PL222891B1 - Antena o charakterystyce dwukierunkowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem zastrzeżenia jest rozwiązanie konstrukcyjne anteny o charakterystyce promieniowania, której maksima znajdują się w osi wzdłuż krawędzi anteny, a zera w płaszczyźnie do niej prostopadłej. Taki kształt charakterystyki wynika z zastosowania jej do współpracy z urządzeniem retransmitującym oraz z warunku, aby w rzucie z kierunku jej maksymalnego promieniowania powierzchnia anteny była jak najmniejsza.

Z opisu patentowego Stanów zjednoczonych nr US 6809699 jest znana antena złożona z wielu dipoli połączonych w szyk. Wyposażona jest w układ balansujący stroiki w postaci odcinków linii, dipole, obciążenia indukcyjne znajdujące się na końcach poszczególnych dipoli oraz opcjonalny reflektor Wynalazek miał na celu rozwiązanie problemu niewystarczającej szerokości pasma pracy anteny.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr US3750185 jest znana antena składająca się z wielu dipoli połączonych za pomocą układu zasilającego oraz obudowy. Układ zasilania dzieli moc dostarczoną do wejścia anteny i rozprowadza zasilając poszczególne elementy. Tylna część obudowy pełni funkcję reflektora formującego wiązkę fali elektromagnetycznej.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr US7800550B2 jest znany szyk dipoli składający się z dielektrycznego podłoża, ramion dipoli elementów dostrojczych oraz linii zasilających. Celem wynalazku było opracowanie anteny wielopasmowej, który został osiągnięty dzięki odpowiedniej strukturze rezonansowej ramion dipoli.

Wspomniane anteny charakteryzują się nie wystarczającą szerokością pasma pracy.

Celem wynalazku jest o takim kształcie charakterystyki wynika z zastosowania jej do współpracy z urządzeniem retransmitującym oraz z warunku, aby w rzucie z kierunku jej maksymalnego promieniowania powierzchnia anteny była jak najmniejsza.

Antena o charakterystyce dwukierunkowej, której maksima znajdują się w osi wzdłuż krawędzi anteny, a zera w płaszczyźnie do niej prostopadłej, ma osłony, między którymi jest umieszczona linia zasilająca połączona z układem rozgałęzienia pionowego, z którym połączone są transformatory ćwierćfalowe oraz umieszczone są układy rozgałęzienia poziomego, a także linie zasilające pojedyncze dipole, jak również cztery symetryzatory ćwierćfalowe i cztery dipole półfalowe.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat budowy anteny, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - schemat budowy syntetyzatora i podłączenia dipola, fig. 3 - schemat układu rozgałęzienia poziomego, a fig. 4 - schemat układu rozgałęzienia pionowego.

Antena składa się z osłon 1, 2, linii zasilającej 4, układu rozgałęzienia pionowego 5, dwóch transformatorów ćwierćfalowych 6, 7, dwóch układów rozgałęzienia poziomego 8, czterech linii zasilających pojedyncze dipole 9, 10, czterech symetryzatorów ćwierćfalowych 11 oraz czterech dipoli półfalowych 12 tworzących dwuwymiarowy szyk w 5 konfiguracji 2x2. Osłony 1, 2 anteny stanowią wyk onane ze spienionego PCV i sklejone ze sobą płyty z wyżłobionymi polami, w których znajdują się pozostałe elementy anteny. Linia zasilająca 4 oraz linie zasilające pojedyncze dipole 9,10 wykonane zostały z półsztywnego kabla współosiowego o impedancji charakterystycznej 50Q. Długości ele ktryczne linii zasilających poszczególne dipole wynoszą λ/2. Transformatory ćwierćfalowe 6,7 stanowią odcinki linii współosiowych o impedancji charakterystycznej 75Q i długości elektrycznej λ/4. Dipole 12 oraz symetryzatory 11 wykonane zostały z miedzianego drutu srebrzonego.

Połączenia linii współosiowych stanowiących układy rozgałęzienia pionowego 5 i rozgałęzień poziomych 8 wykonane zostały na podłożu z miedzianych płytek 13, 14, do których dolutowane zostały ekrany linii współosiowych, natomiast żyły środkowe tychże linii zostały połączone ze sobą w sposób zapewniający ich izolację względem podłoża. Część czynną anteny stanowią cztery dipole półfalowe 12, których wymiary zostały tak dobrane, aby każdy z nich z połączoną równolegle indukcyjnością symetryzatora 11 na swoich zaciskach posiadał przy częstotliwości pracy impedancję ok. 110Ω. W celu uzyskania pożądanej charakterystyki promieniowania, dipole 12 w obrębie wiersza anteny zasilane są w odwróconych względem siebie fazach. W układach rozgałęzień poziomych 8 łączone są linie zasilające pojedyncze dipole w obrębie danego wiersza anteny. Ponieważ półfalowy odcinek linii nie powoduje transformacji impedancji, na końcach linii zasilających 4 poszczególne dipole wynosi ona 110Ω, a po ich równoległym połączeniu w układzie rozgałęzienia poziomego 8 55Ω. Ćwierćfalowy transformator transformuje impedancję 55Ω na 100Ω, natomiast w wyniku równoległego połączenia obwodów w układzie rozgałęzienia pionowego 5, z których każdy stanowi obciążenie o impedancji 100Ω, uzyskujemy na styku układu rozgałęzienia pionowego 5 i linii zasilającej 4 impedancję równą 50Ω.

PL 222 891 B1

Rozstaw dipoli w poszczególnych wierszach równy jest połowie długości fali, dzięki czemu pola indukowane przez poszczególne dipole zasilane względem siebie w przeciwfazie wzmacniają się na kierunku wyznaczonym przez płaszczyznę przechodzącą przez oba dipole. W takiej konfiguracji zero charakterystyki promieniowania występuje na kierunku prostopadłym do tej płaszczyzny. Poszczególne wiersze anteny zasilane są współfazowo, dzięki czemu uzyskano zawężenie charakterystyki promieniowania w płaszczyźnie pionowej, a tym samym dalsze zwiększenie zysku.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Antena o charakterystyce dwukierunkowej, której maksima znajdują się w osi wzdłuż krawędzi anteny, a zera w płaszczyźnie do niej prostopadłej, mająca osłony, znamienna tym, że między osłonami (1, 2) jest umieszczona linia zasilająca (4) połączona z układem rozgałęzienia pionowego (5), z którym połączone są transformatory ćwierćfalowe (6, 7) oraz umieszczone są układy rozgałęzienia poziomego (8), a także linie zasilające pojedyncze dipole (9, 10), jak również cztery symetryzatory ćwierćfalowe (11) i cztery dipole półfalowe (12).