RU2061985C1 - Top-feed antenna - Google Patents
Top-feed antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061985C1 RU2061985C1 SU5033093A RU2061985C1 RU 2061985 C1 RU2061985 C1 RU 2061985C1 SU 5033093 A SU5033093 A SU 5033093A RU 2061985 C1 RU2061985 C1 RU 2061985C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- tubular base
- frequency
- low
- matching device
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для работы с широкополосными радиопередающими устройствами. The present invention relates to the field of radio engineering and can be used to work with broadband radio transmitting devices.
Антенна широкополосна и проста по конструкции, ввиду чего она может найти применение в широкополосных радиопередающих комплексах связи, устанавливаемых на подвижных объектах, в том числе малогабаритных. The antenna is broadband and simple in design, which is why it can be used in broadband radio transmitting communication systems installed on mobile objects, including small ones.
Известна вибраторная антенна верхнего питания [1] состоящая из верхнего и нижнего вертикальных излучателей, причем нижний излучатель имеет гальванический контакт с горизонтальным экраном. Антенна возбуждается в центре с помощью линии передачи, размещенной во внутренней полости нижнего излучателя, при этом внутренний проводник линии передачи соединен с верхним излучателем. Known vibratory antenna of the upper power [1] consisting of upper and lower vertical emitters, and the lower emitter has galvanic contact with a horizontal screen. The antenna is excited in the center using a transmission line located in the inner cavity of the lower emitter, while the inner conductor of the transmission line is connected to the upper emitter.
Антенна проста и механически прочна, обладает большей, чем у штыревых антенн, широкополосностью по диаграммам направленности (ДН) [1,2]
Так, у штыревых антенн отрыв главного лепестка ДН от земли наблюдается уже при длине рабочей волны λ=1,6L(L/λ=0,625), где L высота антенны, а у вибраторной антенны верхнего питания в зависимости от соотношения между длинами излучателей при λ=(0,926÷0,97)L. Например, при отношении длин верхнего и нижнего излучателей около 3:1 антенна высотой 10,7 11,2 м обеспечивает оптимальную форму ДН с прижатым к поверхности земли главным лепестком в стандартном коротковолновом диапазоне 1,5 30 МГц.The antenna is simple and mechanically robust, has greater broadband bandwidth (DN) than pin antennas [1,2]
So, in whip antennas, the separation of the main lobe of the beam from the ground is already observed at a wavelength of λ = 1.6L (L / λ = 0.625), where L is the height of the antenna, and for a vibrator antenna of the upper power supply depending on the ratio between the lengths of the emitters at = (0.926 ÷ 0.97) L. For example, with a ratio of the lengths of the upper and lower emitters of about 3: 1, an antenna 10.7 11.2 m high provides the optimal shape of the beam with the main lobe pressed to the earth's surface in the standard shortwave range of 1.5 to 30 MHz.
В то же время такая антенна является резонансной и для ее работы в широкой полосе частот (например, 1,5 30 МГц) необходимо использовать подантенное широкополосное согласующее устройство. Однако наличие встроенной линии передачи существенно ухудшает условия широкополосного согласования, особенно в области нижних частот (малых электрических длин, где L/λ=0,05÷0,2). При этом эффективное согласование, по крайней мере в области нижних частот, может осуществляться только резонансным согласующим устройством, что не позволяет использовать антенну совместно с широкополосными радиопередающими устройствами. At the same time, such an antenna is resonant and for its operation in a wide frequency band (for example, 1.5 to 30 MHz), it is necessary to use a sub-antenna broadband matching device. However, the presence of an integrated transmission line significantly worsens the conditions of broadband matching, especially in the low-frequency region (small electric lengths, where L / λ = 0.05 ÷ 0.2). In this case, effective matching, at least in the low-frequency region, can only be carried out by a resonant matching device, which does not allow the antenna to be used in conjunction with broadband radio transmitting devices.
Указанные качества отсутствуют в антенне верхнего питания [3] излучатель которой состоит из вертикального проводника, установленного посредством изолятора на трубчатом основании, имеющем гальванический контакт с горизонтальным экраном. The indicated qualities are absent in the top power antenna [3] whose emitter consists of a vertical conductor installed by means of an insulator on a tubular base having galvanic contact with a horizontal screen.
Внутри трубчатого основания размещен согласующий блок, который подключен непосредственно к точкам возбуждения излучателя (без дополнительной линии передачи, имеющейся в антенне [1] и ухудшающей условия согласования). Ко входу согласующего блока присоединена входная линия передачи, которая может быть выполнена из радиочастотного кабеля или образована внутренней поверхностью трубчатого основания и дополнительным центральным проводником. A matching unit is placed inside the tubular base, which is connected directly to the excitation points of the emitter (without the additional transmission line available in the antenna [1] and worsening the matching conditions). An input transmission line is connected to the input of the matching unit, which can be made of a radio frequency cable or formed by the inner surface of the tubular base and an additional central conductor.
Согласующий блок включает в себя нижнечастотное и верхнечастотное согласующее устройства с элементами коммутации и осуществляет в диапазоне верхних частот (длины волн 5L÷λmin) широкополосное согласование, а в диапазоне нижних частот (длины волн 20Z÷5L) резонансное согласование.The matching unit includes low-frequency and high-frequency matching devices with switching elements and performs broadband matching in the high frequency range (wavelengths 5L ÷ λ min ), and resonant matching in the low frequency range (wavelengths 20Z ÷ 5L).
Соосно с вертикальным проводником размещены цилиндрические проводники, имеющие с ним гальванический контакт и служащие для улучшения электрических характеристик антенны в диапазоне верхних частот. Число таких проводников не превышает трех. Использование одного цилиндрического проводника позволяет расширить рабочий диапазон частот антенны до ДН в сторону верхних частот до λмин > 0,8Z вместо λмин > (0,926÷0,97)L, как у антенны [1] Использование двух-трех проводников позволяет дополнительно повысить уровень входного КБВ антенны в области верхних частот. Cylindrical conductors are placed coaxially with the vertical conductor, having galvanic contact with it and serving to improve the electrical characteristics of the antenna in the high frequency range. The number of such conductors does not exceed three. The use of one cylindrical conductor allows you to expand the operating frequency range of the antenna to the upper direction towards the upper frequencies up to λmin> 0.8Z instead of λmin> (0.926 ÷ 0.97) L, like an antenna [1] Using two or three conductors allows you to further increase the input level KBV antennas in the high frequency region.
В области нижних частот цилиндрические проводники являются фактически индуктивностями малой величины, несколько увеличивающими электрическую длину вертикального проводника, что в определенной степени улучшает условия нижнечастотного согласования. In the low-frequency region, cylindrical conductors are actually small inductances, somewhat increasing the electrical length of the vertical conductor, which to some extent improves the conditions of low-frequency matching.
Такая антенна по техническому решению наиболее близка к заявляемой антенне и может быть выбрана в качестве антенны-прототипа. Such an antenna according to the technical solution is closest to the claimed antenna and can be selected as a prototype antenna.
Необходимо отметить, что антенна-прототип и в варианте без цилиндрических проводников сохраняет свою работоспособность, обеспечивая в диапазоне верхних частот уровень входного КБВ не хуже 0,2 0,25. При этом в диапазоне нижних частот условия согласования практически такие же и в варианте с цилиндрическими проводниками. Верхнечастотные характеристики антенны-прототипа без цилиндрических проводников приведены на фиг.5 в Протоколе N 1 экспериментальных испытаний антенны К667-001М, прилагаемом к настоящему описанию. It should be noted that the prototype antenna and in the version without cylindrical conductors maintains its operability, providing in the high-frequency range the level of the input CBM is no worse than 0.2 0.25. Moreover, in the low-frequency range, the matching conditions are practically the same in the variant with cylindrical conductors. The high-frequency characteristics of the prototype antenna without cylindrical conductors are shown in FIG. 5 in Protocol No. 1 of experimental tests of the K667-001M antenna, annexed to the present description.
Однако антенна-прототип имеет характеристики, препятствующие получению требуемого технического результата, а именно:
1) в области нижних частот в антенне-прототипе с необходимой эффективностью может быть осуществлено только резонансное согласование. На фиг.6 в Протоколе N 1 приведены частотные характеристики входных сопротивлений на входе излучателя антенны-прототипа и на входе встроенного в антенну-прототип верхнечастотного согласующего устройства при отключении его поперечных ветвей. Из графиков видно, что антенна-прототип в диапазоне нижних частот обладает значительной реактивностью (большой добротностью), при этом удлиняющее действие продольной ветви верхнечастотного согласующего устройства сказывается слабо.However, the prototype antenna has characteristics that impede the receipt of the required technical result, namely:
1) in the low-frequency region in the prototype antenna with the necessary efficiency, only resonant matching can be carried out. Figure 6 in Protocol No. 1 shows the frequency characteristics of the input resistances at the input of the prototype antenna emitter and at the input of the high-frequency matching device integrated into the prototype antenna when disconnecting its transverse branches. The graphs show that the prototype antenna in the low frequency range has significant reactivity (high quality factor), while the lengthening effect of the longitudinal branch of the high-frequency matching device is weak.
Анализ характеристик, проведенный по [4,5] показывает, что широкополосное согласующее устройство, работающее на такую нагрузку, должно иметь не менее десяти полос согласования, чтобы достичь уровня КБВ≥ 0,1, необходимого для нормальной работы широкополосного радиопередатчика. Устройство с таким числом переключаемых полос трудно реализовать практически. Необходимо также отметить низкий коэффициент действия (КПД) такого устройства. Например, на частоте 1,5 МГц активная часть входного сопротивления излучателя антенны-прототипа составляет 1,5 Ом, а потери в первой от входа излучателя индуктивности согласующего устройства составляют 5oC10 Ом (добротность индуктивности 100-200). При этом КПД составляет 0,13-0,25.An analysis of the characteristics carried out according to [4,5] shows that a broadband matching device operating for such a load must have at least ten matching bands in order to achieve a KBM level of ≥ 0.1, which is necessary for the normal operation of a broadband radio transmitter. A device with so many switch bands is difficult to implement in practice. It should also be noted the low coefficient of action (COP) of such a device. For example, at a frequency of 1.5 MHz, the active part of the input resistance of the prototype antenna emitter is 1.5 Ohms, and the losses in the first from the input of the emitter of the coupling device inductance are 5 o C10 Ohm (inductance quality factor 100-200). In this case, the efficiency is 0.13-0.25.
2) Согласующий блок, выполненный в виде комбинации верхнечастотного и низкочастотного согласующих устройств, встроенных в антенну, получается сложным и громоздким. Наличие переключателей в теле антенны снижает ее прочность и надежность. С другой стороны, поперечные ветви верхнечастотного согласующего устройства в диапазоне нижних частот необходимо отключать. На фиг. 7 в Протоколе N 1 представлено входное сопротивление антенны в варианте без отключения поперечных ветвей. 2) The matching unit, made in the form of a combination of high-frequency and low-frequency matching devices built into the antenna, is complex and cumbersome. The presence of switches in the body of the antenna reduces its strength and reliability. On the other hand, the transverse branches of the high-frequency matching device in the low frequency range must be disabled. In FIG. 7 in Protocol No. 1 shows the input impedance of the antenna in the embodiment without disconnecting the transverse branches.
Необходимо отметить существенное снижение активной части входного сопротивления антенны до 0,35 Ом на частоте 1,5 МГц, что препятствует ее широкополосному согласованию. It should be noted a significant decrease in the active part of the input impedance of the antenna to 0.35 Ohms at a frequency of 1.5 MHz, which prevents its broadband matching.
Таким образом, антенна-прототип не может обеспечить функционирование радиопередающего устройства в области нижних частот, имеет сложную и труднореализуемую конструкцию. Thus, the prototype antenna cannot ensure the functioning of the radio transmitting device in the low-frequency region, it has a complex and difficult to implement design.
В связи с этим целью изобретения является создание антенны верхнего питания с увеличением широкополосности в области нижних частот и простой конструкции. In this regard, the aim of the invention is to provide an upper power antenna with an increase in broadband in the low frequency region and a simple structure.
Цель изобретения достигается тем, что в антенну, содержащую вертикальный проводник длиной lв.п., трубчатое основание, изолятор между ними, согласующий блок, состоящий из нижнечастотного и верхнечастотного согласующих устройств, входную линию передачи и установленную на горизонтальном экране дополнительно между этим экраном и трубчатым основанием введены изолятор и выключатель, нижнечастотное согласующее устройство согласующего блока вынесено из внутренней полости трубчатого основания, установлено на горизонтальном экране и связано с входной линией передачи антенны отрезком линии связи, при этом входная линия передачи образована внутренней поверхностью трубчатого основания и дополнительным центральным проводником. Электрическая длина вертикального проводника lв.п.э. в диапазоне нижних частот выбирается из условия
lв.п.э≥ lв.п/λ1
где λ рабочая длина волны, лежащая в пределах диапазона нижних частот. При этом радиус трубчатого основания rосн. выбирается в пределах от 1/300 до 1/60 от длины антенны L, а радиус вертикального проводника rв.п. выбирается в пределах от 1/1200 до 1/200 от длины антенны L.The purpose of the invention is achieved in that in an antenna containing a vertical conductor of length l vp , a tubular base, an insulator between them, a matching unit, consisting of a low-frequency and high-frequency matching devices, an input transmission line and installed on a horizontal screen, an insulator and a switch are additionally inserted between this screen and the tubular base, the lower-frequency matching device of the matching unit is removed from the inner cavity of the tubular base installed on a horizontal screen and connected to the input transmission line of the antenna by a piece of communication line, while the input transmission line of the image van inner surface of the tubular base and an additional Central conductor. Electrical length of a vertical conductor l . in the low frequency range is selected from the condition
l c.p.pe. ≥ l c.p. / λ 1
where λ is the working wavelength lying within the low frequency range. The radius of the tubular base r DOS. is selected in the range from 1/300 to 1/60 of the antenna length L, and the radius of the vertical conductor r v.p. selectable between 1/1200 and 1/200 of the length of the antenna L.
Вновь введенная совокупность признаков позволяет реализовать следующий прием: введение изолятора и выключателя позволяет в диапазоне нижних частот (20LoC5L) перевести антенну из режима верхнего питания в режим нижнего питания, разрывая для этой цели гальванический контакт трубчатого основания и горизонтального экрана. Трубчатое основание совместно с элементами встроенного в него верхнечастотного согласующего устройства обеспечивает "удлинение" антенны, уменьшая ее добротность и улучшая тем самым условия широкополосного согласования, которое осуществляется нижнечастотным согласующим устройством. Вынос этого устройства из тела антенны и выбор оптимальным образом размеров элементов антенны позволяет существенно упростить антенну, повысить ее надежность и механическую прочность.The newly introduced set of features allows you to implement the following technique: the introduction of an insulator and a switch allows you to transfer the antenna from the top power mode to the low power mode in the low frequency range (20L o C5L), breaking the galvanic contact of the tubular base and horizontal screen for this purpose. The tubular base together with the elements of the built-in high-frequency matching device provides an “extension” of the antenna, reducing its quality factor and thereby improving the conditions for broadband matching, which is carried out by the low-frequency matching device. Removing this device from the body of the antenna and choosing the optimal size of the antenna elements can significantly simplify the antenna, increase its reliability and mechanical strength.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:
фиг.1 предлагаемая антенна;
фиг.2 верхнечастотное согласующее устройство;
фиг.3 реализация верхнечастотного согласующего устройства;
фиг.4 нижнечастотное согласующее устройство;
фиг.5 схема предлагаемой антенны для диапазона верхних частот;
фиг.6 частотные характеристики КБВ предлагаемой антенны;
фиг.7 схема излучателя предлагаемой антенны для диапазона нижних частот;
фиг. 8 частотные характеристики входных сопротивлений предлагаемой антенны и антенны-прототипа;
фиг.9 схема предлагаемой антенны для диапазона нижних частот.The invention is illustrated by drawings, which depict:
figure 1 of the proposed antenna;
figure 2 high-frequency matching device;
figure 3 implementation of the high-frequency matching device;
figure 4 lower frequency matching device;
5 is a diagram of the proposed antenna for the high frequency range;
6 frequency characteristics of the IPM of the proposed antenna;
7 is a diagram of the emitter of the proposed antenna for the low frequency range;
FIG. 8 frequency characteristics of the input impedances of the proposed antenna and antenna prototype;
Fig.9 diagram of the proposed antenna for the low frequency range.
Предлагаемая антенна состоит из вертикального проводника 1 (фиг.1), трубчатого основания 2, изолятора 3 между ними, нижнечастотного 4 и верхнечастотного 5 согласующих устройств, выключателя 6. Входная линия передачи образована внутренней поверхностью трубчатого основания 2 и дополнительным центральным проводником 7. Трубчатое основание 2 с помощью изолятора 8 установлено на горизонтальном экране 9. Согласующее устройство 4 соединено с центральным проводником 7 входной линии передачи с помощью отрезка линии связи 10. The proposed antenna consists of a vertical conductor 1 (Fig. 1), a
Верхнечастотное согласующее устройство 5 выполняется в виде лестничной электрической цепи 11 (фиг.2), в продольные и поперечные ветви которой включены двухполюсники 12 из индуктивностей и емкостей и может быть реализовано, например, по схеме ФНЧ (фиг.3). The high-
Нижнечастотное согласующее устройство 4 включает в себя лестничную электрическую цепь 13 (фиг. 4), отрезок радиочастотной линии обхода 14 и два переключателя 15, 16. В продольные и поперечные ветви цепи 13 включены двухполюсники 17 из дискретно регулируемых индуктивностей и емкостей. Радиочастотная линия обхода 14 может быть выполнена как коаксиальной, так и однопроводной несимметричной. The low-
Общая длина антенны L составляет 0,05 от максимальной рабочей длины волны lmax.The total antenna length L is 0.05 of the maximum working wavelength l max .
Соотношение длин вертикального проводника lв.п. и трубчатого основания lосн. лежит в пределах от 4:1 до 3:1, что необходимо для получения оптимальных по форме ДН в максимально широком диапазоне частот. При этом при использовании в качестве вертикального проводника гладкого штыря минимальная рабочая длина волны λmin составляет (0,926-0,97) L При включении в вертикальный проводник корректирующих нагрузок рабочий диапазон частот по ДН может быть расширен в сторону верхних частот. Использование цилиндрических короткозамкнутых проводников, как в антенне-прототипе, позволяет уменьшить λmin до величины 0,8 L. В качестве корректирующих нагрузок могут быть использованы, например, параллельные LC-контуры, обеспечивающие такую же величину λmin
Для достижения цели изобретения в части расширения широкополосности в диапазоне нижних частот электрическая длина вертикального проводника lв.п. выбирается из условия:
lв.п.э≥ lв.п/λ1
где λ рабочая длина волны, лежащая в пределах диапазона нижних частот.The ratio of the lengths of the vertical conductor l vp and tubular base l DOS. lies in the range from 4: 1 to 3: 1, which is necessary to obtain optimal in form DNs in the widest possible frequency range. In this case, when using a smooth pin as a vertical conductor, the minimum working wavelength λ min is (0.926-0.97) L. When corrective loads are included in the vertical conductor, the operating frequency range along the ND can be expanded towards higher frequencies. The use of cylindrical short-circuited conductors, as in the prototype antenna, allows you to reduce λ min to 0.8 L. As corrective loads, for example, parallel LC-circuits that provide the same value of λ min
To achieve the objective of the invention in terms of expanding broadband in the low frequency range, the electrical length of the vertical conductor l vp is selected from the condition:
l c.p.pe. ≥ l c.p. / λ 1
where λ is the working wavelength lying within the low frequency range.
Для выполнения этого условия корректирующие нагрузки в диапазоне нижних частот должны обладать индуктивным характером своего входного сопротивления. To fulfill this condition, corrective loads in the low frequency range must have the inductive nature of their input resistance.
Радиус трубчатого основания rосн. выбирается в пределах от 1/300 до 1/60 от длины антенны L, радиус вертикального проводника rв.п. выбирается в пределах от 1/1200 до 1/200 от длины антенны L, при этом возможность утоньшения вертикального проводника и трубчатого основания по сравнению с антенной-прототипом обусловлена удлиняющим действием трубчатого основания и встроенного верхнечастотного согласующего устройства в диапазоне нижних частот.The radius of the tubular base r DOS. is selected in the range from 1/300 to 1/60 of the antenna length L, the radius of the vertical conductor r v.p. is selected in the range from 1/1200 to 1/200 of the antenna length L, while the possibility of thinning the vertical conductor and the tubular base in comparison with the prototype antenna is due to the lengthening effect of the tubular base and built-in high-frequency matching device in the low frequency range.
Предлагаемая антенна работает следующим образом. В диапазоне верхних частот (длины волн 5L÷λmin) контакты выключателя 6 замкнуты, что обеспечивает гальванический контакт трубчатого основания 2 с горизонтальным экраном 9 (фиг. 5). Центральные контакты переключателей 15, 16 замкнуты в положение "а", что позволяет включить в состав радиотракта радиочастотную линию обхода 14, отключив одновременно лестничную электрическую цепь 13. Возбуждение излучателя антенны при этом осуществляется через переключатель 15, радиочастотную линию обхода 14, переключатель 16, отрезок линии связи 10, центральный проводник 7 и верхнечастотное согласующее устройство 5, осуществляющее в этом диапазоне широкополосное согласование. Методы синтеза таких устройств, реализуемых в виде лестничных цепей (фиг. 2,3), изложены в общедоступной литературе [5,6] и в большинстве своем основываются на оптимизации характеристик этих цепей с помощью ЭВМ. Частотная характеристика КБВ в этом диапазоне имеет вид кривой 18, фиг 6 (см.также Протокол N 1, рис.5).The proposed antenna operates as follows. In the high frequency range (wavelengths 5L ÷ λ min ), the contacts of the
При использовании в качестве вертикального проводника гладкого штыря λmin составляет (0,926oC0,97) L. При включении в вертикальный проводник корректирующих нагрузок рабочий диапазон длин волн может быть расширен до λmin > 0,8L.
Для выполнения цели изобретения эти нагрузки в диапазоне частот должны по крайней мере не уменьшать электрическую длину вертикального проводника, т.е. обладать в этом диапазоне частот индуктивным сопротивлением. В качестве таких нагрузок могут быть использованы короткозамкнутые цилиндрические проводники (как в антенне-прототипе), параллельные LC-контуры и т.п. цели.When using a smooth pin as a vertical conductor, λ min is (0.926 o C0.97) L. When corrective loads are included in the vertical conductor, the operating wavelength range can be expanded to λ min > 0.8L.
To fulfill the purpose of the invention, these loads in the frequency range should at least not reduce the electrical length of the vertical conductor, i.e. to have inductive resistance in this frequency range. As such loads, short-circuited cylindrical conductors (as in the prototype antenna), parallel LC circuits, etc. can be used. goals.
В диапазоне нижних частот (длины волн 20LoC5L) контакты выключателя 6 разомкнуты, вследствие чего разрывается гальванический контакт трубчатого основания 2 с горизонтальным экраном 9 и излучатель антенны переводится в режим нижнего питания (фиг.7). В этом режиме излучатель составлен из вертикального проводника 1 и центрального проводника 7, а трубчатое основание 2 и верхнечастотное согласующее устройство 5 обеспечивают удлинение излучателя уменьшая тем самым его реактивность (и добротность). На фиг.8 приведено входное сопротивление предлагаемой антенны (кривые 19), измеренное на нижнем конце центрального проводника 7. При этом вертикальный проводник выполнялся в виде гладкого штыря. Здесь же для сравнения приведены характеристики антенны-прототипа (кривые 20, см. также Протокол N 1), уступающие характеристикам предлагаемой антенны с точки зрения возможностей широкополосного согласования.In the low frequency range (wavelengths 20L o C5L), the contacts of the
Включение в вертикальный проводник корректирующих нагрузок, увеличивающих его электрическую длину, уменьшает реактивность предлагаемой антенны и, следовательно, улучшает возможности ее широкополосного согласования по сравнению с антенной-прототипом. The inclusion in the vertical conductor of corrective loads, increasing its electrical length, reduces the reactivity of the proposed antenna and, therefore, improves the possibilities of its broadband matching in comparison with the prototype antenna.
В диапазоне нижних частот широкополосное согласование предлагаемой антенны осуществляется с помощью нижнечастотного согласующего устройства 4 (фиг. 9). При этом центральные контакты переключателей 15, 16 замкнуты в положение "б", что позволяет включить в состав радиотракта лестничную электрическую цепь 13, отключив одновременно линию обхода 14. Возбуждение излучателя осуществляется через переключатель 15, электрическую цепь 13, переключатель 16, отрезок линии связи 10. Использование в продольных и поперечных ветвях цепи 13 двухполюсников 17 из дискретно регулируемых индуктивностей и емкостей позволяет на основе этой цепи 13 организовать набор широкополосных согласующих схем, работающих в смежных полосах частот. In the low frequency range, the broadband matching of the proposed antenna is carried out using a low-frequency matching device 4 (Fig. 9). In this case, the central contacts of the
Для обеспечения в этих полосах уровня КБВ ≥ 0,1 число таких схем для предлагаемой антенны согласно [4,5] составляет 6-7, что существенно меньше, чем у антенны-прототипа. Частотные характеристики КБВ предлагаемой антенны с таким согласующим устройством приведены на фиг.6 (кривые 21). Такое согласующее устройство легко реализуется практически и обеспечивает работоспособность современных широкополосных радиопередатчиков. To ensure in these bands the level of KBV ≥ 0.1, the number of such circuits for the proposed antenna according to [4,5] is 6-7, which is significantly less than that of the prototype antenna. The frequency characteristics of the KBV of the proposed antenna with such a matching device are shown in Fig.6 (curves 21). Such a matching device is easily implemented in practice and ensures the operability of modern broadband radio transmitters.
В диапазоне нижних частот КПД предлагаемой антенны с согласующим устройством примерно в два раза выше, чем у антенны-прототипа, поскольку излучатель предлагаемой антенны в два раза менее добротен, чем излучатель антенны-прототипа (фиг.8). In the low frequency range, the efficiency of the proposed antenna with matching device is approximately two times higher than that of the prototype antenna, since the emitter of the proposed antenna is half as good as the radiator of the prototype antenna (Fig. 8).
Вынос нижнечастотного согласующего устройства из внутренней полости антенны позволяет существенно упростить конструкцию антенны, повысить ее надежность и механическую прочность. The removal of the low-frequency matching device from the internal cavity of the antenna can significantly simplify the design of the antenna, increase its reliability and mechanical strength.
Дополнительный эффект от использования нижнечастотного согласующего устройства заключается в фильтрации высших гармонических составляющих излучаемого сигнала, при этом уровень подавления составляет не менее 10-15 дБ. An additional effect of the use of a low-frequency matching device is to filter the higher harmonic components of the emitted signal, while the level of suppression is at least 10-15 dB.
Таким образом, совместное использование излучателя изменяющейся конфигурации и вынесенного согласующего устройства, а также оптимальный выбор электрических и геометрических размеров элементов антенны позволяет достичь цели изобретения. Thus, the combined use of a transmitter of varying configurations and an external matching device, as well as the optimal selection of the electrical and geometric dimensions of the antenna elements, allows to achieve the purpose of the invention.
Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается:
в снижении на 30-40% себестоимости предлагаемой антенны по сравнению с существующей широкополосной судовой антенной, содержащей дорогостоящий резистивный элемент;
в увеличении излучаемой мощности по сравнению с существующей широкополосной судовой антенной. Результаты сравнительных испытаний приведены в Протоколе N 2, прилагаемом к настоящему описанию.The technical and economic effect of the use of the invention is:
in a 30-40% reduction in the cost of the proposed antenna compared to the existing broadband ship antenna containing an expensive resistive element;
in an increase in radiated power compared to the existing broadband ship antenna. The results of comparative tests are given in Protocol No. 2, annexed to this description.
Внедрение предлагаемой антенны намечено на 1993 год. The implementation of the proposed antenna is scheduled for 1993.
Литература
1. Рис. 7.25 на стр. 292 в книге: Надененко С.И. Антенны. М. Связьиздат, 1959.Literature
1. Fig. 7.25 on page 292 in the book: S. Nadenenko Antennas M. Svyazizdat, 1959.
2. Белоусов С. П. Средневолновые антенны с регулируемым распределением тока.М. Связь, 1974. 2. Belousov S. P. Mid-wave antennas with adjustable current distribution. M. Communication, 1974.
3. Антенна верхнего питания. А.с. СССР N 1663656, заявка N 4451922/24-09, полож. реш. от 30.10.89. прототип. 3. Antenna top power. A.S. USSR N 1663656, application N 4451922 / 24-09, pos. dec. from 10/30/89. prototype.
4. Фано Р.М. Теоретические ограничения полосы согласования произвольных импедансов. М. Сов.радио, 1965. 4. Fano R.M. Theoretical limitations of the matching band of arbitrary impedances. M. Sov.radio, 1965.
5. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ. Под ред. О.В.Алексеева. М. Радио и связь, 1987. 5. Design of radio transmitting devices using computers. Ed. O.V. Alekseeva. M. Radio and Communications, 1987.
6. Вершков М.В. Судовые антенны. Л. Судостроение, 1972. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 ЫЫЫ8 6. Vershkov M.V. Ship antennas. L. Shipbuilding, 1972. YYY2 YYY4 YYY6 YYY8
Claims (3)
λmax= 20L; λmin> 0,8L;
lв.п/lосн 3 4,
где λmax, λmin соответственно максимальная и минимальная рабочие длины волн антенны;
L общая высота антенны;
lв.п длина вертикального проводника;
lосн длина трубчатого основания,
отличающаяся тем, что антенна своим трубчатым основанием установлена на горизонтальном экране посредством введенного изолятора, между трубчатым основанием и горизонтальным экраном включен введенный выключатель, а НЧ-согласующее устройство установлено на горизонтальном экране у трубчатого основания антенны и соединено своим выходом с нижним концом входной линии передачи.1. An upper power antenna mounted on a horizontal screen and comprising a vertical conductor fixed by means of an insulator on a tubular base, an LF matching device and an input transmission line and HF matching placed inside the tubular base, wherein
λ max = 20L; λ min >0.8L;
l high / l main 3 4,
where λ max , λ min, respectively, the maximum and minimum operating wavelengths of the antenna;
L total antenna height;
l vp the length of the vertical conductor;
l main length of the tubular base,
characterized in that the antenna with its tubular base is installed on the horizontal screen by means of an inserted insulator, an inserted switch is connected between the tubular base and the horizontal screen, and the low-frequency matching device is installed on the horizontal screen at the tubular base of the antenna and connected with its output to the lower end of the input transmission line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5033093 RU2061985C1 (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Top-feed antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5033093 RU2061985C1 (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Top-feed antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2061985C1 true RU2061985C1 (en) | 1996-06-10 |
Family
ID=21599733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5033093 RU2061985C1 (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Top-feed antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2061985C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176445U1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-01-18 | Любовь Михайловна Любина | Whip antenna |
| RU2738759C1 (en) * | 2020-06-04 | 2020-12-16 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Ultra-wideband planar emitter |
| RU2769306C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-03-30 | Акционерное общество "Научно-технический институт "Радиосвязь" | Broadband antenna |
| RU2785324C2 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") | Medium-wave radio communication antenna system of a petroleum production platform |
-
1992
- 1992-03-05 RU SU5033093 patent/RU2061985C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1663656, кл. Н 01 Q 1/36, 1988. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU176445U1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-01-18 | Любовь Михайловна Любина | Whip antenna |
| RU2738759C1 (en) * | 2020-06-04 | 2020-12-16 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | Ultra-wideband planar emitter |
| RU2785324C2 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") | Medium-wave radio communication antenna system of a petroleum production platform |
| RU2769306C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-03-30 | Акционерное общество "Научно-технический институт "Радиосвязь" | Broadband antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4723305A (en) | Dual band notch antenna for portable radiotelephones | |
| US5375256A (en) | Broadband radio transceiver | |
| US4764773A (en) | Mobile antenna and through-the-glass impedance matched feed system | |
| US6956535B2 (en) | Coaxial inductor and dipole EH antenna | |
| RU2172046C2 (en) | Twin spiral antenna system | |
| RU2177660C2 (en) | Dual-band antenna for mobile communications | |
| US4672685A (en) | Dual band antenna having separate matched inputs for each band | |
| RU2183372C2 (en) | Dual-band antenna | |
| JP2002374115A (en) | Antennal element, antenna device and rapid communication device | |
| RU98120059A (en) | RADIO COMMUNICATION DEVICE | |
| US4939525A (en) | Tunable short monopole top-loaded antenna | |
| RU2178606C2 (en) | Dual-band antenna | |
| JP4342074B2 (en) | Antenna device | |
| US6281859B1 (en) | Antenna for personal mobile communications or locating equipment | |
| JP2002064329A (en) | Radio communication equipment | |
| JP2004519915A (en) | Multi-band antenna device for wireless communication device | |
| WO2004062033A1 (en) | Meander line antenna coupler and shielded meander line | |
| RU2128386C1 (en) | Dual-function antenna for portable radio communication device | |
| EP0817312A2 (en) | Antenna apparatus | |
| RU2061985C1 (en) | Top-feed antenna | |
| JP2783071B2 (en) | transceiver | |
| KR100326224B1 (en) | An antenna adapted to operate in a plurality of frequency bands | |
| JP2705200B2 (en) | Common antenna device for vehicles | |
| JP2001036328A (en) | Antenna for receiving am-fm band | |
| RU2220481C2 (en) | Multifrequency low-silhouette antenna |