig. 3 — krzywa zaleznosci wspólczyn¬ nika fali stojacej od czestotliwosci dla przykladu wykonania anteny jak na fig. 2.Przedstawiona na fig. 1 antena cwiercfalowa z przeciwwaga ma pionowy pret promieniujacy 1, wykonany z rury metalowej i majacy dlugosc w przyblizeniu równa jednej czwartej dlugosci fali.Pret promieniujacy 1 jest usytuowany nad rze¬ czywista albo pozorna plaszczyzna uziemiajaca 2.W przykladzie wykonania z fig. 1 plaszczyzna uziemiajaca jest utworzona przez cztery prety przeciwwagowe 3, nachylone w dól i majace dlu¬ gosci zasadniczo równe cwierci dlugosci fali.Antena ma pare wejsciowych zacisków 4, 5, z których zacisk wejsciowy 4 jest dolaczony do dolnego konca preta promieniujacego 1, do prze¬ wodu srodkowego linii zasilajacej 17 i do prze¬ wodu srodkowego odcinka 16 linii, rozwartego na koncu. Drugi zacisk wejsciowy 5 jest dolaczony do plaszczyzny uziemiajacej, do zewnetrznego prze¬ wodu linii zasilajacej 17, do zewnetrznego prze¬ wodu rozwartego odcinka 16 linii w jego górnym koncu i do dolnego konca preta uziemiajacego 7, usytuowanego wspólosiowo w preeie promieniuja¬ cym 1. Górny koniec preta uziemiajacego 7 jest polaczony poprzez czlon zwierajacy 6 ze sciana wewnetrzna preta promieniujacego ,1, który jest wykonany z wydrazonej rury.Pret uziemiajacy 7 wraz z czlonem zwieraja¬ cym 6 i z cylindryczna powierzchnia wewnetrzna preta promieniujacego 1 tworzy zwarty odcinek linii, krótszy od cwierci dlugosci fali i rozwarty na swym koncu, a rozwarty odcinek 16 linii jest wykonany jako rzeczywiste albo pozorne przedlu¬ zenie zwartego odcinka linii. Elektryczna dlugosc rozwartego odcinka 16 linii jest równiez mniejsza od cwierci dlugosci fali i odcinek ten moze byc ko¬ rzystnie wykonany z odcinka koncentrycznego kabla.Odcinek linii wchodzacy do preta promieniuja¬ cego"1, który jest zwarty na swym górnym koncu, wraz z rozwartym odcinkiem 16 linii, dolaczonym do niego, moze byc traktowany jako pojedynczy zlozony odcinek linii, zwarty na górnym koncu i rozwarty na dolnym koncu. Ten zlozony odcinek linii ma wyprowadzenie na wysokosci plaszczyzny uziemiajacej 2 i tym wyprowadzeniem jest on po¬ laczony równolegle z zaciskami wejsciowymi 4 i 5 anteny, 15 20 25 30 35 40 45 50 55 «©5 135 596 6 Wystepowanie tego odcinka linii z wyprowadze¬ niem wywiera istotny wplyw na wlasciwosci an¬ teny. W punktach wyprowadzenia odcinek linii wykazuje praktycznie czysta susceptancje, która jest dodawana do skladowej biernej admitacji punktu podstawy anteny.Susceptancja odcinka linii w punktach wypro¬ wadzenia zmienia sie z czestotliwoscia, a stromosc tej zmiany zalezy od polozenia punktów wyprowa¬ dzenia w tym odcinku, natomiast wielkosc suscep- tancji zalezy od pelnej dlugosci odcinka linii i od pojemnosci wnoszonej przez podstawe anteny, okreslanej przez montazowe pojemnosci rozprosze¬ nia. Dlugosc zlozonego odcinka linii jest zlizona do cwiartki dlugosci fali, a polozenie punktów wy¬ prowadzenia moze byc zmieniane przez równo¬ czesne zmienianie polozenia czlonu zwierajacego & i dlugosci rozwartego odcinka 16 linii, podczas któ¬ rego dlugosc zlozonego odcinka linii powinna po¬ zostawac zasadniczo stala.Doswiadczalnie stwierdzono, ze przy odpowied¬ nim polozeniu punktów wyprowadzenia suscep¬ tancja reprezentowana przez zlozony odcinek linii moze kompensowac zmiany skladowej biernej punktu podstawy anteny w stosunkowo szerokim zakresie czestotliwosci, dzieki czemu wspólczynnik fali stojacej anteny jest dobry w szerokim pasmie Antena ma zwiekszona robocza szerokosc pasma, a obecnosc odcinka linii z wyprowadzeniem powo¬ duje wysoka susceptancje poza pasmem roboczym, która praktycznie zawiera antene. Efekt ten jest korzystny, gdyz dzieki terru.wejscie odbiornika do¬ laczonego do anteny jest zabezpieczane przed sy¬ gnalami zaklócajacymi o wysokich poziomach, od¬ bieranymi poza pasmem roboczym, albo skutecznie jest eliminowanie sygnalów pasozytniczych nadaj¬ nika dolaczonego do takiej anteny.Wskutek stosowania zlozonego odcinka linii wy¬ stepuje galwaniczne polaczenie pomiedzy pretem promieniujacym 1 a potencjalem ziemi, przez co zapobiega sie ladowaniu statycznemu anteny. Od¬ miennie od unipolowych anten petlicowych, pret uziemiajacy 7 jest usytuowany w sposób ekrano¬ wany w precie promieniujacym 1 i efekt dyna¬ miczny uderzenia pioruna nie moze spowodowac duzego uszkodzenia konstrukcji anteny.Figura 3 przedstawia krzywa wspólczynnika fali stojacej w funkcji czestotliwosci anteny wykonanej wedlug wynalazku do pracy w zakresie od 33 MHz do 38 MHz, przy czym krzywa ta wskazuje, ze wspólczynnik fali stojacej anteny jest lepszy od 1,5 w pasmie o szerokosci 5 MHz, co stanowi wzgledna szerokosc pasma równa 14°/o. Ta szerokosc pasma jest okolo piec razy wieksza niz w konwencjonal¬ nych antenach.Poza zwiekszona szerokoscia pasma, galwanicz¬ nym uziemieniem promiennika i korzystnymi wlas¬ ciwosciami pozapasmowymi, antena wedlug wyna¬ lazku ma kilka innych korzystnych cech, które sa opisane ponizej w powiazaniu z przykladem wyko¬ nania przedstawionym na fig. 2.W tym przykladzie wykonania zespól jest pod¬ trzymywany przez glowice 11 anteny wykonana z metalu, w której wykonane sa skosne otwory gwintowane dla pretów przeciwwagowych 3 i cen¬ tralny otwór, otwarty od dolu, majacy próg. Meta¬ lowy krazek montazowy 14 opiera sie na progu i jest do niego zamocowany srubami, przy czym krazek montazowy 14 jest elektrycznie polaczony z dolnym koncem preta uziemiajacego 7. Dolny koniec preta promieniujacego 1 jest odizolowany od krazka montazowego 14 za pomoca tulei dystan¬ sowej 13 wykonanej z materialu izolacyjnego.W górnej czesci centralnego otworu glowicy 11 anteny jest umieszczona tuleja podporowa, której górny koniec wystaje ponad powierzchnie glowi¬ cy 11 anteny na odcinku o dlugosci okolo 2 mm.Pret promieniujacy 1 jest prowadzony poprzez otwór centralny tulei podporowej 10, a tuleja ta dziala jako mechaniczne podparcie preta promie¬ niujacego 1. Mozna zauwazyc, ze gdy wskutek wiatru na pret promieniujacy 1 oddzialuje moment zginajacy, tuleja podporowa 10 jest poddawana tylko obciazeniu naciskowemu. Materialy izolacyj¬ ne latwo znosza taki rodzaj obciazenia. Stosowanie tulei Izolacyjnej poddawanej tylko obciazeniu na¬ ciskowemu stanowi istotne ulepszenie w porów¬ naniu z konwencjonalnymi izolatorami narazonymi glównie na naprezenia zginajace.Chociaz tuleja podporowa 10 wnosfc wieksza po¬ jemnosc w podstawie anteny niz konwencjonalnie izolatory projektowane na obciazenie zginajace, jej obecnosc nie jest szkodliwa, gdyz susceptancja zlo¬ zonego odcinka linii kompensuje te wnoszona po¬ jemnosc.Górne konce rozwartego odcinka 16 linii i linii zasilajacej 17 sa dolaczone do krazka montazowego 14 w taki sposób, ze ekrany tych kabli sa zwarte z tym krazkiem montazowym 14 za pomoca odpo¬ wiednich uchwytów -15a i 15b. Centralne przewody tych kabli sa dolaczone do zacisku 12 zamontowa¬ nego wokól dolnej czesci koncowej preta promie¬ niujacego 1. Na dolnym koncu linii zasilajacej 17 jest zamontowanie asymetryczne gniazdo laczniko¬ we 18, dla rozlacznego przylaczenia kabla anteno¬ wego. Dolny koniec rozwartego odcinka 16 linii jest zamkniety i zabezpieczony gumowa nasadka 19.Na precie promieniujacym 1 jest zamocowany z^trz^mywacz 9 z pierscieniowa szczelina, opiera¬ jacy sie na górnej powierzchni tulei podporowej 10 i usytuowany naprzeciw pierscieniowej powierz¬ chni górnej glowicy 11 anteny. Iskiernik pomie¬ dzy nimi zapewnia skuteczne zabezpieczenie przed wyladowaniami atmosferycznymi. Przy rozwiaza¬ niu konstrukcyjnym uwidocznionym na fig. 2 linia zasilajaca 17 jest wystarczajaco zabezpieczona przed szkodliwymi oddzialywaniami wyladowan atmosfe¬ rycznych.Dolna czesc zewnetrznej czesci preta promieniu¬ jacego 1 jest uszczelniona dzwonem 8, chroniacym przestrzen nad krazkiem montazowym 14 przed splywajaca woda i wilgocia. Zaleca sie jednak wy¬ pelnienie tej przestrzeni zywica. Nasadka 21 za¬ myka górny koniec preta promieniujacego 1.Konstrukcja uwidoczniona na fig. 2 jest korzyst¬ na przy montowaniu anteny, poniewaz krazek mon¬ tazowy 14 wraz z odcinkami kabli i pretem pro¬ mieniujacym 1 moga byc zespalane oddzielnie two¬ rzac elementy prefabrykowane. Glowica 11 anteny jest przystosowana do latwego montowania na 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60135 596 8 wierzcholku masztu antenowego i moze byc przy¬ twierdzona za pomoca pary srub 20. Linia zasila¬ jaca i rozwarty odcinek 16 linii moga byc prowa¬ dzone w wewnetrznym wydrazeniu masztu.Antena wedlug wynalazku moze byc latwo mon¬ towana, zapewnia wystarczajace zabezpieczenie przed wyladowaniami atmosferycznymi i ma kon¬ strukcje o polepszonej niezawodnosci przy zmniej¬ szonej podatnosci na zlamanie, uszkodzenie czy nadmierne oblodzenie, w porównaniu z wlasci¬ wosciami konwencjonalnych anten.Dzieki temu, ze zwiekszona szerokosc pasma jest rezultatem wystepowania zlozonego odcinka linii z wyprowadzeniem, nie ma juz potrzeby stosowa¬ nia promiennika o znacznie zwiekszonej srednicy, dla uzyskania zadanej szerokosci pasma, przy czym konstrukcja anteny jest wiec bardzo wysmukla przy uwzglednieniu jej szerokosci pasma, z czym zwia¬ zane jest zmniejszenie obciazenia wiatrem i zmniej¬ szona podatnosc na oblodzenie.Zastrzezenia patentowe 1. Antena zawierajaca rezonansowy, cwiercfalo- wy pret promieniujacy przechodzacy pionowo ponad plaszczyzna uziemiajaca, pare zacisków wejscio¬ wych usytuowanych pomiedzy plaszczyzna uzie¬ miajaca a dolnym koncem preta promieniujacego oraz odcinek linii zwarty na jednym koncu i do¬ laczony do zacisków wejsciowych, znamienna tym, ze ma rozwarty odcinek (16) linii wykonany jako przedluzenie zwartego odcinka linii i wlaczony po¬ miedzy zaciski wejsciowe (4, 5) a zwarty odcinek zawiera uziemiajacy pret (7), usytuowany central¬ nie wzdluz osi promieniujacego preta (1), w postaci rury oraz czlon zawierajacy (6) laczacy koniec uziemiajacego preta (7) i wewnetrzna scianke preta promieniujacego (1). 2. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma linie zasilajaca (17) z przewodem wewnetrznym polaczonym z dolnym koncem promieniujacego preta (1) i wewnetrznym przewodem rozwartego odcinka (16) linii, przy czym ekran linii zasilaja¬ cej (17) i ekran roztwartego odcinka (16) linii sa do¬ laczone do dolnego konca preta uziemiajacego (7) i do plaszczyzny uziemiajacej (2). 3. Antena wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienna tytn, ze zlozona dlugosc elektryczna zwartego od- 5 cinka linii i rozwartego odcinka (16) linii jest równa cwierci dlugosci fali z tolerancja ±25°/o. 4. Antena wedlug zastrz. 3, znamienna tym, ze rozwarty odcinek (16) linii jest wykonany z odcinka kabla koncentrycznego. 10 5. Antena wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze ma metalowa glowice (11) anteny z centralnym otworem z progiem, metalowy krazek montazowy (14), opierajacy sie o próg, przy czym krazek mon¬ tazowy (14) jest dolaczony do zewnetrznego ekranu !5 linii zasilajacej (17) i rozwartego odcinka (16) linii oraz w swej centralnej czesci do dolnego konca preta uziemiajacego (7) tuleje dystansowa (13) umieszczona w dolnej czesci koncowej preta pro¬ mieniujacego (1), dla zapewnienia izolacji pomiedzy 20 krazkiem montazowym (14) i pretem promieniu¬ jacym (1), zacisk (12) zamocowany do preta pro¬ mieniujacego (1) i dolaczony do wewnetrznych prze¬ wodów linii zasilajacej (17) i rozwartego odcinka (16) linii oraz tuleje podporowa (10) z materialu 25 izolacyjnego, usytuowana w otworze glowicy (11) anteny do zapewnienia zewnetrznego podparcia dla p/eta promieniujacego. 6. Antena wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze górny koniec tulei podporowej (10) wystaje ponad pierscieniowa powierzchnie górna glowicy (11) an¬ teny, a na precie promieniujacym (1), tuz ponad górnym koncem tulei podporowej (10) jest zamo¬ cowany zatrzymywacz (9) ze szczelina. 7. Antena wedlug zastrz. 6, znamienna tym, ze na precie promieniujacym (I) jest zamontowany dzwon uszczelniajacy (8), nalozony na górna czesc glowicy (11) anteny. 8. Antena wedlug zastrz. 5, znamienna tym, ze 40 glowica (11) anteny zawiera otwory gwintowane do mocowania koncowych czesci rezonansowych, cwiercfalowych pretów przeciwwagowych (3), two¬ rzacych plaszczyzne uziemiajaca (2). 30135 596 2 I '^ 16^ th'e Fig.I f IMHz) Fig.2 PL