RU144362U1

RU144362U1 - ANTENNA

Info

Publication number: RU144362U1
Application number: RU2014100596/08U
Authority: RU
Inventors: Игорь Петрович Быков; Виктор Митрофанович Ефремов; Алексей Николаевич Никитин; Михаил Александрович Туровцев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Воронежский научно-исследовательский институт "Вега" (ОАО "ВНИИ "Вега")
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-08-20

Abstract

Антенна, содержащая вибратор, противовес в виде четвертьволнового токопроводящего цилиндрического стакана, на токопроводящем основании которого установлен высокочастотный соединитель для подключения питающего коаксиального фидера, отличающаяся тем, что нижняя часть вибратора коаксиально размещена внутри цилиндрического стакана противовеса, а верхняя часть вибратора, выступающая над цилиндрическим стаканом противовеса, коаксиально закрыта цилиндрическим защитным кожухом, который соединён с противовесом с помощью центрирующей диэлектрической втулки, установленной между верхним краем упомянутого цилиндрического стакана и нижним краем защитного кожуха, причём нижний конец вибратора соединён с центральным проводником упомянутого высокочастотного соединителя, а внутри цилиндрического стакана противовеса и внутри защитного кожуха установлены диэлектрические шайбы, центрирующие вибратор.An antenna containing a vibrator, a counterweight in the form of a quarter-wave conductive cylindrical cup, on the conductive base of which there is a high-frequency connector for connecting a supply coaxial feeder, characterized in that the lower part of the vibrator is coaxially placed inside the cylindrical cup of the counterweight, and the upper part of the vibrator protruding above the cylindrical cup of the counterweight , coaxially closed by a cylindrical protective casing, which is connected to the counterweight using a centering di an electric sleeve installed between the upper edge of the said cylindrical cup and the lower edge of the protective casing, the lower end of the vibrator being connected to the central conductor of the aforementioned high-frequency connector, and dielectric washers centering the vibrator are installed inside the cylindrical counterweight cup and inside the protective casing.

Description

Устройство относится к области радиотехники, в частности, к антенной технике, и может быть использовано для работы в составе средств радиосвязи метрового и дециметрового диапазонов.The device relates to the field of radio engineering, in particular, to antenna technology, and can be used to work as part of radio communications meter and decimeter ranges.

Известны антенны - коаксиальный вибратор (см. например Вершков М.В.. Миротворский О.Б. Судовые антенны. 3-е изд., перераб. и доп. - Л., Судостроение, 1990, стр. 190-192, рис. 6.2-6.4). Однако все они имеют относительно невысокое значение коэффициента усиления, что объясняется сложностью согласования с приемлемым качеством при одновременной реализации максимального значения коэффициента направленного действия в вертикальной плоскости.Antennas are known - a coaxial vibrator (see, for example, Vershkov M.V. Mirotovsky O.B. Ship antennas. 3rd ed., Revised and additional - L., Shipbuilding, 1990, pp. 190-192, fig. 6.2-6.4). However, all of them have a relatively low value of the gain, due to the difficulty of matching with acceptable quality while realizing the maximum value of the coefficient of directional action in the vertical plane.

Известно, что вертикальная антенна с длиной штыря 5λ/8 по сравнению с четвертьволновым излучателем имеет средний выигрыш по усилению на 3 dB. (см. Ротхаммель к„ Кришке А. Антенны. Том 1.: Пер. с нем. - Мн.: ОМО «Наш город», стр. 368). Однако длина 5λ/8 не является резонансной и для согласования с коаксиальным кабелем необходимо применять различные способы согласования.It is known that a vertical antenna with a pin length of 5λ / 8, compared with a quarter-wave emitter, has an average gain of 3 dB in gain. (see Rothammel to “Krishka A. Antennas. Volume 1: Translated from German. - Mn .: OMO“ Our City ”, p. 368). However, the 5λ / 8 length is not resonant, and for matching with a coaxial cable, various matching methods must be applied.

Известна J-образная антенна (см. Карл Ротхаммель Антенны. Том 2, Издание 11-е, полностью переработанное и дополненное Алоизом Кришке, стр. 104, рис. 25.2)., конструктивно наиболее близкая к предлагаемому техническому решению.The J-shaped antenna is known (see Karl Rothammel Antennas. Volume 2, Edition 11th, completely revised and supplemented by Alois Krishke, p. 104, Fig. 25.2)., Which is structurally closest to the proposed technical solution.

Указанная антенна содержит полуволновой вибратор (который является излучателем), четвертьволновый контур (который является противовесом), содержащий внешнюю и внутреннюю трубки. Излучатель крепится к верхнему концу внутренней трубки контура (резьбовым соединением или пайкой). Дном контура служит круглая металлическая шайба, которая центрирует внутреннюю трубку и припаивается к ней. В верхней части контура внутренняя трубка центрируется пластмассовой крышкой. Гнездо питающего коаксиального кабеля установлено на шайбе (дне контура), при этом экран кабеля соединен с шайбой, а внутренняя жила соединена с внутренней стенкой контура.The specified antenna contains a half-wave vibrator (which is the emitter), a quarter-wave circuit (which is a counterbalance) containing the outer and inner tubes. The emitter is attached to the upper end of the inner tube of the circuit (threaded connection or soldering). The bottom of the circuit is a round metal washer that centers the inner tube and is soldered to it. In the upper part of the circuit, the inner tube is centered by a plastic cap. The socket of the supply coaxial cable is mounted on the washer (bottom of the circuit), while the cable shield is connected to the washer and the inner core is connected to the inner wall of the circuit.

Однако упомянутая антенна имеет довольно большие габаритные размеры (3λ/4), что особенно неудобно на низких частотах, а также довольно сложный процесс согласования. Кроме того, вибратор (излучатель) подвержен влиянию атмосферных дестабилизирующих факторов, поэтому для стока конденсата и дождевой воды в шайбе выполняют дополнительное отверстие.However, the aforementioned antenna has rather large overall dimensions (3λ / 4), which is especially inconvenient at low frequencies, as well as a rather complicated matching process. In addition, the vibrator (emitter) is subject to the influence of atmospheric destabilizing factors, therefore, an additional hole is made in the washer to drain condensate and rainwater.

Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение габаритных размеров.The objective of the proposed technical solution is to reduce the overall dimensions.

Поставленная задача достигается тем, что в антенне, содержащей вибратор, противовес в виде четвертьволнового токопроводящего цилиндрического стакана, на токопроводящем основании которого установлен высокочастотный соединитель для подключения питающего коаксиального фидера, нижняя часть вибратора коаксиально размещена внутри цилиндрического стакана противовеса, а верхняя часть вибратора, выступающая над цилиндрическим стаканом противовеса, коаксиально закрыта цилиндрическим защитным кожухом, который соединен с противовесом с помощью центрирующей диэлектрической втулки, установленной между верхним краем упомянутого цилиндрического стакана и нижним краем защитного кожуха, причем нижний конец вибратора соединен с центральным проводником упомянутого высокочастотного соединителя, а внутри цилиндрического стакана противовеса и внутри защитного кожуха установлены диэлектрические шайбы, центрирующие вибратор.This object is achieved in that in the antenna containing the vibrator, the counterweight is in the form of a quarter-wave conductive cylindrical cup, on the conductive base of which there is a high-frequency connector for connecting the supply coaxial feeder, the lower part of the vibrator is coaxially placed inside the cylindrical cup of the counterweight, and the upper part of the vibrator protruding above cylindrical counterweight cup, coaxially closed by a cylindrical protective casing, which is connected to the counterweight with oschyu dielectric centering sleeve mounted between the upper edge of said cylindrical cup and the lower edge of the protective casing, wherein a lower end of the vibrator is connected to the center conductor of said high frequency connector and the counterweight inside the cylindrical beaker and inside the protective housing mounted dielectric washers, centering vibrator.

Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором в разрезе схематично показана конструкция антенны. Антенна содержит вибратор 1, противовес 2 в виде четвертьволнового токопроводящего стакана, его токопроводящее основание 3, в геометрическом центре которого установлен высокочастотный соединитель 4, например, гнездо для подключения ВЧ питающего коаксиального фидера. Нижний конец вибратора 1 соединен с центральным проводником 5 высокочастотного соединителя 4. Верхняя (внешняя) часть вибратора 1 коаксиально закрыта цилиндрическим защитным кожухом 6, который с помощью диэлектрической втулки 7 соединен с противовесом 2. Диэлектрические шайбы 8 и 9 расположены внутри цилиндрического защитного кожуха 6 и внутри цилиндрического стакана противовеса 2 соответственно.The proposed device is illustrated in the drawing, which in sectional view schematically shows the design of the antenna. The antenna contains a vibrator 1, a counterbalance 2 in the form of a quarter-wave conductive cup, its conductive base 3, in the geometric center of which a high-frequency connector 4 is installed, for example, a socket for connecting an RF supply coaxial feeder. The lower end of the vibrator 1 is connected to the central conductor 5 of the high-frequency connector 4. The upper (outer) part of the vibrator 1 is coaxially closed by a cylindrical protective casing 6, which is connected to the counterweight by means of a dielectric sleeve 7. The dielectric washers 8 and 9 are located inside the cylindrical protective casing 6 and inside the cylindrical cup of the counterweight 2, respectively.

Катушка 10 гальванически соединяет нижний конец вибратора 1 с основанием 3 противовеса 2.The coil 10 galvanically connects the lower end of the vibrator 1 with the base 3 of the counterweight 2.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Излучение и прием высокочастотных колебаний обеспечивает вибратор 1, имеющий более узкую по сравнению с прототипом диаграмму направленности в вертикальной плоскости, и, следовательно, больший коэффициент усиления. Четвертьволновый токопроводящий стакан 2 выполняет роль противовеса и волнового заграждающего контура от затекания поверхностных токов на оплетку кабеля, а также служит для согласования и симметрирования антенны.Radiation and reception of high-frequency oscillations provides a vibrator 1 having a narrower radiation pattern in the vertical plane compared to the prototype, and therefore a larger gain. The quarter-wave conductive cup 2 acts as a counterbalance and wave-blocking circuit from the flow of surface currents to the cable sheath, and also serves to align and balance the antenna.

Согласование антенны с питающим коаксиальным фидером достигается изменением соотношения внутреннего диаметра стакана 2 к внешнему диаметру вибратора 1 и, следовательно, входное сопротивление антенны легко меняется от 50 до 75 Ом.The matching of the antenna with the supply coaxial feeder is achieved by changing the ratio of the inner diameter of the cup 2 to the outer diameter of the vibrator 1 and, therefore, the input impedance of the antenna easily changes from 50 to 75 Ohms.

Цилиндрический защитный кожух 6 служит для защиты от атмосферного влияния и механических дестабилизирующих факторов.A cylindrical protective casing 6 serves to protect against atmospheric influences and mechanical destabilizing factors.

Диэлектрические втулки 8 и 9 обеспечивают центрирование вибратора 1. Катушка 10 обеспечивает грозозащиту антенны.Dielectric bushings 8 and 9 provide centering of the vibrator 1. Coil 10 provides lightning protection of the antenna.

Предлагаемая конструкция за счет того, что нижняя часть вибратора размещена внутри стакана противовеса, позволяет уменьшить общий вертикальный размер антенны на длину λ/4, что особенно существенно на низких частотах, упростить согласование антенны, а также защитить антенну от длительного воздействия дестабилизирующих климатических и механических факторов, что позволяет увеличить срок службы антенны.The proposed design due to the fact that the lower part of the vibrator is placed inside the counterweight cup, allows to reduce the overall vertical size of the antenna by λ / 4, which is especially significant at low frequencies, simplify antenna matching, and also protect the antenna from prolonged exposure to destabilizing climatic and mechanical factors , which allows to increase the service life of the antenna.

Claims

An antenna containing a vibrator, a counterweight in the form of a quarter-wave conductive cylindrical cup, on the conductive base of which there is a high-frequency connector for connecting a supply coaxial feeder, characterized in that the lower part of the vibrator is coaxially placed inside the cylindrical cup of the counterweight, and the upper part of the vibrator protruding above the cylindrical cup of the counterweight , coaxially closed by a cylindrical protective casing, which is connected to the counterweight using a centering di an electric sleeve installed between the upper edge of the said cylindrical cup and the lower edge of the protective casing, the lower end of the vibrator being connected to the central conductor of the aforementioned high-frequency connector, and dielectric washers centering the vibrator are installed inside the cylindrical counterweight cup and inside the protective casing.