RU2066080C1 - Double-frequency antenna - Google Patents
Double-frequency antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066080C1 RU2066080C1 SU5061802A RU2066080C1 RU 2066080 C1 RU2066080 C1 RU 2066080C1 SU 5061802 A SU5061802 A SU 5061802A RU 2066080 C1 RU2066080 C1 RU 2066080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductors
- antenna
- wire line
- frequency
- vibrator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Support Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве стационарной или возимой приемно-передающей антенны УКВ-радиостанций для работы в дуплексном режиме. The invention relates to antenna technology and can be used as a stationary or mobile receiving and transmitting antenna of VHF radios to work in full duplex mode.
Известной и наиболее близкой по технической сущности к заявленному устройству является выбранная в качестве прототипа антенна УКВ диапазона, содержащая вертикальный вибратор с шунтом, выполненным из отрезка многопроводной линии, к нижнему концу вертикального вибратора подключен источник питания и присоединены нижние концы проводников многопроводной линии (1). The known and closest in technical essence to the claimed device is a VHF antenna selected as a prototype, comprising a vertical vibrator with a shunt made from a segment of a multi-wire line, a power source is connected to the lower end of the vertical vibrator and the lower ends of the multi-wire lines are connected (1).
Недостатком известной антенны являются ее ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что антенна имеет недостаточно высокий коэффициент усиления, однозначно определяемый геометрическими размерами антенны. A disadvantage of the known antenna is its limited functionality, due to the fact that the antenna does not have a high enough gain, uniquely determined by the geometric dimensions of the antenna.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей антенны, позволяющее использовать ее в дуплексном режиме работы радиосредств с обеспечением высоких энергетических характеристик. The objective of the invention is to expand the functionality of the antenna, allowing you to use it in the duplex mode of operation of the radio with high energy characteristics.
Задача решается тем, что в антенне, содержащей вертикальный вибратор, с шунтом, выполненным из отрезка многопроводной линии, к нижнему концу вертикального вибратора которой подключен источник питания и присоединены нижние концы проводников многопроводной линии, проводники отрезка многопроводной линии размещены равномерно вокруг вертикального вибратора на одинаковом расстоянии от него и на расстоянии 1/4 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, от их верхних концов, соединены между собой проводящей перемычкой, длина вертикального вибратора равна 5/8 длины волны, соответствующей нижней рабочей частоте, а длина отрезка многопроводной линии равна 5/8 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте. The problem is solved in that in an antenna containing a vertical vibrator, with a shunt made from a segment of a multi-wire line, to the lower end of a vertical vibrator of which a power source is connected and the lower ends of the conductors of the multi-wire line are connected, the conductors of the multi-wire line are placed evenly around the vertical vibrator at the same distance from it and at a distance of 1/4 of the wavelength corresponding to the upper working frequency, from their upper ends, are interconnected by a conductive jumper, the length of a vert cial vibrator is 5/8 of the wavelength corresponding to the lower operating frequency and a multiconductor line segment length is equal to 5/8 of the wavelength corresponding to the upper operating frequency.
Задача решается также и в том случае, когда диаметры проводников отрезка многопроводной линии равны диаметру вертикального вибратора, расстояние между их осями и осью вертикального вибратора не превышает двух диаметров вибратора, количество проводников отрезка многопроводной линии кратно двум и эти проводники попарно расположены в диаметральных плоскостях. The problem is also solved in the case when the diameters of the conductors of the segment of the multi-wire line are equal to the diameter of the vertical vibrator, the distance between their axes and the axis of the vertical vibrator does not exceed two diameters of the vibrator, the number of conductors of the segment of the multi-wire line is a multiple of two and these conductors are arranged in pairs in diametrical planes.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается новым взаимным размещением: проводники отрезка многопроводной линии размещены равномерно вокруг вертикального вибратора на одинаковом расстоянии от него, новым элементом проводящей перемычкой и местом ее установки: на расстоянии 1/4 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, от верхних концов отрезка многопроводной линии, геометрическими размерами: длина вертикального вибратора равна 5/8 длины волны, соответствующей нижней рабочей частоте, а длина отрезка многопроводной линии равна 5/8 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте. Новым является и то, что диаметры проводников отрезка многопроводной линии равны диаметру вертикального вибратора, расстояние между их осями и осью вертикального вибратора не превышает двух диаметров вибратора, количество проводников отрезка многопроводной линии кратно двум и эти проводники попарно расположены в диаметральных плоскостях. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device is distinguished by a new mutual arrangement: the conductors of the multi-wire line segment are placed evenly around the vertical vibrator at the same distance from it, with a new element by the conductive jumper and its installation location: at a distance of 1/4 of the wavelength corresponding to the upper operating frequency , from the upper ends of the multi-wire line segment, geometric dimensions: the length of the vertical vibrator is 5/8 of the wavelength corresponding to the lower working part ote, and the length of the multi-wire line is 5/8 of the wavelength corresponding to the upper operating frequency. The new fact is that the diameters of the conductors of a segment of a multi-wire line are equal to the diameter of a vertical vibrator, the distance between their axes and the axis of a vertical vibrator does not exceed two diameters of the vibrator, the number of conductors of a segment of a multi-wire line is a multiple of two, and these conductors are arranged in pairs in diametrical planes.
Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the proposed device meets the criteria of the invention of "novelty."
На фиг. 1 приведена электрическая схема; на фиг. 2 эквивалентная схема, поясняющая принцип работы заявленной двухчастотной антенны; на фиг. 3 - конструктивное исполнение простейшего варианта двухчастотной антенны и результаты измерения коэффициента стоячей волны напряжения (KGBH) макета этой антенны; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3. In FIG. 1 shows the electrical circuit; in FIG. 2 equivalent circuit explaining the principle of operation of the claimed dual-frequency antenna; in FIG. 3 - design of the simplest version of a two-frequency antenna and the results of measuring the standing voltage wave coefficient (KGBH) of the layout of this antenna; in FIG. 4, section AA in FIG. 3.
Двухчастотная антенна (фиг. 1) содержит вертикальный вибратор 1, длина которого равна 5/8 длины волны, соответствующей нижней рабочей частоте, и шунт из N вертикальных проводников 2 одинаковой длины, равной 5/8 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, которые размещены равномерно вокруг вертикального вибратора и присоединены к его нижнему концу, а также проводящую перемычку 3, соединяющую все проводники 2 на расстоянии от их верхних концов, равном 1/4 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, точку питания 4. The dual-frequency antenna (Fig. 1) contains a vertical vibrator 1, the length of which is 5/8 of the wavelength corresponding to the lower operating frequency, and a shunt of N vertical conductors 2 of the same length equal to 5/8 of the wavelength corresponding to the upper working frequency, which are located evenly around the vertical vibrator and attached to its lower end, as well as a conductive jumper 3 connecting all the conductors 2 at a distance from their upper ends, equal to 1/4 of the wavelength corresponding to the upper operating frequency, the supply point 4.
Двухчастотная антенна работает следующим образом. Dual-frequency antenna operates as follows.
Предлагаемую антенну можно рассматривать в виде вибратора длиной 5/8 λн, где λн длина волны, соответствующая нижней рабочей частоте fн, с нагрузкой в виде короткозамкнутой многопроводной линии длиной 5/8 λр, где λв длина волны, соответствующая верхней рабочей частоте fв. При подключении двухчастотной антенны к УКВ-передатчику, работающему на несущей частоте, равной fн, антенну можно представить как вибратор длиной 5/8 λн с последовательно включенными емкостным XC и индуктивным XL сопротивлениями (фиг. 2а). Емкостное сопротивление обусловлено электрической длиной вибратора, т.е. соотношением lв/lн, где lв геометрическая длина вибратора, а индуктивное электрической длиной короткозамкнутой линии на частоте fн. В результате на частоте fн происходит компенсация емкостного сопротивления вибратора индуктивным сопротивлением длинной линии с разомкнутым концом и входное сопротивление двухчастотной антенны на этой частоте оказывается близким к 50 Ом (коэффициент стоячей волны напряжения близок к единице), т.е. несимметричный вибратор длиной 5/8 λн на частоте fн имеет активное сопротивление порядка 50 Ом. При приближении входного сопротивления антенны к выходному сопротивлению передатчика в антенну передается максимальная мощность сигнала передатчика частоты fн и далее происходит эффективное излучение сигнала в пространство.The proposed antenna can be considered in the form of a vibrator 5/8 λ n long, where λ n the wavelength corresponding to the lower working frequency f n , with a load in the form of a short-circuited multi-wire line 5/8 λ p long, where λ is the wavelength corresponding to the upper working frequency f in . When connecting a two-frequency antenna to a VHF transmitter operating at a carrier frequency equal to f n , the antenna can be represented as a vibrator 5/8 λ n long with capacitive X C and inductive X L resistors connected in series (Fig. 2a). Capacitance is determined by the electric length of the vibrator, i.e. ratio l in / l n , where l is the geometrical length of the vibrator, and the inductive electric length of a short-circuited line at a frequency f n . As a result, at the frequency f n , the capacitance of the vibrator is compensated by the inductive resistance of a long line with an open end and the input impedance of the two-frequency antenna at this frequency is close to 50 Ohms (the standing voltage wave coefficient is close to unity), i.e. an asymmetric vibrator with a length of 5/8 λ n at a frequency f n has an active resistance of the order of 50 Ohms. When the input impedance of the antenna approaches the output impedance of the transmitter, the maximum signal power of the frequency transmitter f n is transmitted to the antenna and then the signal is effectively emitted into space.
Аналогичным образом осуществляется работа двухчастотной антенны и на верхней частоте fв. При этом входное сопротивление антенны на этой частоте складывается из активного сопротивления 50 Ом, емкостного и индуктивного сопротивлений короткозамкнутой длинной линии, обусловленных ее электрической длиной. Благодаря тому что на расстоянии, равном 1/4 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, проводники многопроводной линии соединены проводящей перемычкой, индуктивное сопротивление короткозамкнутой линии близко к бесконечности и выступающая из длинной линии часть вибратора эффективно "отсекается" и не участвует в формировании излучения на верхней частоте (фиг. 2а). За счет некоторой компенсации реактивных составляющих входного сопротивления антенны она по-прежнему будет достаточно хорошо согласована с передатчиком и обладать высокой излучающей способностью на частоте fв.In a similar manner, the dual-frequency antenna operates at the upper frequency f c . In this case, the input impedance of the antenna at this frequency consists of the active resistance of 50 Ohms, the capacitive and inductive resistances of the short-circuited long line, due to its electric length. Due to the fact that at a distance equal to 1/4 of the wavelength corresponding to the upper working frequency, the conductors of the multi-wire line are connected by a jumper, the inductive resistance of the short-circuited line is close to infinity and the part of the vibrator protruding from the long line is effectively “cut off” and does not participate in the formation of radiation at upper frequency (Fig. 2A). Due to some compensation of the reactive components of the input impedance of the antenna, it will still be reasonably well matched with the transmitter and have a high emissivity at a frequency of f in .
За счет рационального выбора размеров антенны: вертикального вибратора с длиной 5/8 длины волны, соответствующей нижней рабочей частоте, и шунта из N вертикальных проводников одинаковой длины, равной 5/8 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, которые размещены равномерно вокруг вертикального вибратора и присоединены к его нижнему концу, а также введения проводящей перемычки, соединяющей проводники шунта на расстоянии от их верхних концов, равном 1/4 длины волны, соответствующей верхней рабочей частоте, в антенне достигается на обеих частотах рабочего диапазона такое распределение тока, которое позволяет сузить диаграмму направленности и тем самым увеличить коэффициент усиления. Due to the rational choice of antenna sizes: a vertical vibrator with a length of 5/8 wavelength corresponding to the lower working frequency, and a shunt of N vertical conductors of the same length equal to 5/8 wavelength corresponding to the upper working frequency, which are placed evenly around the vertical vibrator and attached to its lower end, as well as the introduction of a conductive jumper connecting the shunt conductors at a distance from their upper ends equal to 1/4 of the wavelength corresponding to the upper operating frequency, in the antenna and both frequencies is the operating range of the current distribution, which allows to narrow the radiation pattern and thereby increase the gain.
Наиболее простой конструкцией двухчастотной антенны является антенна, изображенная на фиг. 3а. В этой антенне количество вновь введенных проводников равно двум, а расстояние между осями вибратора и проводников равно двум диаметрам вибратора. Был изготовлен и испытан действующий макет подобной двухчастотной антенны, рассчитанной для работы на частотах 148 и 172 мГц. На фиг. 3б представлены результаты измерения KGBH макета антенны. The simplest dual-frequency antenna design is the antenna of FIG. 3a. In this antenna, the number of newly introduced conductors is equal to two, and the distance between the axes of the vibrator and the conductors is equal to two diameters of the vibrator. A working prototype of a similar dual-frequency antenna designed for operation at frequencies of 148 and 172 MHz was manufactured and tested. In FIG. 3b presents the results of measuring the KGBH antenna layout.
Двухчастотная антенна может быть реализована следующим образом. A dual-frequency antenna can be implemented as follows.
Вибратор 1 и проводники 2 могут быть выполнены из стальной пружинной проволоки диаметром 2-3 мм. Эффективно изолировать вибратор от проводников и проводники друг от друга по всей длине, а также жестко задать расстояние между проводниками можно с использованием изоляторов, изображенных на фиг. 3а и размещаемых по длине антенны примерно через одинаковые расстояния. Проводящую перемычку 3 можно выполнить из стальной, либо латунной проволоки. The vibrator 1 and the conductors 2 can be made of steel spring wire with a diameter of 2-3 mm. It is possible to effectively isolate the vibrator from the conductors and conductors from each other along the entire length, and also to rigidly set the distance between the conductors using the insulators shown in FIG. 3a and placed along the length of the antenna at approximately the same distance. The conductive jumper 3 can be made of steel or brass wire.
Использование заявленной двухчастотной антенны в составе подвижных или стационарных систем УКВ радиосвязи в дуплексном режиме позволит расширить их функциональные возможности за счет увеличения зоны обслуживания. ЫЫЫ2 The use of the claimed two-frequency antenna as part of mobile or stationary VHF radio communication systems in full duplex mode will expand their functionality by increasing the coverage area. YYY2
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5061802 RU2066080C1 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Double-frequency antenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5061802 RU2066080C1 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Double-frequency antenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2066080C1 true RU2066080C1 (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=21613093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5061802 RU2066080C1 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Double-frequency antenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2066080C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655751C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственный центр"Вигстар" | Stub antenna |
| RU2656034C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-30 | Акционерное общество "Научно-производственный центр"Вигстар" | Broadband antenna |
-
1992
- 1992-09-10 RU SU5061802 patent/RU2066080C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Овсянников В.В. Вибраторные антенны с реактивными нагрузками.- М.: Радио и связь, 1985, с. 62 - 64, рис.2.22а. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655751C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-29 | Акционерное общество "Научно-производственный центр"Вигстар" | Stub antenna |
| RU2656034C1 (en) * | 2017-07-21 | 2018-05-30 | Акционерное общество "Научно-производственный центр"Вигстар" | Broadband antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1089091A (en) | Portable radio antenna | |
| US2283914A (en) | Antenna | |
| US3680135A (en) | Tunable radio antenna | |
| US4028704A (en) | Broadband ferrite transformer-fed whip antenna | |
| RU98120059A (en) | RADIO COMMUNICATION DEVICE | |
| US6034648A (en) | Broad band antenna | |
| US2875443A (en) | Antenna | |
| US4672685A (en) | Dual band antenna having separate matched inputs for each band | |
| US4939525A (en) | Tunable short monopole top-loaded antenna | |
| CN110199431A (en) | Broad-band antenna balun | |
| US4466003A (en) | Compact wideband multiple conductor monopole antenna | |
| GB2112579A (en) | Multiband dipoles and ground plane antennas | |
| US2313513A (en) | Antenna | |
| US6081236A (en) | Antenna apparatus with a coaxial cable used as a radiation element | |
| RU2066080C1 (en) | Double-frequency antenna | |
| US2866197A (en) | Tuned antenna system | |
| WO1994026000A1 (en) | Anti-electromagnetic field antenna for cellular telephone | |
| US2704811A (en) | Cylindrical antenna | |
| US2503952A (en) | Traveling wave antenna | |
| US2915627A (en) | Line cord antenna comprising tuned element coiled adjacent line cord | |
| RU2220481C2 (en) | Multifrequency low-silhouette antenna | |
| RU169100U1 (en) | REDUCED ASYMMETRIC VIBRATOR | |
| JPH05343907A (en) | Variable length whip antenna | |
| US3560982A (en) | Vlf-lf aircraft trailing antenna | |
| Rohner | Antenna basics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20080911 |