RU164858U1 - DIRECTED DIRECTOR ANTENNA - Google Patents
DIRECTED DIRECTOR ANTENNA Download PDFInfo
- Publication number
- RU164858U1 RU164858U1 RU2014128681/28U RU2014128681U RU164858U1 RU 164858 U1 RU164858 U1 RU 164858U1 RU 2014128681/28 U RU2014128681/28 U RU 2014128681/28U RU 2014128681 U RU2014128681 U RU 2014128681U RU 164858 U1 RU164858 U1 RU 164858U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibrators
- passive
- directors
- conductive surface
- length
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Всенаправленная директорная антенна, состоящая из одного активного вибратора в виде отрезка проводника, имеющего длину около четверти длины электромагнитной волны, расположенного перпендикулярно плоской проводящей поверхности и подключенного к линии питания с края, ближайшего к проводящей поверхности, и множества пассивных вибраторов-директоров в виде отрезков проводников, имеющих длину меньше длины активного вибратора, расположенных параллельно ему и подключенных одним своим краем к проводящей поверхности, отличающаяся тем, что пассивные вибраторы-директоры расположены так, что проекции их средних точек на проводящую поверхность расположены вдоль окружностей, центр которых совпадает с центром проекции на эту поверхность активного вибратора, на одинаковом вдоль дуги окружности расстоянии от проекций их средних точек соседних пассивных вибраторов-директоров, при этом длины пассивных вибраторов-директоров, относящихся к одной окружности, равны, и с увеличением радиуса окружности, на которой расположены средние точки пассивных вибраторов-директоров, длины пассивных вибраторов не изменяются, и на каждую окружность приходится не менее трех пассивных вибраторов-директоров.An omnidirectional director antenna consisting of one active vibrator in the form of a piece of conductor having a length of about a quarter of the wavelength of the electromagnetic wave, located perpendicular to a flat conductive surface and connected to the power line from the edge closest to the conductive surface, and a plurality of passive director vibrators in the form of wire segments having a length less than the length of the active vibrator located parallel to it and connected with one of its edges to a conductive surface, characterized in that the sibling director vibrators are arranged so that the projections of their midpoints on the conductive surface are located along circles whose center coincides with the center of the projection of the active vibrator onto this surface, at the same distance from the projections of their midpoints of the adjacent passive vibrators directors along the circular arc, while the lengths of the passive vibrators-directors belonging to one circle are equal, and with the increase in the radius of the circle on which the midpoints of the passive vibrators-directors are located, the length of the pass GOVERNMENTAL vibrators are not changed, and each circle has to at least three passive vibrators directors.
Description
Полезная модель предназначена для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в декаметровом, метровом, дециметровом и сантиметровом диапазонах волн. Известна антенна с управляемой диаграммой направленности [1], состоящая из несимметричных вибраторов длиной около четверти длины электромагнитной волны, установленных перпендикулярно плоской проводящей поверхности и подключенных к ней через управляемые р-i-n диоды. В такой антенне центральный вибратор является активным и возбуждается от коаксиального кабеля. Остальные вибраторы являются пассивными и при включенном диоде играют роль рефлекторов. Вибраторы с отключенным диодом являются электрически прозрачными и на итоговую диаграмму направленности (ДН) влияния практически не оказывают. Благодаря этому формируется направленное в двух плоскостях излучение, причем главный лепесток оказывается отклонен от проводящей плоскости на некоторый угол. При всех включенных диодах теоретически можно получить всенаправленное в одной плоскости излучение. Однако в другой плоскости оно не будет сфокусированным и коэффициент направленного действия будет низок, так как пассивные вибраторы в этом случае экранируют излучение центрального вибратора.The utility model is intended for use as part of radio engineering devices of television, broadcasting and radio communications in the decameter, meter, decimeter and centimeter wave ranges. A known antenna with a controlled radiation pattern [1], consisting of asymmetric vibrators with a length of about a quarter of the electromagnetic wavelength, mounted perpendicular to a flat conductive surface and connected to it through controlled p-i-n diodes. In such an antenna, the central vibrator is active and is driven by a coaxial cable. The remaining vibrators are passive and, when the diode is on, play the role of reflectors. Vibrators with the diode turned off are electrically transparent and have practically no effect on the resulting radiation pattern. Due to this, radiation directed in two planes is formed, and the main lobe is deviated from the conducting plane by a certain angle. With all the diodes turned on, it is theoretically possible to obtain radiation omnidirectional in the same plane. However, in another plane it will not be focused and the coefficient of directional action will be low, since passive vibrators in this case shield the radiation of the central vibrator.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента направленного действия антенны при всенаправленности в одной из плоскости.The technical result of the utility model is to increase the directional coefficient of the antenna with omnidirectionality in one of the planes.
Для достижения указанного технического результата предлагается всенаправленная директорная антенна, состоящая из одного активного несимметричного вибратора в виде отрезка проводника, расположенного перпендикулярно плоской проводящей поверхности, и множества пассивных вибраторов-директоров в виде отрезков проводника, подключенных к плоской проводящей поверхности, имеющих длину меньше длины активного несимметричного вибратора, расположенных параллельно ему и подключенных ближним краем к проводящей поверхности. При этом пассивные вибраторы-директоры расположены так, что их проекции на проводящую поверхность расположены вдоль окружностей, центр которых совпадает с проекцией активного вибратора на эту проводящую поверхность, на одинаковом вдоль дуги окружности расстоянии от проекций соседних пассивных вибраторов-директоров на проводящую поверхность. Активный вибратор несимметричной антенны имеет длину порядка четверти длины электромагнитной волны.To achieve the technical result, an omnidirectional director antenna is proposed, consisting of one active asymmetric vibrator in the form of a conductor segment located perpendicular to a flat conductive surface, and a plurality of passive director vibrators in the form of conductor segments connected to a flat conductive surface having a length less than the length of the active asymmetric vibrators located parallel to it and connected by the near edge to the conductive surface. In this case, the passive vibrator directors are located so that their projections on the conductive surface are located along circles whose center coincides with the projection of the active vibrator on this conductive surface, at the same distance from the projections of neighboring passive vibrator directors on the conductive surface along the circular arc. An active asymmetric antenna vibrator is about a quarter of the length of an electromagnetic wave.
Излучение в нижнее полупространство проводящего экрана ограничено дифракционными эффектами на его краях и будет тем меньше, чем больше размер экрана. Благодаря этому излучаемая мощность сконцентрирована в только одной половине пространства и КНД антенны будет выше, чем у прототипа. Кроме этого, наличие сплошного экрана избавляет от необходимости использования дополнительных индуктивностей, а подстройка антенны осуществляется изменением длины пассивных элементов.Radiation into the lower half-space of the conducting screen is limited by diffraction effects at its edges and will be the smaller, the larger the screen size. Due to this, the radiated power is concentrated in only one half of the space and the directivity of the antenna will be higher than that of the prototype. In addition, the presence of a solid screen eliminates the need for additional inductances, and the antenna is tuned by changing the length of the passive elements.
По мере увеличения радиуса окружностей, вдоль которых расположены пассивные вибраторы, то есть по мере удаления пассивных вибраторов от активного вибратора, длины пассивных вибраторов не изменяются.As the radius of the circles along which the passive vibrators are increasing, that is, as the passive vibrators move away from the active vibrator, the lengths of the passive vibrators do not change.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых:The utility model is illustrated by drawings, in which:
фиг. 1 -- несимметричная всенаправленная директорная антеннаFIG. 1 - unbalanced omnidirectional director antenna
Несимметричный вариант всенаправленной директорной антенны содержит пассивные вибраторы-директоры в виде отрезков проводника 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26 и 27-28, расположенные перпендикулярно плоской проводящей поверхности 1. Активный вибратор 2-3 имеет длину около четверти длины электромагнитной волны. Один провод линии питания подключается к краю 3 активного вибратора, а второй к проводящей плоскости 1. Пассивные вибраторы-директоры 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26 и 27-28 имеют длину меньшую, чем активный вибратор, и своими ближними концами 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 и 28 подключаются непосредственно к проводящей поверхности 1.An asymmetric version of an omnidirectional director antenna contains passive director vibrators in the form of conductor sections 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26 and 27-28, located perpendicular to the flat
Концы пассивных вибраторов-директоров, обозначенные точками 6, 8,10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 и 28 расположены по окружностям, центры которых совпадают друг с другом и с точкой 4, которая является проекцией активного вибратора 2-3 на проводящую поверхность. Расстояния между точками 6 и 8, 8 и 10, 10 и 12, 12 и 6, расположенными на одной окружности, равны. Расстояния между точками 14 и 16, 16 и 18, 18 и 20, 20 и 22, 22 и 24, 24 и 26, 26 и 28, 28 и 14, расположенными на другой окружности, также равны.The ends of the passive vibrator directors, indicated by
Длины пассивных вибраторов-директоров 5-6, 7-8, 9-10 и 11-12 равны друг другу. Также равны длины пассивных вибраторов-директоров 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26 и 27-28. При этом длины пассивных вибраторов-директоров 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24,25-26 и 27-28 равны длинам пассивных вибраторов-директоров 5-6, 7-8, 9-10 и 11-12.The lengths of the passive vibrator directors 5-6, 7-8, 9-10 and 11-12 are equal to each other. Also equal are the lengths of the passive vibrator directors 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26 and 27-28. The lengths of the passive vibrator directors 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24,25-26 and 27-28 are equal to the lengths of the passive vibrator directors 5-6, 7- 8, 9-10 and 11-12.
Всенаправленная директорная антенна работает следующим образом.Omnidirectional director antenna works as follows.
При подключении питания в точках 3 и 4 к активному вибратору 2-3 в нем образуется стоячая волна тока, и активный вибратор начинает излучать электромагнитные волны. Поскольку длина активного вибратора близка к четверти длины электромагнитной волны, то с учетом плоской проводящей поверхности максимум излучения ориентирован по нормали к оси активного вибратора.When the power at
Электромагнитное поле активного вибратора возбуждает токи в пассивных вибраторах-директорах 5-6, 7-8, 9-10, 11-12. Длины пассивных вибраторов-директоров меньше длины активного вибратора, поэтому в них также образуется стоячая волна тока. В результате пассивные вибраторы-директоры с учетом плоской проводящей поверхности 1 создают вторичные электромагнитные волны, максимум интенсивности излучения которых приходится на направление, перпендикулярное к оси пассивных вибраторов-директоров расположенных на одном радиусе окружностей.The electromagnetic field of the active vibrator excites currents in the passive vibrator directors 5-6, 7-8, 9-10, 11-12. The lengths of the passive vibrator directors are less than the length of the active vibrator, so a standing current wave is also formed in them. As a result, the passive vibrator directors, taking into account the flat
Длина пассивных вибраторов-директоров 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28 меньше длины активного вибратора 2-3. За счет этого достигается емкостной характер сопротивления пассивных вибраторов-директоров, в связи с чем ток в пассивных вибраторах-директорах отстает по фазе от тока в активном вибраторе.The length of the passive vibrator directors 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27 -28 less than the length of the active vibrator 2-3. Due to this, the capacitive nature of the resistance of the passive vibrator directors is achieved, and therefore the current in the passive vibrator directors lags behind the phase in the current in the active vibrator.
Поле всенаправленной директорной антенны в дальней зоне является суперпозицией первичного и вторичного электромагнитных полей, создаваемых активным вибратором 2-3 и пассивными вибраторами-директорами 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28 соответственно. В плоскости, перпендикулярной пассивным вибраторам-директорам, в направлении от активного вибратора 2-3 к любому из пассивных вибраторов-директоров, например, 5-6 лежащем с 2-3 на одном радиусе, фазовые сдвиги, получаемые полями в результате прохождения расстояний от одного вибратора к другому, будут компенсироваться фазовыми сдвигами, возникающими за счет разности фаз между токами в вибраторах 2-3 и 5-6 и т.д. В результате все поля в направлении радиуса окружностей будут складываться в фазе. В силу симметрии эта ситуация будет иметь место в направлении любого из директоров. Однако в секторе углов между директорами возможна частичная компенсация полей, приводящая к неравномерности диаграммы направленности.The field of the omnidirectional director antenna in the far zone is a superposition of the primary and secondary electromagnetic fields created by the active vibrator 2-3 and the passive vibrator directors 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28, respectively. In the plane perpendicular to the passive vibrators-directors, in the direction from the active vibrator 2-3 to any of the passive vibrators-directors, for example, 5-6 lying with 2-3 on the same radius, the phase shifts obtained by the fields as a result of passing distances from one vibrators to another, will be compensated by phase shifts arising due to the phase difference between the currents in the vibrators 2-3 and 5-6, etc. As a result, all fields in the direction of the radius of the circles will add up in phase. By virtue of symmetry, this situation will take place in the direction of any of the directors. However, in the angle sector between the directors, partial compensation of the fields is possible, leading to irregularity of the radiation pattern.
В плоскости, проходящей через активный вибратор, всенаправленная директорная антенна работает подобно антенне «волновой канал». В направлениях, перпендикулярных вибраторам 2-3 и 5-6, 2-3 и 7-8, 2-3 и 9-10 и т.д., первичное и вторичное поля складываются в фазе, что приводит к повышению направленности в рассматриваемой плоскости по сравнению с одиночным несимметричным вибратором.In a plane passing through an active vibrator, an omnidirectional director antenna works like a wave channel antenna. In the directions perpendicular to the vibrators 2-3 and 5-6, 2-3 and 7-8, 2-3 and 9-10, etc., the primary and secondary fields are added in phase, which leads to an increase in directivity in the considered plane compared to a single asymmetric vibrator.
В силу принципа зеркального изображения влияние плоской проводящей поверхности 1 в несимметричном варианте всенаправленной директорной антенны можно учесть, заменив эту плоскую проводящую поверхность зеркальным изображением расположенных над ней активного 2-3 и пассивных вибраторов-директоров 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28 вибраторов. В этом случае несимметричный вариант всенаправленной директорной антенны станет эквивалентен ее симметричному варианту.Due to the principle of mirror image, the influence of a flat
Работоспособность предложенной всенаправленной антенны подтверждается приведенными в приложении результатами компьютерного моделирования этой антенны в программе MMANA-GAL Pro 2.5.5.30:The operability of the proposed omnidirectional antenna is confirmed by the results of computer simulation of this antenna in the application in the MMANA-GAL Pro 2.5.5.30 program:
- фиг. 2 - диаграмма направленности антенны с 4 пассивными вибраторами-директорами (активный вибратор 2-3 и пассивные вибраторы-директоры 5-6, 7-8, 9-10, 11-12) в плоскости, перпендикулярной вибраторам (в плоскости всенаправленности);- FIG. 2 - antenna pattern with 4 passive directors-vibrators (active vibrator 2-3 and passive directors-vibrators 5-6, 7-8, 9-10, 11-12) in a plane perpendicular to the vibrators (in the omnidirectional plane);
фиг. 3 - диаграмма направленности антенны с 4 пассивными вибраторами-директорами (активный вибратор 2-3 и пассивные вибраторы-директоры 5-6, 7-8, 9-10, 11-12) в плоскости, проходящей через активный вибратор; фиг. 4-диаграмма направленности антенны с 12 пассивными вибраторами-директорами (активный вибратор 2-3, пассивные вибраторы-директоры 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28), расположенными по двум окружностям, в плоскости, перпендикулярной вибраторам (в плоскости всенаправленности);FIG. 3 is a radiation pattern of an antenna with 4 passive vibrators directors (active vibrator 2-3 and passive vibrators directors 5-6, 7-8, 9-10, 11-12) in a plane passing through the active vibrator; FIG. 4-antenna pattern with 12 passive vibrators-directors (active vibrator 2-3, passive vibrators-directors 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28), located in two circles, in a plane perpendicular to the vibrators (in the omnidirectional plane);
фиг. 5 - диаграмма направленности антенны с 12 пассивными вибраторами-директорами (активный вибратор 2-3, пассивные вибраторы-директоры 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28), расположенными по двум окружностям, в плоскости, проходящей через активный вибратор.FIG. 5 is a radiation pattern of an antenna with 12 passive vibrators-directors (active vibrator 2-3, passive vibrators-directors 5-6, 7-8, 9-10, 11-12, 13-14, 15-16, 17-18, 19-20, 21-22, 23-24, 25-26, 27-28), located in two circles, in a plane passing through the active vibrator.
По данным компьютерного моделирования выигрыш в коэффициенте направленного действия от применения 4 пассивных вибраторов-директоров по сравнению с одиночным несимметричным вибратором составляет около 1,9 дБ.According to computer simulation, the gain in directional coefficient from the use of 4 passive directors-vibrators in comparison with a single asymmetric vibrator is about 1.9 dB.
Предложенная всенаправленная директорная антенна в плоскости, перпендикулярной вибраторам, сохраняет всенаправленность, а в плоскости, параллельной им, имеет повышенный коэффициент направленного действия антенны по сравнению с одиночным несимметричным вибратором.The proposed omnidirectional director antenna in the plane perpendicular to the vibrators, remains omnidirectional, and in the plane parallel to it, has an increased coefficient of directional action of the antenna compared to a single asymmetric vibrator.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Федун И.В. Вибраторная антенна вертикальной поляризации … / Патент UA 88309 С2 от 12.10.2009 г.1. Fedun I.V. Vibrator antenna of vertical polarization ... / Patent UA 88309 C2 of 12.10.2009
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128681/28U RU164858U1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014128681/28U RU164858U1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU164858U1 true RU164858U1 (en) | 2016-09-20 |
Family
ID=56893548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128681/28U RU164858U1 (en) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU164858U1 (en) |
-
2014
- 2014-07-14 RU RU2014128681/28U patent/RU164858U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10033110B2 (en) | Multi-band, multi-polarized wireless communication antenna | |
US20140266953A1 (en) | Antenna having split directors and antenna array comprising same | |
US10553962B2 (en) | Dipole antenna with beamforming ring | |
US20150214629A1 (en) | Antenna | |
US10439283B2 (en) | High coverage antenna array and method using grating lobe layers | |
US9799956B2 (en) | Three-dimensional compound loop antenna | |
KR20140134525A (en) | Wireless communication antenna with narrow beam-width | |
KR20140132143A (en) | Reflectarray antenna for wireless telecommunication and structure thereof | |
US9653790B2 (en) | Dual-band antenna | |
RU164860U1 (en) | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA | |
JP6267005B2 (en) | Array antenna and sector antenna | |
CN104380527B (en) | Stacked loop antenna and the mobile terminal with the stacked loop antenna | |
RU164858U1 (en) | DIRECTED DIRECTOR ANTENNA | |
RU164857U1 (en) | DIRECTED DIRECTOR ANTENA | |
CN106229638B (en) | Aerial array and antenna | |
RU2346364C1 (en) | Circular antenna | |
AU2009261639B2 (en) | Aerial | |
US20180090849A1 (en) | Extended Phase Center and Directional Gain with Modified Taper Slot Antenna for Lower Frequencies | |
RU2580406C1 (en) | Broadband directional zigzag quasi-shunt-fed antenna | |
RU2593428C1 (en) | Horizontal band circularly polarised co-phased antenna system | |
KR20130052176A (en) | Patch antenna for receiving circular polarization and linear polarization | |
Mappatao | Radiation characteristics of patterns derived from shunt-fed slanted dipole linear arrays | |
Liu et al. | Pattern reconfigurable dielectric resonator antenna actuated by shorted parasitic elements | |
RU2485643C1 (en) | Log-periodic antenna | |
JP2013197664A (en) | Antenna and base station antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200715 |