RU2068604C1 - Wide-base upper load antenna - Google Patents
Wide-base upper load antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2068604C1 RU2068604C1 SU5051816A RU2068604C1 RU 2068604 C1 RU2068604 C1 RU 2068604C1 SU 5051816 A SU5051816 A SU 5051816A RU 2068604 C1 RU2068604 C1 RU 2068604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- coaxial
- antenna
- resonant
- cutting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для работы с широкополосными радиопередающими устройствами в КВ, УКВ диапазонах. The invention relates to antenna technology and can be used to work with broadband radio transmitting devices in HF, VHF bands.
Известна антенна (прототип) верхнего питания (авт.св. СССР N 1663656), содержащая вертикальный проводник, закрепленный посредством изолятора на трубчатом основании, установленном на горизонтальном экране. Соосно с вертикальным проводником размещены соединенные с ним короткозамкнутые коаксиальные отрезки. Во внутренней полости трубчатого основания размещены согласующий блок и коаксиальный кабель. Known antenna (prototype) of the upper power supply (ed. St. USSR N 1663656), containing a vertical conductor, mounted by means of an insulator on a tubular base mounted on a horizontal screen. Coaxial segments connected to it are arranged coaxially with the vertical conductor. A matching unit and a coaxial cable are placed in the inner cavity of the tubular base.
На частотах своих четвертьволновых резонансов коаксиальные отрезки изменяют электрическую длину антенны, что расширяет ее рабочий диапазон частот по диаграммам направленности и, с учетом действия согласующего блока, позволяет повысить уровень входного КБВ антенны. Однако, поскольку на частотах резонансов коаксиальных отрезков электрическая длина антенны отлична от четвертьволновой, значительного увеличения входного КБВ достичь не удается. Кроме того, антенна конструктивно сложна и громоздка. At the frequencies of their quarter-wave resonances, the coaxial segments change the electric length of the antenna, which extends its operating frequency range according to the radiation patterns and, taking into account the action of the matching unit, allows to increase the level of the input antenna antenna. However, since the electric length of the antenna is different from the quarter-wavelength at the resonance frequencies of the coaxial segments, a significant increase in the input CBM cannot be achieved. In addition, the antenna is structurally complex and bulky.
Целью изобретения является увеличение уровня входного КБВ антенны в пределах ее рабочего диапазона частот и упрощение ее конструкции. The aim of the invention is to increase the level of the input CBM antenna within its operating frequency range and simplify its design.
Антенна содержит вертикальный проводник 1 (фиг. 1) с включенными вдоль его длины токоотсекающими резонансными двухполюсниками 2, закрепленный посредством изолятора 3 на верхнем торце трубчатого основания 4, которое установлено нижним торцом на горизонтальном экране 5 и во внутренней полости которого расположены согласующий блок 6 и коаксиальный кабель 7. The antenna contains a vertical conductor 1 (Fig. 1) with current-cutting
Вертикальный проводник 1 с двухполюсниками 2 и трубчатое основание 4 образуют излучатель антенны. The vertical conductor 1 with bipolar 2 and the
Длины трубчатого основание lосн и вертикального проводника lв.п и общая длина антенна L удовлетворяют соотношениям:
L = (0,05-0,2)λмакс,
λмин>0,8L,
lв.п/lосн 2 4,
где λмакс, λмин максимальная и минимальная рабочие длины волн антенны.The lengths of the tubular base l osn and the vertical conductor l vp and the total length of the antenna L satisfy the relations:
L = (0.05-0.2) λ max ,
λ min > 0.8L,
l high /
where λ max , λ min maximum and minimum operating wavelengths of the antenna.
Цель изобретения достигается тем, что в каждый токоотсекающий двухполюсник 2 введен настроечный элемент 8, согласующий блок 6 выполнен в виде электрической цепочки из катушек индуктивности, конденсаторов и отрезков длинных линий с постоянными или переменными параметрами, а высоту hi включения i-го токоотсекающего двухполюсника выбирают из условия:
где 0 ≅ n ≅ 4 число токоотсекающих двухполюсников, k 1,02-1,05 поправочный коэффициент, р 1 или 3, причем резонансная длина волны λi i-го двухполюсника выбирается равной 1/p 4khi.The objective of the invention is achieved by the fact that a tuning element 8 is inserted into each current-cutting two-
where 0 ≅ n ≅ 4 is the number of current-cutting bipolar, k 1,02-1,05 correction factor,
Токоотсекающие двухполюсники могут быть выполнены в двух вариантах. По первому варианту они выполняются в виде параллельных LC-контуров, причем в качестве настроечных элементов используются конденсаторы или катушки индуктивности, входящие в эти контура. Current-cutting bipolar can be made in two versions. According to the first option, they are made in the form of parallel LC circuits, and capacitors or inductors included in these circuits are used as tuning elements.
По второму варианту двухполюсники выполняются в виде двух групп короткозамкнутых коаксиальных отрезков 9 (фиг. 2), причем нижняя группа включает в себя m отрезков, где 0 ≅ m ≅ n, а оставшиеся S n m отрезков объединены в верхнюю группу. According to the second variant, the two-terminal circuits are made in the form of two groups of short-circuited coaxial segments 9 (Fig. 2), the lower group including m segments, where 0 ≅ m ≅ n, and the remaining S n m segments are combined in the upper group.
Длины l
rосн/rпр.m rосн/rпр.s 1 3,
где rв.п, rосн, rпр.m, rпр.s соответственно радиусы вертикального проводника, трубчатого основания и наружных коаксиальных отрезков в m и s группах, а i порядковые номера коаксиальных отрезков в этих группах.Lengths l
r main / r pr.m r main / r pr.s 1 3,
where r ce, r est, r pr.m, the radii r pr.s vertical conductor, the tubular base member and the outer coaxial line segments in groups of m and s, i and sequence numbers of coaxial segments in these groups.
Для обеспечения компактности и механической прочности антенны целесообразно выбирать радиус вертикального проводника лежащим в пределах от L/1000 до L/50, а радиус трубчатого основания лежащим в пределах от L/200 до L/20. To ensure compactness and mechanical strength of the antenna, it is advisable to choose the radius of the vertical conductor lying in the range from L / 1000 to L / 50, and the radius of the tubular base lying in the range from L / 200 to L / 20.
Во внутренних полостях отрезков 9 расположены настроечные элементы 10, которые выполнены либо в виде реактивных LC-двухполюсников 11 (фиг. 3), например емкостей, включенных между внутренним и внешним проводниками соответствующих отрезков 9, либо выполнены в виде короткозамкнутых шунтов 12 (фиг. 4). При этом каждый шунт подключен одним своим концом к внешнему или внутреннему проводнику соответствующего отрезка 9. In the internal cavities of the
Настроечные элементы отрезков 9 могут быть также выполнены в виде диэлектрических вставок 13 (фиг. 5), диэлектрические проницаемости которых ε
Часть токоотсекающих двухполюсников 2 или все они могут быть выполнены с потерями и с добротностью, лежащей в пределах от 1 до 10.The tuning elements of the
Part of the current-carrying two-
Антенна работает следующим образом. The antenna works as follows.
Введение настроечных элементов 8 позволяет осуществить настройку токоотсекающих двухполюсников 2 в параллельный резонанс на длинах волн λ1,...,λi,..., λn, равномерно размещенных в пределах диапазона 5L÷ λмин (фиг. 6). При настройке в резонанс двухполюсники 2 осуществляют подавление ("отсечку") тока на вышерасположенных по отношению к ним участках антенны. За счет этого основное излучение происходит с нижерасположенных частей антенны, длины которых на частотах "отсечки" тока совпадают с величинами hi и, как следует из условия выбора hi, являются резонансными четвертьволновыми (при р 1) или тричетвертьволновыми (р 3). Причем р 1 выбирают в диапазоне длин волн от 5L до (5-6)lосн, а р 3 выбирают в диапазоне от (5-6)lосн до λмин с тем, чтобы hi всегда были больше lосн и антенна была бы технически реализуемой.The introduction of the tuning elements 8 allows you to configure the current-cutting two-
Периодическое достижение излучателем антенны резонансной длины делает частотную характеристику 14 его входного КБВ равноволновой с всплесками значительной величина (до 0,4 0,6), что, согласно теории широкополосного согласования, позволяет повысить по сравнению с антенной-прототипом уровень формируемой согласующей блоком П-образной частотной характеристики 15 входного КБВ всей антенны. The emitter’s periodic reaching of the resonant length of the antenna makes the frequency response of its 14 input CBM equal wavelength with bursts (up to 0.4 0.6), which, according to the theory of broadband matching, can increase the level of the U-shaped matching block formed in comparison with the prototype
Использование в антенне трех-четырех двухполюсников 2, а также введение в них потерь, позволяет получить характеристику 14 с высоким средним уровнем и уменьшенной неравномерностью, что приводит к повышению уровня характеристики 15 входного КБВ всей антенны. The use of three or four two-
При повышенных требованиях к простоте и механической прочности антенны целесообразно использовать в ней 1 2 двухполюсника 2. При умеренных требованиях по входному КБВ и ограниченном рабочем диапазоне частот антенна может быть выполнена без двухполюсников 2 (случай n 0), причем в этом случае она обладает максимально простой и механически прочной конструкцией. With increased requirements for the simplicity and mechanical strength of the antenna, it is advisable to use 1 2 two-
Реализация двухполюсников 2 и настроечных элементов 8 в различной форме позволяет создавать конструкции с заданными габаритами и механическими характеристиками. The implementation of two-
В диапазоне длин волн 20L 5L, где антенна имеет малую электрическую длину, согласующий блок осуществляет либо широкополосное согласование в смежных полосах частот (кривые 16, фиг. 6), либо осуществляет резонансное согласование (кривые 17, фиг. 6). In the wavelength range of 20L to 5L, where the antenna has a small electrical length, the matching unit either performs broadband matching in adjacent frequency bands (
Реализация согласующего блока в виде электрической цепочки из реактивных элементов с постоянными или переменными параметрами позволяет формировать в различных диапазонах частот согласующие ячейки с требуемой структурой, например лестничной, и необходимым количеством элементов. The implementation of the matching unit in the form of an electrical chain of reactive elements with constant or variable parameters allows the formation of matching cells in various frequency ranges with the required structure, for example, a staircase, and the required number of elements.
Claims (6)
L = (0,05-0,2)λмакс,
λмин>0,8L,
lв п /lо с н 2 4,
где λмакс, λмин максимальная и минимальная рабочие длины волн антенны, отличающаяся тем, что в каждый токоотсекающий резонансный двухполюсник введен настроечный элемент, согласующий блок выполнен в виде электрической цепочки из катушек индуктивности, конденсаторов и отрезков длинных линий с постоянными или переменными параметрами, а высоту hi включения i-го токоотсекающего двухполюсника выбирают из условия:
где n число токоотсекающих двухполюсников, не более четырех, К=1,02 - 1,05 поправочный коэффициент, р 1 или 3, причем резонансная длина волны λi i-ого двухполюсника выбирается равной 1/р 4Кhi.1. Broadband antenna of the upper power supply, comprising a vertical conductor with current-cutting resonant bipoles connected along its length, fixed by means of an insulator on the upper end of the tubular base, which is installed by the lower end on the horizontal screen and in the inner cavity of which there is a matching unit connected by its input to the input coaxial cable and output to the vertical guide and the upper end of the tubular base, the tubular base member with the length l of n and the vertical th conductor in the l n . and the total antenna length l satisfy the relations:
L = (0.05-0.2) λ max ,
λ min > 0.8L,
l in P / l about s n 2 4,
where λ max , λ min is the maximum and minimum working wavelengths of the antenna, characterized in that a tuning element is introduced into each current-cutting resonant bipolar, the matching unit is made in the form of an electric chain of inductors, capacitors and lengths of long lines with constant or variable parameters, and the height h i of the inclusion of the i-th current-cut two-terminal is selected from the condition:
where n is the number of current-cutting two-terminal, no more than four, K = 1.02 - 1.05 correction factor, p 1 or 3, and the resonant wavelength λ i of the i-th two-terminal is chosen equal to 1 / p 4Kh i .
rосн/rпрm=rосн/rпрs=1-3,
где rвп, rосн, rпрm, rпрs соответственно радиусы вертикального проводника, трубчатого основания и наружных коаксиальных отрезков в "m" и "s" группах, i порядковый номер коаксиальных отрезков в этих группах, а настроечный элемент расположен во внутренней полости каждого из n короткозамкнутых коаксиальных отрезков.3. The antenna according to claim 1, characterized in that the current-cutting resonant bipoles are made in the form of short-circuited coaxial segments coaxial with a vertical conductor, the length of which decreases from internal to external, while m coaxial segments, where m ≅ n, are connected by short-circuit areas between themselves and with the lower end of the vertical conductor, and S nm of the remaining coaxial segments are connected by areas of short circuit with each other and with the upper end of the vertical conductor, with lengths l
est r / r = r prm DOS / r prs = 1-3,
where r vp , r main , r prm , r prs, respectively, are the radii of the vertical conductor, the tubular base and the outer coaxial segments in the “m” and “s” groups, i is the serial number of the coaxial segments in these groups, and the tuning element is located in the inner cavity of each of n short-circuited coaxial segments.
7. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что часть токоотсекающих резонансных двухполюсников или все они выполнены с потерями и с добротностью в пределах 1 10.6. The antenna according to claim 3, characterized in that the tuning elements are made in the form of dielectric inserts, the dielectric constant of which ε
7. The antenna according to claim 1, characterized in that part of the current-cutting resonant bipolar or all of them are made with losses and with quality factor within 1 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5051816 RU2068604C1 (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Wide-base upper load antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5051816 RU2068604C1 (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Wide-base upper load antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2068604C1 true RU2068604C1 (en) | 1996-10-27 |
Family
ID=21609052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5051816 RU2068604C1 (en) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | Wide-base upper load antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2068604C1 (en) |
-
1992
- 1992-06-30 RU SU5051816 patent/RU2068604C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1663656, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4455658A (en) | Coupling circuit for use with a transversely excited gas laser | |
RU2586272C2 (en) | Loop antenna (versions) | |
RU2177660C2 (en) | Dual-band antenna for mobile communications | |
US3943403A (en) | Electrodeless light source utilizing a lamp termination fixture having parallel capacitive impedance matching capability | |
US4924238A (en) | Electronically tunable antenna | |
CN1401144A (en) | Antenna arrangement | |
KR20050055763A (en) | Arrangement of a data coupler for power line communications | |
US4707619A (en) | Saturable inductor switch and pulse compression power supply employing the switch | |
EP1710596A2 (en) | NMR probe circuit with nodal impedance bridge | |
US4939525A (en) | Tunable short monopole top-loaded antenna | |
CN1286815A (en) | Compact antenna feed circuits | |
RU2128386C1 (en) | Dual-function antenna for portable radio communication device | |
CA2013424A1 (en) | Microwave electric power receiver | |
RU2068604C1 (en) | Wide-base upper load antenna | |
US3979703A (en) | Waveguide switch | |
CN1018494B (en) | Balancing loop | |
US4710719A (en) | High voltage capacitor wand for high power tuned circuits | |
US6342857B1 (en) | Broadband circuit shorted resonant patch antenna | |
US3443199A (en) | Wave frequency multiplier employing a nonlinear device in a band-pass filter | |
US5081468A (en) | Frequency agile triangular antenna | |
RU2061985C1 (en) | Top-feed antenna | |
RU2336613C2 (en) | Antenna | |
US4451806A (en) | Tuning means for a transmisson line cavity | |
RU2337423C1 (en) | Electric high-frequency transformer | |
KR100580444B1 (en) | Transmission line structure for tunable characteristic impedance and variable impedance transformer thereby |