RU166256U1 - Антенна круговой поляризации квазишунтовой "клевер" - Google Patents

Abstract

1. Антенна круговой поляризации квазишунтовой «клевер», содержащая четыре изогнутых вибратора, имеющих линейные начальные четвертьволновые участки, расположенные попарно во взаимно ортогональных плоскостях, исходящих из одной общей точки, являющейся первой клеммой питания, расположенной на линии пересечения плоскостей, отходящие продолжением от линейных участков, соизмеримые по длине с полуволной дуговые участки, расположенные в наклонных плоскостях и линейные конечные четвертьволновые участки, сходящиеся к общей точке, являющейся второй клеммой питания, расположенной на линии пересечения плоскостей, отличающаяся тем, что точки перехода дуг к конечным линейным участкам дополнительно попарно соединены крест на крест, расположенными в плоскостях начальных четвертьволновых линейных участков соединительными проводниками, коммутирующимися между собой в точке их пересечения, расположенной на оси пересечения плоскостей.2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей перемещена в сторону клемм питания с изменением длин соединительных проводников.3. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей соединена проводником с второй клеммой питания.4. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей соединена проводником с первой клеммой питания.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для установки на подвижных и стационарных объектах в качестве ненаправленных антенн повышенной надежности с круговой поляризацией для средств телеуправления и телекоммуникаций, в том числе и для FPV систем.

Известна ненаправленная СВЧ - антенна, содержащая четыре изогнутых вибратора, расположенных во взаимно ортогональных плоскостях над металлическим экраном (А.с. РФ №757079, опубл. 10.01.1999). Каждый вибратор выполнен участками в виде четверти окружности с длиной каждого, равной 1/2 средней длины волны, и отходящими линейными участками равными 1/4 средней длины волны. Линейные участки направлены по радиусу. Линейные участки от оконечностей дуг над экраном параллельно направлены к центру антенны и замкнуты на экран. Линейные участки вибраторов от концов окружностей к центру замещает экран, при этом отходящие от экрана окружности возбуждены равноамплитудно с прогрессивным девяностоградусным сдвигом по фазе.

Известная ненаправленная СВЧ-антенна не обеспечивает всенаправленного равномерного излучения, а обладает повышенной осевой направленностью, имеет сложную систему питания и сложное конструктивное выполнение.

Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности является антенна круговой поляризации, также называемая "клевер", антенна фирмы TAROT модели TL300K (антенна-прототип). (Tarot 5.8 G image transmission antenna group TL300K [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://tarot-rc.com/. - Заглавие с экрана. - Данные соответствуют 2016 г.). Антенна-прототип содержит четыре изогнутых проволочных вибратора, имеющих линейные начальные четвертьволновые участки, расположенные перпендикулярно попарно во взаимно ортогональных плоскостях, исходящих из одной общей точки, являющейся первой клеммой питания, расположенной на линии пересечения плоскостей. Отходящие продолжением от линейных участков, соизмеримые по длине с полуволной дуговые участки, расположены в наклонных плоскостях. Они продолжаются линейными четвертьволновыми участками, сходящимися к общей точке, являющейся второй клеммой питания, расположенной на линии пересечения плоскостей.

К недостаткам антенны-прототипа можно отнести низкую механическую надежность проволочных вибраторов из-за всевозможных деформаций и сложную технологию изготовления антенны при навесном монтаже скелетных изогнутых элементов.

При размещении антенны в реальных условиях, например, на малых летательных аппаратах или мобильных радиосредствах, при эксплуатации, классическая антенна «клевер» непредсказуемо деформируется, с изменением основных параметров.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков прототипа и создание более надежной и технологичной антенны.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является расширение диапазона использования ненаправленной антенны круговой поляризации за счет повышения надежности с увеличением жесткости конструкции и упрощение технологии изготовления за счет применения элементов печатного монтажа или упрощенных вспомогательных фиксирующих диэлектрических вставок.

Для достижения технического результат точки перехода дуг к конечным линейным участкам крестообразно соединены дополнительными, увеличивающими жесткость конструкции проводниками, коммутирующимися между собой в точке их пересечения, расположенной на оси пересечения плоскостей начальных линейных участков. Эти проводники расположены в плоскостях размещения начальных четвертьволновых линейных участков, при этом полуволновые дуговые участки изогнутых вибраторов в наклонных плоскостях, расположены под углом 45 градусов к перпендикулярным плоскостям начального и конечного линейных участков размещения. Плоскостное расположение элементов заявляемого технического решения обеспечивает печатное изготовление проводников.

Техническое решение обеспечивается также и тем, что согласно предложенной полезной модели по второму варианту точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей перемещена в сторону клемм питания с изменением длин соединительных проводников. По третьему варианту точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей соединена проводником с первой клеммой питания, а по четвертому варианту точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей соединена проводником с первой клеммой питания.

Благодаря перечисленной совокупности существенных признаков обеспечивается повышение надежности с увеличением жесткости конструкции и упрощение технологии изготовления антенны за счет применения элементов печатного монтажа или упрощенных вспомогательных фиксирующих диэлектрических вставок.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют в известных источниках информации, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности "новизна".

Сочетание отличительных признаков и свойств как в заявленном устройстве из технической, научной литературы и патентной документации не выявлено, поэтому оно соответствует критериям новизны.

Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в предельной технологичности и простоте изготовления, в облегченных, тиражировании и эксплуатации, возможностях использования на промышленной основе при конкурентоспособном уровне.

Предлагаемая антенна иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, 2.

На фиг. 1 представлен общий вид антенны круговой поляризации квазишунтовой «клевер», на фиг. 2 приведены диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскости с основными параметрами.

Антенна круговой поляризации квазишунтовой «клевер» содержит четыре изогнутых вибратора 1, имеющих линейные начальные четвертьволновые участки 2, расположенные попарно во взаимно ортогональных плоскостях 3, 4, исходящих из одной общей точки 5, являющейся первой клеммой питания «а». Точка 5 расположена на линии 6 пересечения плоскостей 3 и 4. Отходящие продолжением от линейных участков 2, соизмеримые по длине с полуволной дуговые участки 7 расположены в наклонных плоскостях (на фиг. 1 не показаны). Линейные конечные четвертьволновые участки 8, сходящиеся к общей точке 9, являющейся второй клеммой питания «б», расположены на линии 6 пересечения плоскостей 3 и 4. Точки перехода дуг к конечным линейным участкам 10 дополнительно попарно соединены крест на крест, расположенными в плоскостях 3 и 4 начальных четвертьволновых линейных участков 2 соединительными проводниками 11, коммутирующимися между собой в точке их пересечения 12, расположенной на оси 6 пересечения плоскостей 3 и 4. Точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей 12 может быть соединена проводником 13 со второй клеммой питания «б» или с первой клеммой питания «а». Точка пересечения соединительных проводников 11 по линии 6 пересечения плоскостей 3 и 4 может быть перемещена в сторону клемм питания для изменения длин соединительных проводников 11.

Антенна круговой поляризации квазишунтовой «клевер» работает следующим образом.

В каждой паре изогнутых вибраторов 1, расположенных линейными начальными четвертьволновыми участками 2, расходящимися из одной точки питания 5, излучение на этих участках отсутствует, но возбуждаются полуволновые дуговые участки 7, расположенные в пространстве на расстоянии полуволны от центра и линейные конечные участки 8, токи в последних текут синфазно от всех изогнутых вибраторов 1. Таким образом, при расположении плоскости каждого полуволнового дугового участка 7 под углом 45 градусов относительно линейного конечного участка 8 и сдвига фаз токов в них, в секторе каждого дугового участка излучается поле круговой поляризации. При этом относительно оси 6 пересечения плоскостей 3 и 4 плоскости расположения каждого полуволнового дугового участка 7 наклонены в одну сторону, то от центра антенны в верхнее полупространство радиально излучается поле односторонней круговой поляризации. Ввиду того, что токи во всех изогнутых вибраторах 1 равны, а в линейных конечных участках 8 и синфазны, то противоположные точки 10, перехода дуг 7 к конечным линейным участкам 8 попарно соединены соединительными проводниками 11, с коммутацией между собой в точке их пересечения 12, расположенной на оси 6 пересечения плоскостей 3 и 4. Образовались квазишунты 11, замыкающие точки перехода 10 противофазных токов вибраторов 1 в синфазные токи на участках 8, с их средней точкой 12, которая может быть соединена со второй, смежной клеммой питания «б», как дублирующий провод 13 к четырем имеющимся 8 или с противоположной клеммой питания «а», как соизмеримый с четвертьволновым. Квазишунты, подобно классическим шунтам, вносят изменения в импеданс, и для настройки антенны точка пересечения соединительных проводников 10 может быть по линии пересечения плоскостей 12 перемещена в сторону клемм питания для изменения длин соединительных проводников 11.

Компьютерная модель антенны круговой поляризации квазишунтовой «клевер», была проверена в ходе электронного моделирования в программе MMANA на частоту 300 МГц с перекрытием рабочего диапазона частот 200-400 МГц. Результаты компьютерного моделирования, показаны на фиг. 2. Сравнительный анализ с прототипом дополнительно выявил расширение полосы пропускания заявляемой полезной модели.

Антенна круговой поляризации квазишунтовой «клевер» может быть выполнена печатным способом из четырех сведенных к осевой линии идентичных пластинчатых элементов с нанесенными проводниковыми дорожками линейных начальных четвертьволновых участков 2, линейных конечных участков 8 и соединительных проводников 11 (с проводником 13). Полуволновые дуговые участки 7 могут быть выполнены, либо печатным образом проводниковыми дуговыми дорожками на четырех идентичных угловых пластинчатых элементах, либо навесным образом, соединяя проволочным проводником наискосок крайние точки дорожек печатных пластинчатых элементов соединительных проводников 11 и линейных начальных четвертьволновых участков 2. Дополнительно к этому антенна может быть изготовлена и полностью навесным способом, но для технологичности и надежности с устройством штампованного диэлектрического каркаса на который крепятся проводники конструкции устройства.

Claims (4)

1. Антенна круговой поляризации квазишунтовой «клевер», содержащая четыре изогнутых вибратора, имеющих линейные начальные четвертьволновые участки, расположенные попарно во взаимно ортогональных плоскостях, исходящих из одной общей точки, являющейся первой клеммой питания, расположенной на линии пересечения плоскостей, отходящие продолжением от линейных участков, соизмеримые по длине с полуволной дуговые участки, расположенные в наклонных плоскостях и линейные конечные четвертьволновые участки, сходящиеся к общей точке, являющейся второй клеммой питания, расположенной на линии пересечения плоскостей, отличающаяся тем, что точки перехода дуг к конечным линейным участкам дополнительно попарно соединены крест на крест, расположенными в плоскостях начальных четвертьволновых линейных участков соединительными проводниками, коммутирующимися между собой в точке их пересечения, расположенной на оси пересечения плоскостей.

2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей перемещена в сторону клемм питания с изменением длин соединительных проводников.

3. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей соединена проводником с второй клеммой питания.

4. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что точка пересечения соединительных проводников по линии пересечения плоскостей соединена проводником с первой клеммой питания.

Images