RU156521U1

RU156521U1 - SHIP TRANSMITTING ANTENNA SYSTEM

Info

Publication number: RU156521U1
Application number: RU2014154421/28U
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Типикин; Виктор Ефимович Пониматкин; Александр Александрович Кужелев
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-11-10

Abstract

1. Корабельная передающая антенная система, содержащая высокочастотный генератор, соединенный с усилителем мощности коаксиальной кабельной линией, отличающаяся тем, что дополнительно введены согласующее устройство, N антенных модулей, фидерные линии (коаксиальный кабель) одинаковой длины: при этом выход высокочастотного генератора соединен коаксиальным кабелем через усилитель мощности с входом согласующего устройства; N выходов согласующего устройства коаксиальными кабелями одинаковой длины соединены с входами каждого из N антенных модулей, начиная с первого по Ν, N выходов согласующего устройства соединены с N антенными модулями коаксиальными кабелями, проходящими через отверстия в металлической поверхности корабля, а высокочастотный генератор, усилитель мощности и согласующее устройство расположены внутри корпуса корабля (судна).2. Корабельная передающая антенная система по п. 1, отличающаяся тем, что согласующее устройство содержит согласующий трансформатор Тр.1 с одной первичной обмоткой, и N-вторичных обмоток с первой по N, при этом вход согласующего устройства соединен коаксиальным кабелем с клеммой "а" первичной обмотки трансформатора Тр.1, клемма "б" первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; клемма "с" каждой из N вторичных обмоток трансформатора Тр.1 соединена с собственным выходом, начиная с первого 1 по N, с центральной жилой коаксиального кабеля, а клемма "д" каждой из N вторичных обмоток трансформатора Тр.1 заземлена.3. Корабельная передающая антенная система по п. 2, отличающаяся тем, что каждый из N антенных модулей, с первого по N, содержит цилиндрический излучатель верхнего питания высотой1. Ship transmitting antenna system containing a high-frequency generator connected to a power amplifier with a coaxial cable line, characterized in that an additional matching device, N antenna modules, feeder lines (coaxial cable) of the same length are additionally introduced: while the output of the high-frequency generator is connected by a coaxial cable through power amplifier with input matching device; N outputs of the matching device are connected by coaxial cables of the same length to the inputs of each of the N antenna modules, starting from the first through Ν, N outputs of the matching device are connected to N antenna modules by coaxial cables passing through the holes in the metal surface of the ship, and the high-frequency generator, power amplifier and matching device located inside the hull of the ship (vessel). 2. The ship’s transmitting antenna system according to claim 1, characterized in that the matching device comprises a matching transformer Tr. 1 with one primary winding, and N-secondary windings from the first to N, while the input of the matching device is connected by a coaxial cable to the primary terminal “a” transformer winding Tr.1, terminal b of the primary winding of transformer Tr.1 grounded; terminal c of each of the N secondary windings of transformer Tr. 1 is connected to its own output, starting from the first 1 through N, with the central core of the coaxial cable, and terminal d of each of the N secondary windings of transformer Tr. 1 is grounded. 3. The shipborne transmitting antenna system according to claim 2, characterized in that each of the N antenna modules, from the first to N, contains a cylindrical top power radiator

Description

Полезная модель относится к элементу радиосвязи - антенной технике и может быть использована для создания фазированных антенных решеток коротковолнового (KB) и ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов в условиях ограниченной поверхности их размещения с целью улучшения электромагнитной обстановки работы РЭС, например, на кораблях и судах.The utility model relates to an element of radio communication - antenna technology and can be used to create phased antenna arrays of short-wave (KB) and ultra-short-wave (VHF) ranges in the conditions of a limited surface of their placement in order to improve the electromagnetic environment of the RES, for example, on ships and ships.

Известно, что несимметричный вибратор (или штырь) широко используется исходя из его высоких характеристик по массогабаритным характеристикам и направленным свойствам. Штырь занимает малую площадь при размещении, поэтому повсеместно используется на судах и кораблях, причем в значительным количестве на борту судов (несколько десятков).It is known that an asymmetric vibrator (or pin) is widely used based on its high characteristics in terms of mass and size characteristics and directional properties. The pin occupies a small area when placed, therefore it is used everywhere on ships and ships, and in significant quantities on board ships (several dozen).

На фиг. 1 представлен классический несимметричный вибратор или штырь, который имеет излучающую часть - 1, в виде проводящего прямолинейного проводника, и заземлитель - 2, при этом выход генератора ЭДС(~U_A) - 3 подключен одной клеммой к излучающей части 1, а другой клеммой - к заземлителю 2.In FIG. 1 shows a classic asymmetric vibrator or pin, which has a radiating part - 1, in the form of a conductive rectilinear conductor, and a ground electrode - 2, while the output of the EMF generator (~ U _A ) - 3 is connected by one terminal to the radiating part 1, and the other terminal - to ground electrode 2.

На фиг. 1 приведена физическая модель несимметричного вибратора, расположенного вдоль оси X. При этом l длина вибратора с диаметром сечения à. Длина вибратора играет важную роль в излучающих качествах штыря. Резонансная частота f₀ или частота настройки f_НАС=f₀ антенны связана с резонансной длиной волны l₀ и длиной вибратора следующими соотношениями: 4·l=λ₀; f₀=C/λ₀, где C - скорость света (3·10⁸, м/с). Режим работы с параметрами 4·l=λ0; f₀=C/λ₀ называется режимом собственной длины волны. Коэффициент перекрытия для штыря равен 1, 2. Поэтому антенны несимметричный вибратор работает в узкой полосе частот.In FIG. Figure 1 shows a physical model of an asymmetric vibrator located along the X axis. Moreover, l is the length of the vibrator with the cross-sectional diameter à. The length of the vibrator plays an important role in the radiating properties of the pin. The resonant frequency f ₀ or the tuning frequency f _NAS = f _{0 of the} antenna is associated with the resonant wavelength l ₀ and the length of the vibrator with the following relationships: 4 · l = λ ₀ ; f ₀ = C / λ ₀ , where C is the speed of light (3 · 10 ⁸ , m / s). Operating mode with parameters 4 · l = λ0; f ₀ = C / λ ₀ is called the mode of its own wavelength. The overlap coefficient for the pin is 1, 2. Therefore, the asymmetric antenna vibrator operates in a narrow frequency band.

Например, штырь с установкой заданной длиной для работы в режиме собственной длины или в диапазоне близкому к данному режиму при длине: l=4 метра - настраивается на частоты от 17 до 24 МГц; l=5 метров - настраивается на частоты от 13 до 17 МГц; l=7 метров - настраивается на частоты от 9 до 12 МГц; l=8 метров - настраивается на частоты от 7,5 до 10 МГц; l=10 метров - настраивается на частоты от 5 до 8 МГц.For example, a pin with a setting of a given length for working in its own length mode or in a range close to this mode with a length of: l = 4 meters — tunes to frequencies from 17 to 24 MHz; l = 5 meters - tuned to frequencies from 13 to 17 MHz; l = 7 meters - tuned to frequencies from 9 to 12 MHz; l = 8 meters - tuned to frequencies from 7.5 to 10 MHz; l = 10 meters - tuned to frequencies from 5 to 8 MHz.

Таким образом, для работы в KB диапазоне (от 3 до 30 МГц) необходимо иметь не менее 7 штыревых антенн, которые обозначаются: так 4 метровый как Ш4 (штырь четырехметровый); 5 метровый - Ш5; 7 метровый - Ш7; 8 метровый - Ш8; 10 метровый - Ш10.Thus, to work in the KB range (from 3 to 30 MHz), it is necessary to have at least 7 whip antennas, which are indicated: so 4 meters as W4 (four-meter pin); 5 meter - Ш5; 7 meter - Ш7; 8 meter - Ш8; 10 meter - Ш10.

Однако такое количество штыревых антенн не целесообразно использовать, поэтому создают сложные конструкции штырей с целью расширения рабочего диапазона их использования.However, such a number of pin antennas is not advisable to use, therefore, they create complex pin designs in order to expand the working range of their use.

На фиг. 2 приведены типовые варианты совершенствования конструкции антенн для расширения диапазонных свойств антенны. Системы связи, работающие в коротковолновом диапазоне радиочастотного спектра, повсеместно используют вертикальные несимметричные вибраторы практически одинаковой конструкции. Их различие состоит только в том, что используют различное количество включенных сосредоточенно индуктивностей 3 (L_К), а также емкостных штырей на конце антенны 4 и 5.In FIG. Figure 2 shows typical options for improving the design of antennas to expand the range properties of the antenna. Communication systems operating in the short-wave range of the radio frequency spectrum everywhere use vertical asymmetric vibrators of almost the same design. Their difference lies only in the fact that they use a different number of concentrated inductances 3 (L _K ) included, as well as capacitive pins at the end of the antenna 4 and 5.

Вариант фиг. 2(a) представляет конструкцию штыря работающего в узкой полосе частот и содержит излучающую часть 1 и заземлитель 2, к клеммам «а» и «б» антенны подключен генератор ~U_A. Для судов разработана такая антенна:The embodiment of FIG. 2 (a) represents the design of a pin operating in a narrow frequency band and contains a radiating part 1 and an earthing switch 2, a ~ U _A generator is connected to the antenna terminals “a” and “b”. The following antenna was developed for ships:

- судовая передающая антенна штырь типа АС-8С, имеющая различные варианты исполнения в зависимости от их размещения и представленные в монографии «Судовые антенны» М.В. Вершкова и О.Б. Миротворского на стр. 271-272, - Л:, изд. «Судостроение», 1990;- ship transmitting antenna pin type АС-8С, having various versions depending on their location and presented in the monograph “Ship antennas” M.V. Vershkova and O.B. Peacemaking on pp. 271-272, - L :, ed. "Shipbuilding", 1990;

- судовая передающая антенна под названием «Антенна - мачта», представляет собой изолированную от палубы мачту (как правило с верхним питанием при заземленной мачте) высотой 25 метров в качестве излучателя - 1 и палуба судна - заземлитель - 2. Рабочий диапазон антенны от 1,5 МГц до 4,5 Мгц. Антенна относится к аналогу «Антенна-мачта», патент №191651. СССР, МКИ H04d. «Антенна-мачта», патент №816355, СССР, МКИ H01Q 1/34. Недостатком антенны является: очень малый коэффициент перекрытия диапазона рабочих частот и большие массогабаритные характеристики.- a ship’s transmitting antenna called “Antenna - mast”, is a mast isolated from the deck (usually with the top feed with a grounded mast) with a height of 25 meters as a radiator - 1 and the deck of the vessel - ground electrode - 2. The working range of the antenna is from 1, 5 MHz to 4.5 MHz. The antenna refers to the analogue "Antenna mast", patent No. 191651. USSR, MKI H04d. "Antenna mast", patent No. 816355, USSR, MKI H01Q 1/34. The disadvantage of the antenna is: a very small coefficient of overlap of the range of operating frequencies and large weight and size characteristics.

Вариант фиг. 2(б) представляет собой несимметричный вибратор с включенными в разрыв провода комплексными сопротивлениями Ζ(R+jωL_К). Длина антенны l=10 метров, комплексное сопротивление включено на высоте примерно 7 метров. Рабочий диапазон антенны от 4 до 25 МГц. Устанавливается на всех судах под названием «Широкополосная передающая антенна - 11» - ШЛА - 11 с RL - включением (представлена в монографии «Судовые антенны» М.В. Вершкова и О.Б. Миротворского на стр. 139-141, - Л.: изд. «Судостроение», 1990). Недостатком антенны является: неравномерность частотной характеристики входного сопротивления антенны и большие массогабаритные характеристики.The embodiment of FIG. 2 (b) is an asymmetric vibrator with complex resistances Ζ (R + jωL _K ) included in the wire break. The antenna length is l = 10 meters, the complex resistance is included at a height of about 7 meters. The operating range of the antenna is from 4 to 25 MHz. It is installed on all vessels under the name "Broadband Transmitting Antenna - 11" - SLA - 11 with RL - inclusion (presented in the monograph "Ship Antennas" by M.V. Vershkov and O. B. Mirotovsky on pages 139-141, - L. : ed. "Shipbuilding", 1990). The disadvantage of the antenna is: uneven frequency response of the input impedance of the antenna and large weight and size characteristics.

Вариант фиг. 2(с) представляет собой несимметричный вибратор подобный варианту фиг. 2(б) но отличающийся тем, что имеется емкостная нагрузка 4 на конце антенны. Емкостная нагрузка компенсирует в верхней части диапазона индуктивное сопротивление антенны, чем расширяет диапазонные свойства антенны в сравнении с вариантом фиг. 2(б). Таким образом, антенна работает в диапазоне от 4 до 30 МГц. Недостатком антенны является: неравномерность частотной характеристики входного сопротивления антенны и большие массогабаритные характеристики.The embodiment of FIG. 2 (c) is an asymmetric vibrator similar to the embodiment of FIG. 2 (b) but characterized in that there is a capacitive load 4 at the end of the antenna. The capacitive load compensates the inductance of the antenna in the upper part of the range, thereby expanding the range properties of the antenna in comparison with the embodiment of FIG. 2 (b). Thus, the antenna operates in the range from 4 to 30 MHz. The disadvantage of the antenna is: uneven frequency response of the input impedance of the antenna and large weight and size characteristics.

Вариант фиг. 2(д) представляет собой несимметричный вибратор подобный варианту фиг. 2(б), но отличается тем, что сделана попытка удлинить антенну включением третьей индуктивности. Удлинение позволяет использовать частоты от 3 до 25 МГц. Однако дополнительная реактивность снижает величину тока и понижает эффективность антенны. Более трех совместно используемых индуктивностей в антеннах не используют. Недостатком антенны является: повышенное сопротивление антенны, неравномерность частотной характеристики входного сопротивления антенны и большие массогабаритные характеристики.The embodiment of FIG. 2 (e) is an asymmetric vibrator similar to the embodiment of FIG. 2 (b), but differs in that an attempt was made to extend the antenna by turning on the third inductance. Extension allows the use of frequencies from 3 to 25 MHz. However, additional reactivity reduces the current and reduces the efficiency of the antenna. More than three shared inductances are not used in antennas. The disadvantage of the antenna is: increased antenna resistance, uneven frequency response of the antenna input impedance and large weight and size characteristics.

Вариант фиг. 2(е) представляет собой несимметричный вибратор включенными в разрыв провода комплексными сопротивлениями Ζ(R+jωL_К). Длина антенны l=10 метров, комплексное сопротивление включено на высоте примерно 7 метров. Рабочий диапазон антенны от 5 до 30 МГц. Устанавливается на всех судах под названием «Импедансная многовибраторная передающая антенна - 11-2» - ШПА-11-2 с RL - включением и четырех вибраторов (патент СССР №285837 МКИ H01q 9/18). Для устранения неравномерности частотной характеристики входного сопротивления установлены дополнительно четыре штыря 5, которые обеспечивают выравнивание ее частотной характеристики в рабочем диапазоне частот от 5 до 30 МГц. Описание представлено в монографии «Судовые антенны» М.В. Вершкова и О.Б. Миротворского на стр. 142-150, - Л.: изд. «Судостроение», 1990. Общим параметром перечисленных антенн является коэффициент бегущей волны, который находится в пределах от 0,3 до 0,4.The embodiment of FIG. 2 (e) is an asymmetric vibrator with complex resistances Ζ (R + jωL _K ) included in the wire break. The antenna length is l = 10 meters, the complex resistance is included at a height of about 7 meters. The operating range of the antenna is from 5 to 30 MHz. It is installed on all vessels under the name "Impedance multivibrator transmitting antenna - 11-2" - ШПА-11-2 with RL - switching on and four vibrators (USSR patent No. 285837 MKI H01q 9/18). To eliminate the unevenness of the frequency response of the input resistance, four pins 5 are additionally installed, which ensure the alignment of its frequency response in the operating frequency range from 5 to 30 MHz. The description is presented in the monograph “Ship antennas” M.V. Vershkova and O.B. Peacemaking on pp. 142-150, - L .: ed. "Shipbuilding", 1990. A common parameter of the listed antennas is the traveling wave coefficient, which is in the range from 0.3 to 0.4.

На фиг. 3 представлен общий вид размещения антенного модуля любого из 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, …, 4_Ν-1, 4_N на металлической поверхности корабля 6 или судна, вертикально или горизонтально, например, на палубе или надстройки, где 7 - цилиндрический излучатель, высотой 40 см и диаметром 40 см, изолированный изолятором 10 от металлической поверхности корабля - 6 (например, палубы)In FIG. 3 shows a general view of the placement of the antenna module of any of 4 ₁ , 4 ₂ , 4 ₃ , 4 ₄ , ..., 4 _Ν-1 , 4 _N on the metal surface of a ship 6 or vessel, vertically or horizontally, for example, on a deck or superstructure, where 7 - a cylindrical emitter, 40 cm high and 40 cm in diameter, insulated by insulator 10 from the metal surface of the ship - 6 (for example, decks)

На фиг. 4 представлена корабельная передающая антенная система, содержащая высокочастотный генератор - 1, усилитель мощности - 2, согласующее устройство - 3, N антенных модулей - 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, …, 4_N-1 4_N, фидерные линии (коаксиальный кабель) - 5: при этом выход высокочастотного генератора 1 соединен коаксиальным кабелем 5 через усилитель мощности 2 с входом согласующего устройства 3; N выходов согласующего устройства 3 коаксиальными кабелями 5 одинаковой длины соединенные с входами каждого из N антенных модулей, начиная с 4₁ по 4_N, при этом кабели соединены через отверстия в металлической поверхности корабля 6 (судна).In FIG. 4 shows a ship transmitting antenna system containing a high-frequency generator - 1, a power amplifier - 2, a matching device - 3, N antenna modules - 4 ₁ , 4 ₂ , 4 ₃ , 4 ₄ , ..., 4 _N-1 4 _N , feeder lines (coaxial cable) - 5: wherein the output of the high-frequency generator 1 is connected by a coaxial cable 5 through a power amplifier 2 to the input of a matching device 3; N outputs of the matching device 3 by coaxial cables 5 of the same length connected to the inputs of each of the N antenna modules, starting from 4 ₁ to 4 _N , while the cables are connected through holes in the metal surface of the ship 6 (ship).

На фиг. 5 представлено согласующее устройство корабельной передающей антенной системы 3, содержащее согласующий трансформатор Тр.1 с одной первичной обмоткой - 1, и N - вторичных обмоток 11 с первой - 1 по N, при этом вход согласующего устройства 3 соединен коаксиальным кабелем с клеммой «а» первичной обмотки трансформатора Тр.1, клемма «б» первичной обмотки трансформатора Тр.1 заземлена; клемма «с» каждой из N вторичных обмоток трансформатора Тр.1 соединена с собственным выходом, начиная с первого 1 по N, с центральной жилой коаксиального кабеля, а клемма «д» каждой из N вторичных обмоток трансформатора Тр.1 заземлена.In FIG. 5 shows the matching device of the ship’s transmitting antenna system 3, containing the matching transformer Tr.1 with one primary winding - 1, and N - secondary windings 11 from the first - 1 to N, while the input of the matching device 3 is connected by a coaxial cable to terminal “a” the primary winding of the transformer Tr.1, terminal “b” of the primary winding of the transformer Tr.1 is grounded; terminal “c” of each of the N secondary windings of transformer Tr.1 is connected to its own output, starting from the first 1 through N, with the central core of the coaxial cable, and terminal “d” of each of the N secondary windings of transformer Tr.1 is grounded.

На фиг. 6 представлено сечение одного из N антенных модулей корабельной передающей антенной системы, например, 4_N, где 1 - высокочастотный генератор, 2 - усилитель мощности, 3 - согласующее устройство, 5 - коаксиальный кабель, 6 - металлическая поверхность корпуса корабля (судна), 7 - цилиндрический излучатель верхнего питания, 8 - экспоненциальная нагрузка цилиндрического излучателя 7, 9 - активный наполнитель цилиндрического излучателя с параметрами ε=10 и µ=10, 10 - изолятор, при этом высокочастотный генератор 1 соединен через усилитель мощности 2 с входом согласующего устройства 3; один из выходов согласующего устройства 3 соединен центральной жилой коаксиального кабеля 5, проходящего через отверстие в металлической поверхности корпуса корабля (судна) 6, с цилиндрическим излучателем 7 верхнего питания в точки «А», а точкой «В» цилиндрический излучатель 7 соединен с оболочкой коаксиального кабеля через экспоненциальную нагрузку 8, помещенную в активный наполнитель 9 цилиндрического излучателя с параметрами ε=10 и µ=10, изолятором 10 цилиндрический излучатель 7 изолирован от металлической поверхности корпуса корабля (судна) 6.In FIG. 6 shows a cross section of one of the N antenna modules of the ship’s transmitting antenna system, for example, 4 _N , where 1 is a high-frequency generator, 2 is a power amplifier, 3 is a matching device, 5 is a coaxial cable, 6 is the metal surface of the ship’s hull (vessel), 7 - a cylindrical emitter of the upper power supply, 8 - the exponential load of a cylindrical emitter 7, 9 - the active filler of a cylindrical emitter with parameters ε = 10 and μ = 10, 10 - an insulator, while the high-frequency generator 1 is connected through a power amplifier 2 to the input with lasuyuschego device 3; one of the outputs of the matching device 3 is connected to the central residential coaxial cable 5 passing through an opening in the metal surface of the ship (vessel) hull 6, with a cylindrical emitter 7 of the upper power supply at point “A”, and point “B”, a cylindrical emitter 7 is connected to the sheath of the coaxial cable through an exponential load 8, placed in the active filler 9 of the cylindrical emitter with parameters ε = 10 and μ = 10, insulator 10, the cylindrical emitter 7 is isolated from the metal surface of the ship’s hull ( at) 6.

На фиг. 7 представлены графики активной части входного сопротивления цилиндрической антенны с экспоненциальной нагрузкой, помещенной в активный наполнитель цилиндрического излучателя с параметрами:In FIG. 7 shows graphs of the active part of the input resistance of a cylindrical antenna with an exponential load placed in the active filler of a cylindrical emitter with the parameters:

1) ε=1 и µ=100;1) ε = 1 and µ = 100;

2) ε=100 и µ=1;2) ε = 100 and µ = 1;

3) ε=10 и µ=103) ε = 10 and μ = 10

На фиг. 8 представлены графики реактивной части входного сопротивления цилиндрической антенны с экспоненциальной нагрузкой, помещенной в активный наполнитель цилиндрического излучателя с параметрами:In FIG. 8 shows graphs of the reactive part of the input resistance of a cylindrical antenna with an exponential load placed in the active filler of a cylindrical emitter with the parameters:

1) ε=1 и µ=100;1) ε = 1 and µ = 100;

2) ε=100 и µ=1;2) ε = 100 and µ = 1;

3) ε=10 и µ=103) ε = 10 and μ = 10

Системы связи, работающие в коротковолновом диапазоне радиочастотного спектра, повсеместно используют вертикальные несимметричные вибраторы практически одинаковой конструкции. Их различие состоит только в том, что используют различное количество включенных сосредоточенно индуктивностей L_К, а также емкостных штырей на конце антенны. При этом, генератор электродвижущей силы ~U_A возбуждает ток в антенне, где элементами для настройки на заданный диапазон частот могут являться сосредоточенно включенные индуктивность L_К и емкость С. Включение индуктивностей в качестве неоднородностей в электрическую схему вертикального несимметричного вибратора более трех не целесообразно. Обосновано это тем, что суммарная индуктивность увеличивает активное сопротивление провода и как следствие, уменьшает величину тока в антенне.Communication systems operating in the short-wave range of the radio frequency spectrum everywhere use vertical asymmetric vibrators of almost the same design. Their difference consists only in the fact that they use a different number of concentrated inductances L _K , as well as capacitive pins at the end of the antenna. At the same time, the electromotive force generator ~ U _A excites the current in the antenna, where the elements for tuning to a given frequency range can be concentrated inductance L _K and capacitance C. The inclusion of inductances as inhomogeneities in the electrical circuit of a vertical asymmetric vibrator for more than three is not advisable. This is justified by the fact that the total inductance increases the active resistance of the wire and, as a result, reduces the current in the antenna.

На диапазонные свойства оказывает влияние конструкция противовеса (заземлителя). Это связано с тем, что сопротивление заземлителя R₃ (противовеса) входит составной частью в сопротивление антенны.The range properties are influenced by the design of the counterweight (ground electrode). This is due to the fact that the resistance of the ground electrode R ₃ (counterbalance) is part of the antenna resistance.

R_A=R_Σ+R₃+….R _A = R _Σ + R ₃ + ....

В тоже время на основании выражения можно видеть, что увеличение добротности антенны снижает рабочий диапазон. Добротность зависит от волнового сопротивления W_A и активного сопротивления вибратора R_A At the same time, based on the expression, it can be seen that an increase in the quality factor of the antenna reduces the operating range. The quality factor depends on the wave impedance W _A and the active resistance of the vibrator R _A

Q_A=W_A/R_A.Q _A = W _A / R _A.

Таким образом, в разделе рассмотрены варианты типовых антенны и показаны особенности их конструктивных решений, позволяющих изменять диапазонные свойства. Эти примеры дают основание для дальнейшего изменения конструкции для совершенствования излучающих возможностей описанных антенн.Thus, the section discusses options for typical antennas and shows the features of their design solutions that allow changing range properties. These examples provide the basis for further design changes to improve the radiating capabilities of the described antennas.

Целью разработки полезной модели является установление постоянства тока в антенне независимо от рабочей частоты и уменьшение массогабаритных характеристик антенны (уменьшения веса и размеров антенны). Это возможно на основании использования укороченных несимметричных вибраторов.The purpose of developing a utility model is to establish a constant current in the antenna regardless of the operating frequency and to reduce the overall dimensions of the antenna (reduce the weight and size of the antenna). This is possible through the use of shortened asymmetric vibrators.

Эффективность излучения коротких антенн.The radiation efficiency of short antennas.

Короткую антенну при определенных допусках можно рассматривать в качестве элементарного электрического излучателя. При этом мощность излучения для элементарного излучателя получаетсяA short antenna with certain tolerances can be considered as an elementary electric emitter. In this case, the radiation power for the elementary radiator is obtained

Р_Σ=40π²I²l² _A/λ²,P _Σ = 40π ² I ² l ² _A / λ ² ,

но

but

где S_СФ=l_A·2π·r. Е/Н=120πwhere S _SF = l _A · 2π · r. E / N = 120π

Приравнивая выражения мощности излучения можно получитьEquating the expressions of the radiation power, we can obtain

; и

.

; and

.

На основании анализа выражений для магнитной Н и электрической Е составляющих следует, что:Based on the analysis of the expressions for magnetic H and electric E components, it follows that:

- напряженность поля, создаваемая вибратором, зависит от объема поля, в котором оно сосредоточено

;- the field strength created by the vibrator depends on the volume of the field in which it is concentrated

;

- значение векторных величин Е и Н уменьшается с увеличением длины волны при неизменности геометрических размеров излучателя;- the value of the vector quantities E and H decreases with increasing wavelength while the geometric dimensions of the emitter remain unchanged;

- геометрические размеры антенны оказывают влияние на напряженность поля, поэтому, уменьшая размеры излучателя, следует для увеличения напряженности поля в объеме необходимо увеличение тока в антенне.- the geometric dimensions of the antenna affect the field strength, therefore, reducing the size of the emitter, it is necessary to increase the current in the antenna to increase the field strength in the volume.

Последний пункт используется в основе разработки полезной модели, при этом возможны два пути.The last point is used as the basis for developing a utility model, and two ways are possible.

Первый, укорачивая антенну необходимо увеличить ток в ней. Данный путь не изменяет электромагнитную обстановку (ЭМО).First, shortening the antenna, it is necessary to increase the current in it. This path does not change the electromagnetic environment (EMO).

Второй путь, который выбран для построения антенной системы -путь, при котором ток в антенне незначителен, но неизменен во всем диапазоне частотного спектра, причем величина установленного тока не оказывает влияния на ЭМО, а уровень излучаемой мощности достигается сложением мощности в пространстве работой маломощных излучателей. Для решения второго пути должна быть построена антенная система в виде фазированной антенной решетки (ФАР).The second way, which is chosen to build the antenna system, is the way in which the current in the antenna is insignificant, but unchanged in the entire range of the frequency spectrum, and the installed current does not affect the EMO, and the level of radiated power is achieved by adding power in space by the work of low-power emitters. To solve the second path, an antenna system must be built in the form of a phased antenna array (PAR).

Поэтому в качестве прототипа использована модель варианта фиг. 2(е), которая представляет собой несимметричный вибратор с включенными в разрыв провода комплексными сопротивлениями Z=(R+jωL_К) и четырех вибраторов. Длина антенны l=10 метров, комплексное сопротивление включено на высоте примерно 7 метров. Рабочий диапазон антенны от 5 до 30 МГц. Устанавливается на всех судах под названием «Импедансная многовибраторная передающая антенна - 11-2» - ШПА-11-2 с RL - включением и четырех вибраторов (патент СССР №285837 МКИ H01q 9/18). Для устранения неравномерности частотной характеристики входного сопротивления установлены дополнительно четыре штыря 5, которые обеспечивают выравнивание ее частотной характеристики в рабочем диапазоне частот от 5 до 30 МГц. Описание представлено в монографии «Судовые антенны» М.В. Вершкова и О.Б. Миротворского на стр. 142-150, - Л.: изд. «Судостроение», 1990. Общим параметром перечисленных антенн является коэффициент бегущей волны, который находится в пределах от 0,3 до 0,4.Therefore, as a prototype, the model of the embodiment of FIG. 2 (e), which is an asymmetric vibrator with complex resistances Z = (R + jωL _K ) and four vibrators included in the wire break. The antenna length is l = 10 meters, the complex resistance is included at a height of about 7 meters. The operating range of the antenna is from 5 to 30 MHz. It is installed on all vessels under the name "Impedance multivibrator transmitting antenna - 11-2" - ШПА-11-2 with RL - switching on and four vibrators (USSR patent No. 285837 MKI H01q 9/18). To eliminate the unevenness of the frequency response of the input resistance, four pins 5 are additionally installed, which ensure the alignment of its frequency response in the operating frequency range from 5 to 30 MHz. The description is presented in the monograph “Ship antennas” M.V. Vershkova and O.B. Peacemaking on pp. 142-150, - L .: ed. "Shipbuilding", 1990. A common parameter of the listed antennas is the traveling wave coefficient, which is in the range from 0.3 to 0.4.

Целью разработки полезной модели является создание условий работы корабельной передающей антенной системы, уменьшающей или исключающей влияние излучения системы на электромагнитную обстановку корабля, в которой работает множество РЭС; упрощение системы согласования фидера с антенной; повышение мощности излучения передающей системы; уменьшение массогабаритных характеристик для возможного размещения в любых условиях верхней палубы корабля, судна.The purpose of the development of a utility model is to create conditions for the operation of a ship's transmitting antenna system that reduces or eliminates the effect of radiation from the system on the electromagnetic environment of the ship, in which there are many RES; simplification of the system of matching the feeder with the antenna; increasing the radiation power of the transmitting system; reduction of weight and size characteristics for possible placement in any conditions of the upper deck of the ship, ship.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены: антенная система, состоящая из N излучателей или антенных модулей 7, согласующее устройство 3 на N-каналов, экспоненциальная нагрузка 8 цилиндрического излучателя 7, размещенная в активном наполнителе 9 с параметрами ε=10 и µ=10.This goal is achieved by the fact that the following are introduced: an antenna system consisting of N emitters or antenna modules 7, a matching device 3 on N-channels, an exponential load 8 of a cylindrical emitter 7, placed in the active filler 9 with parameters ε = 10 and μ = 10 .

Вопросы разработки малогабаритных антенных устройств остаются актуальными всех диапазонов радиочастот, так как эффективность излучения любой антенны во многом зависит от соотношения между физическими размерами антенны и длиной волны. Например, наиболее оптимальный размер несимметричного вибратора равен четверти длины волны. Это наименьший размер, при котором возможен резонанс антенны, как колебательного контура, что дает чисто активное входное сопротивление и облегчает согласование антенны с фидером. При уменьшении физических размеров вибратора возрастает емкостная реактивная составляющая входного сопротивления антенны, что не позволяет эффективно передавать энергию из фидера в антенну. Кроме того уменьшение физических размеров снижает емкость антенны, что ведет к увеличению ее добротности, а, следовательно, и ухудшению диапазонных свойств.The development of small-sized antenna devices remains relevant for all ranges of radio frequencies, since the radiation efficiency of any antenna largely depends on the relationship between the physical dimensions of the antenna and the wavelength. For example, the most optimal size of an asymmetric vibrator is equal to a quarter of the wavelength. This is the smallest size at which resonance of the antenna as an oscillatory circuit is possible, which gives a purely active input impedance and facilitates matching of the antenna with the feeder. With a decrease in the physical dimensions of the vibrator, the capacitive reactive component of the input resistance of the antenna increases, which does not allow efficient transfer of energy from the feeder to the antenna. In addition, a decrease in physical dimensions reduces the capacity of the antenna, which leads to an increase in its quality factor, and, consequently, to a deterioration in range properties.

Для разработки антенны выбран сильно укороченный несимметричный вибратор в виде цилиндрического излучателя с верхним питанием высотой антенны h=40 см с радиусом цилиндра R=40 см, размещенным на корпусе корабля (фиг. 5).To develop the antenna, a highly shortened asymmetric vibrator was selected in the form of a cylindrical emitter with a top feed antenna height h = 40 cm with a cylinder radius R = 40 cm placed on the ship's hull (Fig. 5).

С ростом радиуса R, растет и входное сопротивление R_BX. Если при радиусе цилиндра равным R=5 см входное сопротивление антенны R_BX составляет доли Ома, то при радиусе R=20 см уже единицы Ом. Однако при этом заметна сильная неравномерность графика активного входного сопротивления, причем реактивная часть входного сопротивления имеет достаточно большой разброс в диапазоне частот от 3 до 30 МГц. Поэтому для разработки конструкции выбран радиус R=20 см. Кроме того, такая высота антенны приемлема для кораблей и судов, на которых верхняя палуба необходима для размещения вспомогательных технических устройств различного назначения.With increasing radius R, the input resistance R _BX also increases. If, with a cylinder radius of R = 5 cm, the input resistance of the antenna R _BX is a fraction of Ohm, then with a radius of R = 20 cm, it is already unity Ohms. However, a strong non-uniformity of the active input resistance graph is noticeable, and the reactive part of the input resistance has a fairly large spread in the frequency range from 3 to 30 MHz. Therefore, for the design development, a radius of R = 20 cm was chosen. In addition, such an antenna height is acceptable for ships and vessels on which the upper deck is necessary for placing auxiliary technical devices for various purposes.

Так как активная часть сопротивления связана с сопротивлением излучения, то оно также будет иметь небольшие значения. Например, при подаче 1 В напряжения на антенну, излученная мощность будет составлять тысячные - десятые доли милливатта. Однако используя фазированную антенную решетку можно получить необходимые параметры излучения учитывая, что за счет сложения мощности в пространстве от N излучателей мощность излучения значительно увеличивается.Since the active part of the resistance is related to the radiation resistance, it will also have small values. For example, when applying 1 V of voltage to the antenna, the radiated power will be thousandths to tenths of a milliwatt. However, using a phased antenna array, it is possible to obtain the necessary radiation parameters given that due to the addition of power in space from N emitters, the radiation power increases significantly.

Принцип работы устройства.The principle of operation of the device.

На фиг. 3 представлен принцип размещения антенных модулей 7 на металлической поверхности 6 корпуса корабля (судна). Антенный модуль 7 находится под напряжением, поэтому он изолирован от металлической поверхности 6 корпуса изолятором 10. Размещение модулей произвольное, в удобных для подвижного объекта местах. Количество антенных модулей 7 определено необходимой мощностью излучения, полученного на основе сложения мощности в пространстве за пределами верхней палубы корабля, где расположены РЭС. Для обеспечения сложения мощности в пространстве электромагнитных полей отдельных модулей 7 используется фазированная антенная решетка, причем фазирование модулей осуществляется установлением одинаковой длины питающих кабелей от согласующего устройства 3 до антенных модулей 7. Общая функциональная схема фазированной решетки представлена на фиг. 4 и называется корабельная передающая антенная система. Корабельная передающая антенная система содержит: высокочастотный генератор - 1, усилитель мощности - 2, согласующее устройство - 3, N антенных модулей - 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, …, 4_N-1, 4_N, размещенных на металлической поверхности корпуса корабля 6, фидерные линии (коаксиальный кабель) - 5: при этом выход высокочастотного генератора 1 соединен коаксиальным кабелем 5 через усилитель мощности 2 с входом согласующего устройства 3; N выходов согласующего устройства 3 коаксиальными кабелями 5 одинаковой длины соединены с входами каждого из N антенных модулей, начиная с 4₁ по 4_N, кабели проходят через отверстия в металлической поверхности корабля 6 (судна). Настроенный на заданную частоту f_ген высокочастотный генератор 1 возбуждает усилитель мощности 2 на рабочей частоте f_ген. Усилитель 2 усиливает колебания до заданной выходной мощности. Эта мощность поступает на вход согласующего устройства 3. Согласующее устройство 3 (фиг. 5) обеспечивает передачу по N своим выходам равную мощность, уменьшая общую мощность усилителя мощности на N антенных модулей. Обеспечивается достижение одинаковой мощности на каждом выходе согласующего устройства 3 за счет установленного равного отношения (К) числа витков в каждой вторичной обмотки (n_ВТ) к виткам первичной обмотки (n_ПР), другими словами постоянства отношения для всех N выходов - К=(nВТ)/(n_ПР). Каждый из N выходов согласующего устройства 3 подключен к собственному антенному модулю 4_N с помощью коаксиального кабеля 5. Высокочастотный генератор 1, усилитель мощности 2 и согласующее устройство 3 (фиг. 4) располагаются внутри корпуса корабля (судна) в целях обеспечения высокой степени живучести высоковольтных устройств, поэтому для подключения антенных модулей 4_N в корпусе корабля (судна) создают отверстия для прохождения питающих коаксиальных кабелей 5 отходящих от согласующего устройства 3. Коаксиальные кабели 5 находятся под низким уровнем напряжения, учитывая, что входное сопротивление антенного модуля не превышает 10 Ом. N коаксиальных кабелей 5 соединены с входом каждого из N антенных модулей 4_N, таким образом, обеспечивая электрической энергией каждый антенный модуль 4_N частотой f_ген (фиг. 4).In FIG. 3 shows the principle of placing antenna modules 7 on the metal surface 6 of the hull of the ship (vessel). The antenna module 7 is energized, so it is isolated from the metal surface 6 of the housing by the insulator 10. The placement of the modules is arbitrary, in places convenient for a moving object. The number of antenna modules 7 is determined by the necessary radiation power obtained by adding the power in the space outside the upper deck of the ship, where the RES are located. To ensure the addition of power in the space of the electromagnetic fields of the individual modules 7, a phased antenna array is used, and the phasing of the modules is carried out by setting the same length of the supply cables from the matching device 3 to the antenna modules 7. The general functional diagram of the phased array is shown in FIG. 4 and called ship transmitting antenna system. The ship’s transmitting antenna system contains: a high-frequency generator - 1, a power amplifier - 2, a matching device - 3, N antenna modules - 4 ₁ , 4 ₂ , 4 ₃ , 4 ₄ , ..., 4 _N-1 , 4 _N , placed on a metal the surface of the ship’s hull 6, feeder lines (coaxial cable) - 5: while the output of the high-frequency generator 1 is connected by a coaxial cable 5 through a power amplifier 2 to the input of the matching device 3; N outputs of the matching device 3 by coaxial cables 5 of the same length are connected to the inputs of each of the N antenna modules, starting from 4 ₁ through 4 _N , the cables pass through the holes in the metal surface of the ship 6 (ship). A high-frequency generator 1 tuned to a predetermined frequency f _gene excites a power amplifier 2 at an operating frequency f _gene . Amplifier 2 amplifies the oscillations to a given output power. This power is supplied to the input of the matching device 3. The matching device 3 (Fig. 5) ensures equal power transmission over N of its outputs, reducing the total power of the power amplifier by N antenna modules. Ensures the achievement of the same power at each output of the matching device 3 due to the established equal ratio (K) of the number of turns in each secondary winding (n _VT ) to the turns of the primary winding (n _PR ), in other words, the ratio is constant for all N outputs - K = (nB ) / (n _PR ). Each of the N outputs of the matching device 3 is connected to its own antenna module 4 _N using a coaxial cable 5. A high-frequency generator 1, a power amplifier 2 and a matching device 3 (Fig. 4) are located inside the hull of the ship (vessel) in order to ensure a high degree of survivability of high-voltage devices, however for connecting antenna modules 4 _N in hull (vessel) create openings for passage of feed of coaxial cables 5 extending from the matching unit 3. coaxial cables 5 are under low Exactly voltage, given that the input impedance of the antenna module does not exceed 10 ohms. N coaxial cables 5 are connected to the input of each of the N antenna modules 4 _N , thus providing electrical power to each antenna module 4 _{N of} frequency f _gene (Fig. 4).

На фиг. 6 представлено сечение одного из N антенных модулей корабельной передающей антенной системы, например, 4_N, где 1 - высокочастотный генератор, 2 - усилитель мощности, 3 - согласующее устройство, 5 - коаксиальный кабель, 6 - металлическая поверхность корпуса корабля (судна), 7 - цилиндрический излучатель верхнего питания, 8 - экспоненциальная нагрузка цилиндрического излучателя 7, 9 - активный наполнитель цилиндрического излучателя с параметрами ε=10 и µ=10, 10 - изолятор, при этом высокочастотный генератор 1 соединен через усилитель мощности 2 с входом согласующего устройства 3; один из выходов согласующего устройства 3 соединен центральной жилой коаксиального кабеля 5, проходящего через отверстие в металлической поверхности корпуса корабля (судна) 6, с цилиндрическим излучателем 7 в его верхней точки «А», а точкой «В» цилиндрический излучатель 7 соединен с оболочкой коаксиального кабеля через экспоненциальную нагрузку 8, помещенную в активный наполнитель 9 цилиндрического излучателя с параметрами ε=10 и µ=10, изолятором 10 цилиндрический излучатель 7 изолирован от металлической поверхности корпуса корабля (судна) 6 (фиг. 6 и фиг. 3).In FIG. 6 shows a cross section of one of the N antenna modules of the ship’s transmitting antenna system, for example, 4 _N , where 1 is a high-frequency generator, 2 is a power amplifier, 3 is a matching device, 5 is a coaxial cable, 6 is the metal surface of the ship’s hull (vessel), 7 - a cylindrical emitter of the upper power supply, 8 - the exponential load of a cylindrical emitter 7, 9 - the active filler of a cylindrical emitter with parameters ε = 10 and μ = 10, 10 - an insulator, while the high-frequency generator 1 is connected through a power amplifier 2 to the input with lasuyuschego device 3; one of the outputs of the matching device 3 is connected to the central residential coaxial cable 5 passing through an opening in the metal surface of the ship (vessel) hull 6, with a cylindrical emitter 7 at its upper point “A”, and a point “B”, a cylindrical emitter 7 is connected to the coaxial sheath cable through an exponential load 8, placed in the active filler 9 of the cylindrical emitter with parameters ε = 10 and μ = 10, insulator 10, the cylindrical emitter 7 is isolated from the metal surface of the hull of the ship (vessel) 6 ( Fig. 6 and Fig. 3).

Электрическая энергия высокочастотного генератора поступает по коаксиальному кабелю в точку «А», в точку верхнего питания антенного модуля 4_N, который представляет собой закрытый с одной стороны цилиндр диаметром 40 см, с другой стороны цилиндр подключен к экспоненциальной нагрузки 8 заземленной на экранную оболочку коаксиального кабеля 5, экспоненциальная нагрузка 8 размещена в активном наполнителе 9 цилиндрического излучателя с параметрами ε=10 и µ=10.The electric energy of the high-frequency generator is supplied through a coaxial cable to point “A”, to the top supply point of the antenna module 4 _N , which is a cylinder 40 cm in diameter closed on one side, and on the other hand the cylinder is connected to an exponential load 8 grounded to the screen sheath of the coaxial cable 5, the exponential load 8 is placed in the active filler 9 of the cylindrical emitter with parameters ε = 10 and μ = 10.

Токи I_A=I_Гор текущие от точки питания «А» по поверхности закрытой, верхней части антенны по направлению к цилиндрической поверхности, как видно из фиг. 6, разнонаправленные, поэтому электромагнитное поле излучения они не создают. Но токи I_A=I_Верт по цилиндрической поверхности одного направления образуют поле излучения модуля, чем интересна модель этого излучателя. Высота (или длина) цилиндрической антенны h=40 см, поэтому обладает большим, в несколько кОм отрицательным сопротивлением. Для компенсации отрицательного сопротивления к цилиндрической части антенны в точках «В» включен блок называемый экспоненциальной нагрузкой, который расположен внутри цилиндра излучателя и заполнен искусственной средой - активным наполнителем 9 с установленными параметрами ε=10 и µ=10. Экспоненциальная нагрузка заземлена на экранную оболочку коаксиального кабеля 5. Экспоненциальная линия является нагрузкой цилиндрического излучателя, причем обеспечивает равномерную нагрузку во всем диапазоне рабочих частот от 3 до 30 МГц. Известно, что коэффициент распространения электромагнитных волн «к» определен свойствами параметров сред εµ следующей зависимостью: к=ω√εµ. Экспоненциальная линия введена для выравнивания сопротивления различных частот за счет взаимного сопротивления между параллельными линиями образующими двухпроводные экспоненциальные короткозамкнутые линии. Работа цилиндрического излучателя 7 совместно с экспоненциальной нагрузки 8 в активном наполнителе 9 исследована и показала хорошие результаты. Эти результаты представлены на фиг. 3 и фиг. 4. На фигурах представлены исследования входного сопротивления антенны при размещении экспоненциальной нагрузки 8 в активный наполнитель с параметрами: 1) ε=1 и µ=100; 2) ε=100 и µ=1; 3) ε=10 и µ=10. На фиг. 3 представлены графики активной части входного сопротивления цилиндрической антенны с экспоненциальной нагрузкой, помещенной в активный наполнитель 9 цилиндрического излучателя 7. Так если параметрами являются такие как ε=1 и µ=100, то цилиндрический излучатель имеет резонанс на частоте 6 МГц, а на остальных частотах наполнитель низкой активности; если параметрами являются такие как ε=100 и µ=1, то цилиндрический излучатель имеет резонанс на частоте 15 МГц, а на остальных частотах наполнитель низкой активности; если параметрами являются такие как ε=10 и µ=10, то цилиндрический излучатель не имеет острого резонанса и характеристика сопротивления изменяется плавно. Поэтому за основу разработки антенного модуля принята среда наполнителя с параметрами ε=10 и µ=10.Currents I _A = I _Hor flowing from the supply point “A” along the surface of the closed, upper part of the antenna towards the cylindrical surface, as can be seen from FIG. 6, are multidirectional, therefore they do not create an electromagnetic radiation field. But the currents I _A = I _Vert along the cylindrical surface of one direction form the radiation field of the module, which makes the model of this emitter interesting. The height (or length) of the cylindrical antenna is h = 40 cm; therefore, it has a large, several kΩ, negative resistance. To compensate for the negative resistance to the cylindrical part of the antenna at points “B”, a block called an exponential load is included, which is located inside the emitter’s cylinder and is filled with artificial medium - active filler 9 with the set parameters ε = 10 and µ = 10. The exponential load is grounded to the screen sheath of the coaxial cable 5. The exponential line is the load of the cylindrical emitter, and provides a uniform load in the entire range of operating frequencies from 3 to 30 MHz. It is known that the coefficient of propagation of electromagnetic waves "k" is determined by the properties of the parameters of the media εµ by the following dependence: k = ω√εµ. An exponential line is introduced to equalize the resistance of various frequencies due to the mutual resistance between parallel lines forming two-wire exponential short-circuited lines. The operation of the cylindrical emitter 7 together with the exponential load 8 in the active filler 9 was investigated and showed good results. These results are presented in FIG. 3 and FIG. 4. The figures show studies of the input impedance of the antenna when placing the exponential load 8 in the active filler with the parameters: 1) ε = 1 and µ = 100; 2) ε = 100 and µ = 1; 3) ε = 10 and μ = 10. In FIG. Figure 3 shows graphs of the active part of the input resistance of a cylindrical antenna with an exponential load placed in the active filler 9 of the cylindrical emitter 7. So if the parameters are such as ε = 1 and µ = 100, then the cylindrical emitter has a resonance at a frequency of 6 MHz, and at other frequencies low activity excipient; if the parameters are such as ε = 100 and µ = 1, then the cylindrical emitter has a resonance at a frequency of 15 MHz, and at other frequencies the filler is of low activity; if the parameters are such as ε = 10 and μ = 10, then the cylindrical emitter does not have sharp resonance and the resistance characteristic changes smoothly. Therefore, the filler medium with parameters ε = 10 and μ = 10 is taken as the basis for the development of the antenna module.

Процесс получения веществ с высокой магнитной проницаемости достаточно прост. Например, феррит. Однако, процесс получения веществ с высокой диэлектрической проницаемость осложнен. В настоящее время одним из наиболее распространенных веществ с высокой диэлектрической проницаемостью является титанат бария. Кроме того, патент РФ №2111568 позволяет получать подобный материал.The process of obtaining substances with high magnetic permeability is quite simple. For example, ferrite. However, the process of obtaining substances with high dielectric constant is complicated. At present, one of the most common substances with high dielectric constant is barium titanate. In addition, the patent of the Russian Federation No. 2111568 allows to obtain similar material.

Совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечит достижение поставленной цели. Авторам неизвестны технические решения из области радиосвязи, антенной техники, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства. Авторам неизвестны технические решения из других областей техники, обладающие свойствами заявляемого технического решения. Таким образом, заявляемое техническое решение, по мнению авторов/ обладает критерием существенных признаков.The set of essential features of the claimed device will ensure the achievement of the goal. The authors are not aware of technical solutions from the field of radio communications, antenna technology, containing signs equivalent to the hallmarks of the claimed device. The authors are not aware of technical solutions from other areas of technology that have the properties of the claimed technical solution. Thus, the claimed technical solution, according to the authors / has the criterion of essential features.

Claims

1. Ship transmitting antenna system containing a high-frequency generator connected to a power amplifier with a coaxial cable line, characterized in that an additional matching device, N antenna modules, feeder lines (coaxial cable) of the same length are additionally introduced: while the output of the high-frequency generator is connected by a coaxial cable through power amplifier with input matching device; N outputs of the matching device are connected by coaxial cables of the same length to the inputs of each of the N antenna modules, starting from the first through Ν, N outputs of the matching device are connected to N antenna modules by coaxial cables passing through the holes in the metal surface of the ship, and the high-frequency generator, power amplifier and matching device located inside the hull of the ship (vessel).

2. The ship’s transmitting antenna system according to claim 1, characterized in that the matching device comprises a matching transformer Tr. 1 with one primary winding, and N-secondary windings from the first to N, while the input of the matching device is connected by a coaxial cable to terminal “a” "the primary winding of the transformer Tr.1, terminal" b "of the primary winding of the transformer Tr.1 is grounded; terminal “c” of each of the N secondary windings of transformer Tr.1 is connected to its own output, starting from the first 1 through N, with the central core of the coaxial cable, and terminal “d” of each of the N secondary windings of transformer Tr.1 is grounded.

3. The shipborne transmitting antenna system according to claim 2, characterized in that each of the N antenna modules, from the first to N, contains a cylindrical top power radiator 40 cm high and 40 cm in diameter, a coaxial cable, an exponential load placed in an active filler with parameters ε = 10 and μ = 10 inside a cylindrical emitter, an insulator, while one of the outputs of the matching device is connected to the cylindrical central core of a coaxial cable passing through an opening in the metal surface of the ship (ship) hull by a top-supply emitter to points “A”, and a point “B”, the cylindrical emitter is connected to the coaxial cable sheath through an exponential load placed in the active filler with parameters ε = 10 and μ = 10 inside the cylindrical emitter, the cylindrical emitter is insulated from the metal surface hull of the ship (vessel).