RU189383U1 - Multi-band dipole antenna - Google Patents

Multi-band dipole antenna Download PDF

Info

Publication number
RU189383U1
RU189383U1 RU2019100931U RU2019100931U RU189383U1 RU 189383 U1 RU189383 U1 RU 189383U1 RU 2019100931 U RU2019100931 U RU 2019100931U RU 2019100931 U RU2019100931 U RU 2019100931U RU 189383 U1 RU189383 U1 RU 189383U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrator
vibrators
support
metal
antenna
Prior art date
Application number
RU2019100931U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Владимирович Плишкин
Сергей Николаевич Шульженко
Владимир Степанович Чалых
Екатерина Алексеевна Маркова
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2019100931U priority Critical patent/RU189383U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU189383U1 publication Critical patent/RU189383U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements

Abstract

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована в качестве передающей, приемной или приемо-передающей антенны УКВ диапазона в системах подвижной радиосвязи. Многодиапазонная вибраторная коллинеарная антенна содержит несущую металлическую опору в форме трубы, на которой расположены N вертикальных вибраторов. Причем верхнее и нижнее плечи каждого вибратора выполнены в виде соосных опоре металлических цилиндров, электрически соединенных с опорой в верхних частях. В каждый из N-1 вибраторов введены дополнительные цилиндры, обеспечивающие развязку между вибраторами; N-й вибратор выполнен в виде дискоконусного излучателя, состоящего из металлического диска и металлического конуса, расположенного на вершине опоры и обеспечивающего работу в широком диапазоне частот. Технический результат заключается в обеспечение возможности работы антенны в нескольких узких диапазонах частот, хорошей развязки между вибраторами, а также в возможности излучения широкополосных сигналов. 3 ил.The utility model relates to antenna technology and can be used as a transmitting, receiving or receiving and transmitting antenna of VHF range in mobile radio communications systems. A multi-band dipole collinear antenna contains a carrier metal support in the form of a pipe on which N vertical vibrators are located. Moreover, the upper and lower shoulders of each vibrator are made in the form of coaxially supporting metal cylinders, electrically connected to the support in the upper parts. Additional cylinders are inserted into each of the N-1 vibrators, providing a decoupling between the vibrators; The Nth vibrator is made in the form of a disc cone emitter consisting of a metal disk and a metal cone located at the top of the support and providing operation in a wide frequency range. The technical result is to provide the ability of the antenna in several narrow frequency bands, good isolation between the vibrators, as well as the possibility of radiation of broadband signals. 3 il.

Description

Предлагаемое устройство относится к антенной технике и может быть использовано в качестве передающей, приёмной или приёмо-передающей антенны УКВ диапазона в системах подвижной радиосвязи. The proposed device relates to antenna technology and can be used as a transmitting, receiving or receiving and transmitting antenna VHF range in mobile radio systems.

Известна широкополосная антенна по пат. РФ 2656034, Н01Q 9/18, состоящая из двух широкополосных излучателей, объемных вибраторов и развязывающих устройств. Недостатками такой антенны являются наличие сложных развязывающих устройств, необходимость обеспечить отдельные противовесы для каждого типа излучателей, что приводит к конструктивной сложности конечного изделия и высоким массогабаритным параметрам. Наряду с этим, известны также различные варианты коллинеарных антенн по патентам РФ 2097883, Н01Q 9/18; 2107364, Н01Q 9/18; 2498466, Н01Q 9/18. Недостатком таких антенн является возможность работы только в узком диапазоне частот.Known broadband antenna in US Pat. RF 2656034, H01Q 9/18, consisting of two broadband emitters, bulk vibrators and decoupling devices. The disadvantages of such an antenna are the presence of complex decoupling devices, the need to provide separate counterweights for each type of radiator, which leads to the structural complexity of the final product and high weight and size parameters. Along with this, various variants of collinear antennas are also known according to the patents of the Russian Federation 2097883, H01Q 9/18; 2107364, H01Q 9/18; 2498466, H01Q 9/18. The disadvantage of such antennas is the ability to work only in a narrow frequency range.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемой полезной модели является компактная вертикальная антенная решётка из вертикальных вибраторов, пространственно совмещённых с опорой по пат. РФ 2573224, Н01Q 9/18 (пункты формулы 1 и 4), принятая за прототип.The closest analogue to the technical nature of the proposed utility model is a compact vertical antenna array of vertical vibrators, spatially combined with a support in US Pat. RF 2573224, H01Q 9/18 (claims 1 and 4), adopted for the prototype.

Схема устройства-прототипа приведена на фиг. 1а, б, где обозначено:The layout of the prototype device is shown in FIG. 1a, b, where indicated:

4 – опора; 4 - support;

1, 2, 3 – первый, второй, третий вибраторы;1, 2, 3 - first, second, third vibrators;

1.1 – нижний резонатор первого вибратора;1.1 - the lower resonator of the first vibrator;

1.2 –верхний резонатор первого вибратора;1.2 - the upper resonator of the first vibrator;

2.1 – нижний резонатор второго вибратора;2.1 - the lower resonator of the second vibrator;

2.2 – верхний резонатор второго вибратора;2.2 - the upper resonator of the second vibrator;

3.1 – нижний резонатор третьего вибратора;3.1 - the lower resonator of the third vibrator;

3.2 – верхний резонатор третьего вибратора;3.2 - the upper resonator of the third vibrator;

5.1 – коаксиальный кабель;5.1 - coaxial cable;

8 – перемычка.8 - jumper.

Устройство-прототип (пункты формулы 1, 4) содержит неограниченное теоретически число вибраторов N. Рассмотрим конкретное исполнение, наиболее подробно описанное в прототипе, при N=3. В этом исполнении устройство-прототип содержит опору 4, представляющую собой полую металлическую трубу, соосно с ней установлены три идентичных вибратора 1, 2, 3, каждый из которых состоит из идентичных резонаторов - нижнего резонатора (1.1, 2.1, 3.1) и верхнего резонатора (1.2, 2.2, 3.2). Каждый резонатор представляет собой полый металлический цилиндр, соединённый с опорой посредством перемычки 8 (фиг. 1б), при этом в нижнем сечении электрический контакт между резонаторами (1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) и опорой 4 отсутствует. На фиг. 1б показан узел питания вибратора в сечении. Между нижним и верхним плечами вибратора – резонаторами 1.1 и 1.2 - в опоре 4 имеется отверстие, к которому подходит коаксиальный кабель 5.1, питающий данный вибратор. Коаксиальный кабель включает оплётку, которая в зоне отверстия электрически соединена с опорой 4, и центральный проводник (жилу) кабеля, который соединен с нижней кромкой цилиндра верхнего плеча (верхним резонатором 1.2). Ко второму и третьему вибраторам 2 и 3, аналогично вибратору 1, подключаются отдельные коаксиальные кабели, не показанные на рисунке 1.а. The prototype device (claims 1, 4) contains the theoretically unlimited number of vibrators N. Consider the specific design, described in most detail in the prototype, with N = 3. In this design, the prototype device contains a support 4, which is a hollow metal pipe, three identical vibrators 1, 2, 3 are installed coaxially with it, each of which consists of identical resonators — the lower resonator (1.1, 2.1, 3.1) and the upper resonator ( 1.2, 2.2, 3.2). Each resonator is a hollow metal cylinder connected to the support by jumper 8 (Fig. 1b), while in the lower section there is no electrical contact between the resonators (1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2) and the support 4. FIG. 1b shows the power supply unit of the vibrator in cross section. Between the lower and upper arms of the vibrator — resonators 1.1 and 1.2 — in support 4 there is an opening to which a coaxial cable 5.1 fits, which feeds this vibrator. The coaxial cable includes braid, which in the hole area is electrically connected to support 4, and the central conductor (core) of the cable, which is connected to the lower edge of the upper arm cylinder (upper resonator 1.2). To the second and third vibrators 2 and 3, similarly to vibrator 1, separate coaxial cables are connected, not shown in Figure 1.a.

Устройство-прототип работает следующим образом.The device prototype works as follows.

Каждый коаксиально расположенный вибратор 1, 2, 3 входящий в состав антенны, запитывается через соответствующий независимый коаксиальный кабель, расположенный внутри опоры 4. В коаксиальном кабеле может распространяться только Т-волна, при этом ток, вытекающий из такого кабеля по центральному проводнику (ток I2 в вибраторе 1) равен току, втекающему в кабель по внутренней поверхности его оплетки (ток I1 в вибраторе 1). Ток I2 распространяется по внешней и внутренней поверхности верхнего резонатора 1.2 (токи I21 и I22, соответственно), причём основная часть тока I1 протекает по внешней поверхности цилиндра резонатора 1.2. Аналогично ток I1 также складывается из двух токов I11 и I12. Учитывая малость токов I12 и I22, можно считать, что вибратор возбуждается симметрично. Однако необходимо учитывать некоторое шунтирующее действие резонатора. Узлы питания второго и третьего вибраторов 2 и 3 соответствующими независимыми коаксиальными кабелями (на фиг. 1 а не показаны) выглядят аналогично узлу питания вибратора 1 первым коаксиальным кабелем 5.1. Таким образом, компактная вертикальная антенная решётка из вертикальных вибраторов, пространственно совмещённых с опорой, хорошо согласуется с линиями питания и будет эффективно излучать электромагнитную энергию в узкой полосе частот

Figure 00000001
вблизи центральной частоты
Figure 00000002
. Each coaxially located vibrator 1, 2, 3, which is part of the antenna, is powered through a corresponding independent coaxial cable located inside support 4. Only a T-wave can propagate in a coaxial cable, while the current flowing from such a cable along the center conductor (current I2 in the vibrator 1) is equal to the current flowing into the cable along the inner surface of its braid (current Ione in the vibrator 1). Current I2 spreads on the outer and inner surface of the upper resonator 1.2 (currents I21 and I22, respectively), with the main part of the current Ioneflows on the outer surface resonator cylinder 1.2. Similarly current Ione also consists of two currents Ieleven and I12. Given the smallness of the currents I12 and I22It can be considered that the vibrator is excited symmetrically. However, it is necessary to take into account some shunting effect of the resonator. The power supply units of the second and third vibrators 2 and 3 with corresponding independent coaxial cables (not shown in Fig. 1) look similar to the power supply unit of the vibrator 1 with the first coaxial cable 5.1. Thus, a compact vertical antenna array of vertical vibrators, spatially aligned with the support, is in good agreement with the power lines and will effectively emit electromagnetic energy in a narrow frequency band.
Figure 00000001
 near the center frequency
Figure 00000002
.

В верхнем сечении верхнего плеча вибратора 1.2 ток с внешней поверхности цилиндра резонатора 1.2 по перемычке 8 свободно перетекает на опору 4, возбуждая её. Это может привести к асимметрии плеч вибраторов и соответствующему искажению диаграммы направленности. Указанный эффект проявляется тем слабее, чем ближе друг к другу расположены вибраторы 1, 2, 3, поскольку уменьшаются свободные участки опоры 4, удлиняющие верхние плечи вибраторов. При достаточно близком расположении вибраторов будет наблюдаться сильная связь между ними, обусловленная наличием большой торцевой ёмкости. Для компенсации этой ёмкости с целью улучшения взаимной развязки вибраторов используются укороченные резонаторы. Таким образом, согласование и симметрирование антенны достигается подбором геометрических параметров резонаторов, входящих в вибраторы. In the upper cross section of the upper arm of the vibrator 1.2, the current from the external surface of the cylinder of the resonator 1.2 along jumper 8 freely flows to the support 4, exciting it. This can lead to asymmetry of the vibrator arms and the corresponding distortion of the radiation pattern. This effect is manifested by the weaker, the closer to each other are the vibrators 1, 2, 3, since the free areas of the support 4, which extend the upper shoulders of the vibrators, decrease. With a sufficiently close arrangement of the vibrators, a strong connection will be observed between them, due to the presence of a large end-cap. To compensate for this capacitance, in order to improve the mutual isolation of vibrators, shortened resonators are used. Thus, matching and balancing the antenna is achieved by selecting the geometric parameters of the resonators included in the vibrators.

Недостатком устройства-прототипа является возможность работы только в одном узком диапазоне частот.The disadvantage of the prototype device is the ability to work only in one narrow frequency range.

Задачей предлагаемого устройства является обеспечение возможности независимой работы антенны в нескольких узких диапазонах частот, в том числе и в широком диапазоне частот за счет введения в конструкцию широкополосного излучателя (вибратора), а также обеспечение хорошей развязки между вибраторами.The objective of the proposed device is to enable independent operation of the antenna in several narrow frequency bands, including in a wide frequency range due to the introduction of a broadband radiator (vibrator) into the design, as well as ensuring good isolation between the vibrators.

Для решения поставленной задачи в антенну, содержащую несущую металлическую опору в форме трубы, на которой расположены N вертикальных вибраторов, причем верхнее и нижнее плечи каждого вибратора выполнены в виде соосных опоре металлических цилиндров, электрически соединенных с опорой в верхних частях, согласно полезной модели в каждый из N-1 вибраторов введены дополнительные цилиндры, обеспечивающие развязку между вибраторами; N-й вибратор выполнен в виде диско-конусного излучателя, состоящего из металлического диска и металлического конуса, расположенного на вершине опоры и обеспечивающего работу в широком диапазоне частот. To solve this problem, an antenna containing a carrier metal support in the form of a pipe, on which N vertical vibrators are located, the upper and lower shoulders of each vibrator being made as coaxial support of metal cylinders electrically connected to the support in the upper parts, according to the utility model additional cylinders were introduced from the N-1 vibrators, providing a decoupling between the vibrators; The Nth vibrator is made in the form of a disco-cone emitter, consisting of a metal disk and a metal cone, located on the top of the support and providing work in a wide frequency range.

На фиг. 2 представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено: FIG. 2 shows the scheme of the proposed device, where indicated:

1, 2, N-1 – вибраторы;1, 2, N-1 - vibrators;

1.1, 2.1, N-1.1 – нижние резонаторы;1.1, 2.1, N-1.1 - lower resonators;

1.2, 2.2, N-1.2 – верхние резонаторы;1.2, 2.2, N-1.2 - upper resonators;

1.3, 2.3, N-1.3 –дополнительные металлические цилиндры;1.3, 2.3, N-1.3 –additional metal cylinders;

N – диско-конусный излучатель (вибратор);N - disco-cone emitter (vibrator);

N.1 – металлический диск;N.1 - metal disk;

N.2 – металлический конус;N.2 - metal cone;

4 – опора.4 - support.

Рассмотрим конкретное исполнение, при N = 3, один вибратор представляет собой дискоконусный излучатель. На фиг. 3 а, б представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено: Consider a specific design, with N = 3, one vibrator is a disco cone emitter. FIG. 3 a, b shows the scheme of the proposed device, where indicated:

1 – вибратор верхнего диапазона;1 - upper range vibrator;

1.1 – нижний резонатор верхнего диапазона;1.1 - the lower resonator of the upper range;

1.2 – верхний резонатор верхнего диапазона;1.2 - upper resonator of the upper range;

1.3 – первый дополнительный металлический цилиндр;1.3 - the first additional metal cylinder;

2 – вибратор нижнего диапазона;2 - low range vibrator;

2.1 – нижний резонатор нижнего диапазона;2.1 - the lower resonator of the lower range;

2.2 – верхний резонатор нижнего диапазона;2.2 - the upper resonator of the lower range;

2.3 – второй дополнительный металлический цилиндр;2.3 - the second additional metal cylinder;

3 – дискоконусный излучатель (вибратор);3 - disco cone emitter (vibrator);

3.1 – металлический диск;3.1 - metal disc;

3.2 – металлический конус;3.2 - metal cone;

4 – опора;4 - support;

5.1 – первый коаксиальный кабель;5.1 - the first coaxial cable;

5.2 – второй коаксиальный кабель;5.2 - second coaxial cable;

5.3 – третий коаксиальный кабель;5.3 - the third coaxial cable;

8 – перемычка.8 - jumper.

Предлагаемое антенное устройство содержит опору 4, представляющую собой металлическую трубу, соосно с которой, установлены N вибраторов (2, 3, …, N), N-1 из которых (2, 3, …, N-1) состоят из верхнего (2.2, 3.2, …, N-1.2) и нижнего (2.1, 3.1, …, N-1.1) резонаторов и дополнительного металлического цилиндра (2.3, 3.3, …, N-1.3), и N-й вибратор, представляющий собой дискоконусный излучатель N и состоящий из металлического диска N.1 и металлического конуса N.2. Причём вибратор, представляющий собой дискоконусный излучатель, расположен на вершине опоры 4. В общем случае вибраторы, составляющие различные резонаторы могут иметь различные геометрические размеры. К каждому вибратору подключается отдельный кабель (фидер) питания, представляющий собой коаксиальный кабель, подключение кабеля рассмотрено на примере конкретного исполнения (рис. 3 б). На рис. 2 кабели не показаны. The proposed antenna device contains a support 4, which is a metal pipe, coaxially with which, N vibrators (2, 3, ..., N) are installed, N-1 of which (2, 3, ..., N-1) consist of the top (2.2 , 3.2, ..., N-1.2) and lower (2.1, 3.1, ..., N-1.1) resonators and an additional metal cylinder (2.3, 3.3, ..., N-1.3), and the Nth vibrator, which is a disk-cone radiator N and consisting of a metal disk N.1 and a metal cone N.2. Moreover, the vibrator, which is a disk cone emitter, is located at the top of support 4. In the general case, the vibrators that make up the various resonators can have different geometrical dimensions. Each vibrator is connected to a separate power cable (feeder), which is a coaxial cable, the cable connection is considered on the example of a specific design (Fig. 3 b). In fig. 2 cables not shown.

Конкретное исполнение при N=3, представленное на рис.3, содержит опору 4 и установленные на ней соосно вибратор верхнего диапазона 1, состоящий из верхнего 1.1 и нижнего 1.2 резонаторов и первого дополнительного металлического цилиндра 1.3, вибратор нижнего диапазона 2, состоящий из верхнего 2.1 и нижнего 2.2 резонаторов нижнего диапазона и второго дополнительного металлического цилиндра 2.3, и дискоконусный излучатель (вибратор) 3, включающий в себя металлический диск 3.1 и металлический конус 3.2. Каждый резонатор (1.1, 1.2, 2.1, 2.2), а также первый (1.3) и второй (2.3) дополнительные металлические цилиндры, представляют собой полые тонкостенные металлические цилиндры, соединённые с опорой посредством перемычки 8, при этом в нижнем сечении электрический контакт между резонаторами (1.1, 1.2, 2.1, 2.2), дополнительными цилиндрами (1.3, 2.3) и опорой 4 отсутствует. Внутри опоры 4 размещены первый, второй и третий коаксиальные кабели 5.1, 5.2, 5.3. На фиг. 3б показан узел питания вибратора в сечении. Между нижним и верхним плечами вибратора – резонаторами 1.1 и 1.2 в опоре имеется отверстие, к которому подходит первый коаксиальный кабель 5.1 данного вибратора, оплётка которого в зоне отверстия электрически соединена с опорой 4, а его центральный проводник (жила) кабеля – с нижней кромкой цилиндра верхнего плеча (верхним резонатором 2.2). Узел питания вибратора нижнего диапазона 2 вторым коаксиальным кабелем 5.2 (на фиг. 3б не показан) выглядит аналогично узлу питания вибратора 1 первым коаксиальным кабелем 5.1. Оплетка третьего коаксиального кабеля 5.3 электрически соединена с металлическим конусом 3,2, а его центральная жила – с металлическим диском 3.1 (на фиг. 3б не показаны). The specific design with N = 3, shown in Fig. 3, contains support 4 and a vibrator of upper range 1, mounted on it coaxially, consisting of the upper 1.1 and lower 1.2 resonators and the first additional metal cylinder 1.3, the vibrator of the lower range 2, consisting of the upper 2.1 and a lower 2.2 resonator of the lower range and a second additional metal cylinder 2.3, and a disk-cone emitter (vibrator) 3, including a metal disk 3.1 and a metal cone 3.2. Each resonator (1.1, 1.2, 2.1, 2.2), as well as the first (1.3) and second (2.3) additional metal cylinders, are hollow thin-walled metal cylinders connected to the support by jumper 8, with electrical contact between the resonators in the lower section (1.1, 1.2, 2.1, 2.2), additional cylinders (1.3, 2.3) and support 4 is missing. Inside the support 4 are placed the first, second and third coaxial cables 5.1, 5.2, 5.3. FIG. 3b shows the power supply unit of the vibrator in section. Between the lower and upper arms of the vibrator — resonators 1.1 and 1.2, there is a hole in the support to which the first coaxial cable 5.1 of this vibrator fits, the braid of which in the hole area is electrically connected to support 4 and its central conductor (core) of the cable upper arm (upper resonator 2.2). The power supply unit of the low-range vibrator 2 with the second coaxial cable 5.2 (not shown in Fig. 3b) looks similar to the power supply unit of the vibrator 1 with the first coaxial cable 5.1. The braid of the third coaxial cable 5.3 is electrically connected to the metal cone 3.2, and its central core to the metal disk 3.1 (not shown in Fig. 3b).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Рассмотрим работу устройства на примере конкретного исполнения (фиг. 3) с тремя вибраторами, один из которых представляет собой дискоконусный излучатель. В коаксиальных кабелях 5.1, 5.2, 5.3 от источника возмущений распространяется Т-волна. Рассмотрим вибратор 1, предназначенный для работы в узком диапазоне на высокой частоте. Каждый цилиндр, составляющий вибратор 1, имеет размер приблизительно равный четверти длины волны на центральной частоте рабочего диапазона с учётом коэффициента укорочения. Ток I2, вытекает из центрального проводника первого коаксиального кабеля 5.1, распространяется по внешней поверхности резонатора 1.2, а ток I1 распространяется по внешней поверхности резонатора 1.1, не затекая на оплётку коаксиального кабеля 5.1, поскольку последний электрически соединён с опорой 4, обладающей нулевым потенциалом. При этом внутренние поверхности резонаторов 1.1 и 1.2 совместно с перемычками 8 выполняют роль четвертьволнового объёмного блокирующего контура, известного в литературе как «четвертьволновой стакан». Вследствие запирающего действия такого контура, токи по внутренним поверхностям резонаторов 1.1 и 1.2 на резонансной частоте не протекают. Однако, в силу влияния соседних вибраторов, резонансная частота может смещаться, кроме того, токи на частотах, близких к резонансной, но не равных ей, могут затекать на внутреннюю поверхность вибраторов, а также на опору 4. Первый дополнительный металлический цилиндр 1.3 также является четвертьволновым блокирующим резонатором. Благодаря наличию первого дополнительного металлического цилиндра 1.3, расположенного достаточно близко к верхнему резонатору 1.2, ток I2 не затекает на опору 4, что позволяет сохранить симметричность вибратора и его согласование с линией питания. Кроме того, объёмный изолятор, состоящий из первого дополнительного металлического цилиндра 1.3 и перемычки 8, обеспечивает развязку вибраторов 1 и 2. Таким образом, вибратор 1 обеспечивает хорошее согласование с линией питания и эффективное излучение в узкой полосе частот

Figure 00000003
вблизи центральной частоты
Figure 00000004
. Consider the operation of the device on the example of a specific design (Fig. 3) with three vibrators, one of which is a disk-cone radiator. In coaxial cables 5.1, 5.2, 5.3, a T-wave propagates from a source of disturbances. Consider the vibrator 1, designed to work in a narrow range at high frequency. Each cylinder constituting the vibrator 1 has a size approximately equal to a quarter of the wavelength at the center frequency of the operating range, taking into account the shortening factor. The current I 2 flows out of the center conductor of the first coaxial cable 5.1, spreads across the outer surface of the resonator 1.2, and the current I 1 spreads across the outer surface of the resonator 1.1, not flowing into the braid of the coaxial cable 5.1, since the latter is electrically connected to support 4 having zero potential. . In this case, the internal surfaces of the resonators 1.1 and 1.2 together with the jumpers 8 perform the role of a quarter-wave volumetric blocking circuit, known in the literature as a “quarter-wave glass”. Due to the blocking effect of such a circuit, no currents flow along the internal surfaces of resonators 1.1 and 1.2 at the resonant frequency. However, due to the influence of neighboring vibrators, the resonant frequency can shift, in addition, currents at frequencies close to the resonance, but not equal to it, can flow on the inner surface of the vibrators, as well as on support 4. The first additional metal cylinder 1.3 is also a quarter-wave blocking resonator. Due to the presence of the first additional metal cylinder 1.3, located close enough to the upper resonator 1.2, the current I 2 does not flow to the support 4, which allows to maintain the symmetry of the vibrator and its coordination with the power line. In addition, the bulk insulator, consisting of the first additional metal cylinder 1.3 and jumper 8, provides isolation of vibrators 1 and 2. Thus, the vibrator 1 provides good alignment with the power line and effective radiation in a narrow frequency band.
Figure 00000003
near the center frequency
Figure 00000004
.

Вибратор нижнего диапазона 2 имеет аналогичный узел питания вторым коаксиальным кабелем 5.2. В целом его работа аналогична работе вибратора 1.2, однако его рабочая частота приблизительно в два раза ниже рабочей частоты вибратора 1, соответственно размер входящих в него резонаторов и дополнительного цилиндра (2.1, 2.2, 2.3) приблизительно в два раза больше, чем у резонаторов и цилиндра (1.1, 1.2, 1.3) в вибраторе 1. Второй дополнительный металлический цилиндр 3.3 вместе с перемычкой 8 также представляет собой объёмный изолятор и позволяет обеспечить развязку вибратора нижнего диапазона 2 и дискоконусного излучателя 3. Вибратор нижнего диапазона 2 согласуется с линией питания и эффективно излучает электро-магнитную энергию в узкой полосе

Figure 00000005
вблизи центральной частоты
Figure 00000006
, значение которой превышает значение
Figure 00000007
более чем на
Figure 00000008
. The low-range vibrator 2 has a similar power supply with a second coaxial cable 5.2. In general, its operation is similar to that of the vibrator 1.2, but its operating frequency is approximately two times lower than the operating frequency of the vibrator 1, respectively, the size of the resonators and the additional cylinder (2.1, 2.2, 2.3) are approximately two times larger than those of the resonators and the cylinder (1.1, 1.2, 1.3) in the vibrator 1. The second additional metal cylinder 3.3, together with jumper 8, also represents a volume insulator and allows to provide a decoupling of the low-range vibrator 2 and the disk-cone emitter 3. The low-range vibrator 2 consistent with the power line and effectively radiates electromagnetic energy in a narrow band
Figure 00000005
near the center frequency
Figure 00000006
whose value exceeds the value
Figure 00000007
more than
Figure 00000008
.

Дискоконусный излучатель 3 питается третьим коаксиальным кабелем 5.3 с волновым сопротивлением 50 Ом, по которому от источника возмущений распространяется Т-волна. Коаксиальный кабель 5.3, подключенный оплеткой к металлическому конусу 3.2, а центральным проводником (жилой) кабеля - к металлическому диску 3.1, возбуждает электромагнитное поле, которое излучается с внешних поверхностей дискоконусного излучателя 3 в окружающее пространство. Дискоконусный излучатель 3 является широкополосным и способен обеспечить согласование с линией питания и эффективное излучение в широком диапазоне частот

Figure 00000009
. В общем случае не существует теоретического ограничения как на возможное число рабочих диапазонов частот антенны, так и на число используемых в антенне вибраторов. Излучаемое каждым из вибраторов, в том числе и диско-конусным излучателем, антенны электромагнитное поле имеет волновой фронт, близкий к сферическому, следовательно, антенна характеризуется круговой диаграммой направленности в азимутальной плоскости. Антенна обладает линейной вертикальной поляризацией. Согласование антенны не зависит от плоскости земли, поэтому, с точки зрения вопросов согласования, антенну можно размещать на любых поверхностях. The disco-cone emitter 3 is powered by a third coaxial cable 5.3 with a characteristic impedance of 50 Ohms, through which a T-wave propagates from a source of disturbances. A coaxial cable 5.3, connected by braiding to a metal cone 3.2, and a central conductor (residential) cable to a metal disc 3.1, excites an electromagnetic field that is radiated from the external surfaces of the disk-cone emitter 3 into the surrounding space. Disc cone emitter 3 is broadband and capable of matching with the power line and effective radiation in a wide frequency range
Figure 00000009
. In general, there is no theoretical limit on both the possible number of working frequency ranges of the antenna and the number of vibrators used in the antenna. The electromagnetic field emitted by each of the vibrators, including the disco-cone emitter, antenna, has a wave front that is close to spherical, therefore, the antenna is characterized by a circular radiation pattern in the azimuthal plane. The antenna has linear vertical polarization. The antenna matching does not depend on the ground plane, therefore, in terms of matching issues, the antenna can be placed on any surfaces.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемая антенна обладает возможностью независимой работы в нескольких узких диапазонах частот, благодаря использованию вибраторов разного размера, а также имеет хорошую развязку между вибраторами, благодаря введению в антенну дополнительных цилиндров. Кроме того, в отличие от прототипа, в конструкции присутствует широкополосный излучатель, что позволяет работать как в узких, так и в широком диапазонах частот.Thus, in comparison with the prototype, the proposed antenna has the ability to work independently in several narrow frequency ranges, thanks to the use of vibrators of different sizes, and also has a good isolation between the vibrators, due to the introduction of additional cylinders into the antenna. In addition, unlike the prototype, the design has a broadband emitter, which allows you to work in both narrow and wide frequency ranges.

Claims (1)

Многодиапазонная вибраторная коллинеарная антенна, содержащая несущую металлическую опору в форме трубы, на которой расположены N вертикальных вибраторов, причем верхнее и нижнее плечи каждого вибратора выполнены в виде соосных опоре металлических цилиндров, электрически соединенных с опорой в верхних частях, отличающаяся тем, что в каждый из N-1 вибраторов введены дополнительные цилиндры, обеспечивающие развязку между вибраторами; N-й вибратор выполнен в виде диско-конусного излучателя, состоящего из металлического диска и металлического конуса, расположенного на вершине опоры и обеспечивающего работу в широком диапазоне частот.A multi-band vibrator collinear antenna containing a carrier metal support in the form of a pipe on which N vertical vibrators are located, the upper and lower shoulders of each vibrator being made in the form of coaxial support of metal cylinders electrically connected to the support in the upper parts, characterized in that each of N-1 vibrators introduced additional cylinders, providing isolation between the vibrators; The Nth vibrator is made in the form of a disco-cone emitter, consisting of a metal disk and a metal cone, located on the top of the support and providing work in a wide frequency range.
RU2019100931U 2019-01-16 2019-01-16 Multi-band dipole antenna RU189383U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100931U RU189383U1 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Multi-band dipole antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100931U RU189383U1 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Multi-band dipole antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU189383U1 true RU189383U1 (en) 2019-05-21

Family

ID=66635835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100931U RU189383U1 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Multi-band dipole antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU189383U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763113C1 (en) * 2021-05-24 2021-12-27 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК» Multiband circular antenna system based on half-wave vibrators with balancing and matching devices
RU2783475C1 (en) * 2022-02-02 2022-11-14 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Multiband circular directivity antenna system based on wave vibrators with balancing and matching apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101810C1 (en) * 1996-02-19 1998-01-10 Военная академия связи Vertical coaxial dipole
RU2157581C1 (en) * 1999-01-26 2000-10-10 Государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Collinear antenna assembly of bicoaxial half-wave dipoles
US6686892B1 (en) * 2002-04-26 2004-02-03 Bae Systems-Information And Electronic Systems Integration Inc. Switchable length whip antenna
RU2573224C2 (en) * 2013-10-04 2016-01-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Compact vertical antenna array consisting of vertical dipoles spatially combined with support

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101810C1 (en) * 1996-02-19 1998-01-10 Военная академия связи Vertical coaxial dipole
RU2157581C1 (en) * 1999-01-26 2000-10-10 Государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" Collinear antenna assembly of bicoaxial half-wave dipoles
US6686892B1 (en) * 2002-04-26 2004-02-03 Bae Systems-Information And Electronic Systems Integration Inc. Switchable length whip antenna
RU2573224C2 (en) * 2013-10-04 2016-01-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Compact vertical antenna array consisting of vertical dipoles spatially combined with support

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763113C1 (en) * 2021-05-24 2021-12-27 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК» Multiband circular antenna system based on half-wave vibrators with balancing and matching devices
RU2783475C1 (en) * 2022-02-02 2022-11-14 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Multiband circular directivity antenna system based on wave vibrators with balancing and matching apparatus
RU2792404C1 (en) * 2022-03-21 2023-03-21 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Compact vertical circular antenna array based on half-wave sectioned vibrators
RU2792403C1 (en) * 2022-04-20 2023-03-21 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Circular compact vertical antenna array based on split wave vibrators
RU225251U1 (en) * 2023-12-20 2024-04-16 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория радиосвязи" VERTICAL COLINEAR UNDIRECTIONAL ANTENNA IN METER AND DECIMETER WAVE RANGES FOR STATIONARY AND MOBILE OBJECTS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wheeler Small antennas
CN107181045B (en) Antenna of mobile terminal and mobile terminal with same
US3823403A (en) Multiturn loop antenna
JP3946955B2 (en) antenna
US3789416A (en) Shortened turnstile antenna
TWI446626B (en) Wideband antenna for mobile communication
JP2018536358A (en) Dual-polarized planar ultra-wideband antenna
TWI566474B (en) Multi-band antenna
RU189383U1 (en) Multi-band dipole antenna
CN104009299B (en) Bipolarization antenna for base station
US10148014B2 (en) Highly isolated monopole antenna system
KR100865750B1 (en) Small type double-band omni antenna
JP2012529829A (en) Electrically small ultra-wideband antenna for mobile handsets and computer networks
RU2755403C1 (en) Non-directional antenna of horizontal polarization
CN106654540B (en) Antenna element assembly and spotlight antenna
RU146938U1 (en) BROADBAND SUBSCRIBER ANTENNA (OPTIONS)
US2243426A (en) Ultra high frequency system
US2485920A (en) Antenna
CN110098460B (en) Reconfigurable broadband antenna based on electrically-regulated plasma
JP4879289B2 (en) Dual frequency planar antenna
CN108155470B (en) Antenna device and mobile communication equipment
RU2498466C1 (en) Collinear antenna
CN108172993B (en) Dual-polarized frequency reconfigurable antenna
TWI467853B (en) Dual band antenna and wireless communication device using the same
RU2634801C1 (en) Ultra-wideband dual-port antenna