PL222965B1 - Współfazowy kolinearny szyk anten dwustożkowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest współfazowy kolinearny szyk anten dwustożkowych wyposażony w dwustożkową antenę górną i dwustożkową antenę dolną mający układ zasilania.

Szyk anten jest przeznaczony zwłaszcza do komunikacji między stanowiskiem operatorskim i urządzeniami pracującymi w terenie odległym od stanowiska operatorskiego.

Z opisu patentowego nr US 3 727 231 jest znany szyk anten promieniujących współfazowo w szerokim zakresie częstotliwości mający układ zasilania anten szyku, nie jest wykonany w całości w oparciu o linie współosiowe, ani nie jest osiowo symetryczny. Podobne rozwiązanie zostało opisane w opisie patentowym nr US 4 410 893.

Z opisu patentowego nr US 8 228 257 jest znany szyk anten, w którym każdy element może być zasilany niezależnie.

W przedstawionych rozwiązaniach zasilanie poszczególnych anten szyku nie jest zrealizowane w sposób zapewniający ich współfazowe promieniowanie w szerokim zakresie częstotliwości ze względu na niezerową różnicę opóźnień sygnałów je zasilających. Fazy sygnałów zasilających poszczególne anteny szyku są zależne od częstotliwości.

Celem wynalazku jest ulepszenie znanych rozwiązań przez opracowanie współfazowego kolinearnego szyku anten dwustożkowych.

Według wynalazku współfazowy kolinearny szyk anten dwustożkowych wyposażony w dwustożkową antenę górną i dwustożkową antenę dolną ma układ zasilania złożony z linii współosiowej zasilającej szyk, z linii współosiowej zasilającej antenę dolną, z linii współosiowej zasilającej antenę górną oraz z układu rozgałęzienia szeregowego, przy czym tworzą one strukturę osiowo symetryczną doprowadzając sygnał do poszczególnych anten szyku z wzajemnym przesunięciem fazy niezależnym od częstotliwości.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia współfazowy kolinearny szyk anten dwustożkowych, w przekroju wzdłużnym, fig. 2 współfazowy kolinearny szyk anten dwustożkowych, w widoku, fig. 3 - układ rozgałęzienia szeregowego szyku, w przekroju wzdłużnym, fig. 4 - układ rozgałęzienia szeregowego szyku, w widoku, fig. 5 dolną antenę szyku, w widoku, fig. 6 - dolną antenę szyku, w przekroju wzdłużnym, fig. 7 - górną antenę szyku, w widoku, a fig. 8 - górną antenę szyku, w przekroju wzdłużnym.

Szyk anten dwustożkowych składa się z anteny mającej stożek 1 i stożek 2 zwrócone ku sobie wierzchołkami oraz anteny dolnej mającej stożek 3 i stożek 4 zwrócone ku sobie wierzchołkami. Szyk składa się z układu zasilania zrealizowanego w technice linii współosiowych, w skład którego wchodzą linia współosiowa 7, 8 zasilająca szyk, linia współosiowa 6, 7 zasilająca dolną antenę szyku, linia współosiowa 5, 6 zasilająca górną antenę szyku, układu rozgałęzienia szeregowego. Współosiowa linia zasilająca szyk składa się z przewodu zewnętrznego 7 będącego jednocześnie przewodem wewnętrznym współosiowej linii zasilającej dolną antenę szyku i przewodu wewnętrznego 8. Współosiowa linia zasilająca dolną antenę szyku składa się z przewodu zewnętrznego 6 i wewnętrznego 7 będącego jednocześnie przewodem zewnętrznym współosiowej linii zasilającej szyk. Współosiowa linia zasilająca górną antenę szyku składa się z przewodu zewnętrznego 6 i wewnętrznego 5. W dolnej antenie szyku dolny stożek 4 dołączony jest do wewnętrznego 7, a górny 3 do zewnętrznego 6 przewodu współosiowej linii zasilającej tą antenę. W górnej antenie szyku dolny stożek 2 dołączony jest do zewnętrznego 6, a górny stożek 1 do wewnętrznego 5 przewodu współosiowej linii zasilającej tą antenę.

W przypadku, gdy szyk pracuje jako antena nadawcza, sygnał z nadajnika doprowadzony zostaje linią współosiową 7, 8, a następnie w rozgałęzieniu szeregowym pracującym w układzie dzieln ika napięcia sygnał zostaje równomiernie podzielony i skierowany do współosiowej linii 5, 6 zasilającej górną antenę szyku oraz współosiowej linii 7, 6 zasilającej dolną antenę 20 szyku. Jak zaznaczono na fig. 2, obydwa sygnały U1 i U2 propagujące w liniach zasilających dolną i górną antenę szyku po podziale pozostają względem siebie w przeciwfazie. Anteny dolna i górna szyku są symetryczne względem płaszczyzny prostopadłej do osi anteny. Zasilenie tak zorientowanych - odwróconych względem siebie - anten sygnałami w przeciwfazie sprawia, że pole elektromagnetyczne wytwarzane wokół każdej z nich jest współfazowe. Dzięki temu szyk ma maksimum charakterystyki promieniowania w kierunku prostopadłym do swojej osi. Ponieważ różnica opóźnień sygnałów zasilających poszczególne anteny jest zerowa, kierunek maksimum charakterystyki promieniowania szyku jest niezależny od częstotliwości.

PL 222 965 B1

Zaleta szyku anten według wynalazku polega na tym, że dzięki zastosowaniu stożków jako elementów promieniujących jest poszerzone pasmo częstotliwości pracy oraz zwiększony w porównaniu z pojedynczą anteną zysk dzięki ułożeniu anten w szyk. Ponadto, jednakowe długości linii zasilających poszczególne anteny szyku zapewniają niezależność fazy sygnałów, którymi są one zasilane od częstotliwości, co sprawia, że maksimum charakterystyki promieniowania nie zmienia się wraz ze zmianą częstotliwości na której pracuje antena. Dzięki szerokiemu pasmu pracy jej zastosowanie umożliwia zastąpienie nią kilku anten pracujących w różnych pasmach częstotliwości, a spłaszczona charakterystyka promieniowania w płaszczyźnie pionowej zapewnia skupienie energii pola elektrom agnetycznego w kierunku równoległym do powierzchni Ziemi.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Współfazowy kolinearny szyk anten dwustożkowych wyposażony w dwustożkową antenę górną i dwustożkową antenę dolną mający układ zasilania, znamienny tym, że układ zasilania jest złożony z linii współosiowej (7, 8) zasilającej szyk, z linii współosiowej (6, 7) zasilającej antenę dolną z linii współosiowej (5, 6) zasilającej antenę górną oraz z układu rozgałęzienia szeregowego, przy czym tworzą one strukturę osiowo symetryczną doprowadzając sygnał do poszczególnych anten szyku z wzajemnym przesunięciem fazy niezależnym od częstotliwości.