RU2103770C1

RU2103770C1 - Double antenna

Info

Publication number: RU2103770C1
Application number: RU96105299A
Authority: RU
Inventors: Виталий Николаевич Строганов
Original assignee: Виталий Николаевич Строганов
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: antenna equipment. SUBSTANCE: invention refers to antennas ensuring operation in two different wave ranges at same time. It may be used in communication systems and in television as room or outdoor receiving or transmitting antenna. Antenna has antenna cloth manufactured in the form of two vertically spaced apart parts anchored on post 13 and connected on two sides to section of four-wire connection line 1 and forming in assemblage log-periodic structure of halves of parallel linear vibrators 2-10 which lengths and distances between which diminish in geometrical progression with period of structure from one end of connection line 1 to other end. Downlead cable 11 which central conductor is connected to wires

and

and shield - to wires

and

is connected on side of short vibrators 10 to connection line 1 which two wires

and

in upper part of cloth and two wires

and

in lower part of cloth are interconnected by pairs. Downlead cable 12 which central conductor is connected to wires

and

and shield - to wires

and

is connected on side of long vibrators 2 to connection line which wires

and

Description

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно, к антеннам, обеспечивающим одновременно работу в двух различных диапазонах и может широко использоваться в системах связи, в частности в телевидении, в качестве комнатной или наружной приемной антенны. The invention relates to the basic elements of electrical equipment, namely, antennas that simultaneously provide operation in two different ranges and can be widely used in communication systems, in particular in television, as a room or outdoor receiving antenna.

Известна антенна, описанная в книге Капчинского Л.М. "Телевизионные антенны", М., "Энергия", 1979 г., стр. 80, рис. 43. The known antenna described in the book of Kapchinsky L.M. "Television antennas", M., "Energy", 1979, p. 80, Fig. 43.

Известная антенна содержит антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали параллельных частей из подключенных с двух сторон к двухпроводной соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояние между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры в направлении к точкам подключения кабеля снижения, подключенного так, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран - с нижней частью. The known antenna comprises an antenna sheet made in the form of two vertically spaced parallel parts from two sides connected to a two-wire connecting line and forming together a log-periodic structure of the halves of parallel linear vibrators, the lengths of which and the distance between them decrease exponentially with the period of the structure in the direction to the connection points of the drop cable, connected so that its central conductor is connected to the upper part of the antenna sheet, and the screen n - with the lower part.

Недостатком известной антенны является то, что она хорошо работает только в метровом диапазоне волн, и имеет очень большие размеры, т.к. размеры наиболее длинного вибратора составляют около половины длины волны, соответствующей низшей рабочей частоте. A disadvantage of the known antenna is that it works well only in the meter wavelength range, and has a very large size, because the length of the longest vibrator is about half the wavelength corresponding to the lowest operating frequency.

Известна антенна, описанная в книге Капчинского Л.М. "Телевизионные антенны", М., "Энергия", 1979 г., стр. 107-108, рис. 64. The known antenna described in the book of Kapchinsky L.M. "Television antennas", M., "Energy", 1979, pp. 107-108, Fig. 64.

Известная антенна содержит антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали под углом 45^o друг к другу частей из подключенных с двух сторон к двухпроводной соединительной линии и образующих логопериодическую структуру половинок параллельных широких скошенных с наружного края плоских вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры в направлении к точкам подключения кабеля снижения, подключенного со стороны коротких вибраторов через соединительную линию к антенному полотну таким образом, что его центральный проводник подключен к верхней части антенного полотна, а экран - к нижней его части, прикрепленной к стойке со стороны длинных вибраторов.The known antenna comprises an antenna sheet made in the form of two parts spaced vertically at an angle of 45 ^{o to} each other from two halves connected from two sides to a two-wire connecting line and forming a log-periodic structure of halves of parallel wide flat vibrators, beveled from the outer edge, whose lengths and distances between them decrease exponentially with the period of the structure in the direction to the connection points of the reduction cable connected from the side of the short vibrators through the connecting l NIJ to the antenna web such that its center conductor connected to the top of the antenna curtains, and the screen - in its lower part, attached to the stand by vibrator long.

Недостатком известной антенны является то, что она хотя и имеет небольшие размеры, но хорошо работает только в дециметровом диапазоне волн. A disadvantage of the known antenna is that although it is small in size, it only works well in the decimeter wavelength range.

Наиболее близкой по конструкции к заявляемой является антенна, описанная в руководстве по эксплуатации "Телевизионная комнатная антенна "Омск АТН-5.5", выпускаемая Омским ПО им. А.С.Попова и выбранная в качестве прототипа. The closest in design to the claimed one is the antenna described in the operating manual "Television indoor antenna" Omsk ATN-5.5 ", manufactured by Omsk software named after A.S. Popov and selected as a prototype.

Известная антенна содержит антенное полотно в виде двух разнесенных параллельно по вертикали частей из подключенных с двух сторон к двухпроводной соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии к другому, в направлении к точкам подключения кабеля снижения, подключенного через соединительную линию со стороны коротких вибраторов к антенному полотну таким образом, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран - с нижней частью, при этом антенное полотно закреплено со стороны длинных вибраторов с возможностью вращения в держателе, размещенном на стойке. The known antenna comprises an antenna sheet in the form of two parts spaced apart in parallel vertically from two sides connected to a two-wire connecting line and forming together a log-periodic structure of halves of parallel linear vibrators whose lengths and distances between them decrease exponentially with the period of the structure from one end of the connecting lines to another, towards the connection points of the drop cable connected through the connecting line from the side of short Ator to the antenna web such that its center conductor connected to the upper part of the antenna curtains, and the screen - with the lower part, wherein the antenna is fixed by the web long vibrators rotatably in a holder placed on a rack.

Недостатком известной антенны является то, что она, хотя и имеет небольшие размеры, но хорошо работает только в дециметровом диапазоне волн. A disadvantage of the known antenna is that although it is small in size, it only works well in the decimeter wavelength range.

Целью заявляемого изобретения является расширение диапазона рабочих частот антенны при небольших ее габаритах. The aim of the invention is to expand the operating frequency range of the antenna with its small dimensions.

Поставленная цель достигается тем, что в двойной антенне Строганова, содержащей закрепленное на стойке антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали параллельных частей из подключенных с двух сторон к отрезку соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии к другому, кабель снижения, подключенный через соединительную линию к антенному полотну со стороны коротких вибраторов таким образом, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран - с нижней частью, согласно изобретению, соединительная линия выполнена четырехпроводной, причем со стороны коротких вибраторов два ее провода в верхнем и два в нижнем полотне соединены попарно между собой, а со стороны длинных вибраторов соединены попарно между собой верхние и лежащие под ними нижние соответственно левый или правый провода, в антенну введен дополнительно второй кабель снижения, подключенный со стороны длинных вибраторов таким образом, что его центральный проводник подключен к одной паре соединенных между собой верхнего и нижнего проводов соединительной линии, а экран - ко второй их паре. This goal is achieved by the fact that in the Stroganov’s double antenna, which contains an antenna sheet mounted on a stand, made in the form of two parallel vertically spaced parallel parts from two connected to a piece of the connecting line and forming a log-periodic structure of halves of parallel linear vibrators, the lengths of which the distances between which decrease exponentially with the period of the structure from one end of the connecting line to the other, a drop cable connected through h the connecting line to the antenna sheet from the side of the short vibrators in such a way that its central conductor is connected to the upper part of the antenna sheet, and the screen to the bottom, according to the invention, the connecting line is four-wire, and from the side of the short vibrators its two wires are in the upper and two in the lower sheet are connected in pairs between each other, and on the side of long vibrators, the upper and the lower or the left wires, respectively, are connected in pairs in pairs, add the antenna to the antenna Only the second drop cable is connected from the side of long vibrators in such a way that its central conductor is connected to one pair of connected upper and lower wires of the connecting line, and the screen is connected to their second pair.

Выполнение соединительной линии в антенне четырехпроводной в совокупности с введением дополнительного кабеля снижается и описанным выше соединением кабелей снижения с соединительной линией обеспечивает надежную работу антенны в метровом и дециметровом диапазоне волн при небольших ее размерах. Это объясняется следующим. The implementation of the connecting line in a four-wire antenna in conjunction with the introduction of an additional cable is reduced and the connection of the reduction cables to the connecting line described above ensures reliable operation of the antenna in the meter and decimeter wavelengths with its small dimensions. This is explained by the following.

При работе антенны в дециметровом диапазоне волн (ДМВ) принимаемые антенной электромагнитные волны возбуждают группы наиболее коротких вибраторов, длина которых близка к резонансной частоте, наводя в них электрические токи, распространяющиеся от коротких вибраторов к более длинным, которые при этом играют роль рефлекторов так, что электромагнитные волны отражаются от них. В результате логопериодическая структура в режиме ДМВ играет роль антенны обратной волны; со стороны коротких вибраторов, где с помощью первого кабеля снижения производится съем сигнала, в итоге формируется максимальная разность потенциалов за счет отражения от более длинных вибраторов как от рефлекторов. When the antenna operates in the decimeter wavelength range (UHF), the electromagnetic waves received by the antenna excite the groups of the shortest vibrators, the length of which is close to the resonant frequency, inducing electric currents in them, propagating from short vibrators to longer ones, which in this case play the role of reflectors so that electromagnetic waves are reflected from them. As a result, the log-periodic structure in the UHF mode plays the role of a backward wave antenna; from the side of short vibrators, where the signal is taken using the first reduction cable, as a result, the maximum potential difference is formed due to reflection from longer vibrators as from reflectors.

В режиме работы на метровых волнах (МВ) более длинные волны возбуждают группы более длинных вибраторов, наводя в них электрические токи и создавая максимальную разность потенциалов в районе длинных вибраторов между правой и левой парами четырехпроводной линии. Вибраторы как бы перегруппировываются в антенну бегущей волны, т.к. все они подключены синфазно волне (за счет соединения проводов соединительной линии), бегущей в сторону длинных вибраторов, откуда и снимается максимальный сигнал с помощью дополнительного (второго) кабеля снижения. In the mode of operation on meter waves (MV), longer waves excite groups of longer vibrators, inducing electric currents in them and creating a maximum potential difference in the region of long vibrators between the right and left pairs of the four-wire line. Vibrators, as it were, regroup in a traveling wave antenna, because all of them are connected in-phase wave (due to the connection of the wires of the connecting line) running in the direction of long vibrators, whence the maximum signal is removed using an additional (second) drop cable.

Заявляемая двойная антенна Строганова обладает навозной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными отличительными признаками как выполнение соединительной линии четырехпроводной, введение второго кабеля снижения и особенности подключения кабелей снижения. The inventive dual antenna Stroganov has manure in comparison with the prototype, differing from it by such significant distinguishing features as the implementation of the four-wire connecting line, the introduction of the second cable reduction and features of connecting cables reduction.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие совокупностью названных существенных отличительных признаков, обеспечивающих достигаемый эффект - надежную работу антенны в дециметровом и метровом диапазонах волн без увеличения ее габаритов - поэтому он считает, что заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень". The applicant is not aware of technical solutions possessing the combination of the above essential distinguishing features providing the achieved effect - reliable operation of the antenna in the decimeter and meter wavelength ranges without increasing its dimensions - therefore, he believes that the claimed device meets the criterion of "inventive step".

Заявляемая антенна может широко применяться в народном хозяйстве, в технике связи, в частности в качестве приемной или передающей антенны и поэтому соответствует критерию "промышленная применимость". The inventive antenna can be widely used in the national economy, in communications technology, in particular as a receiving or transmitting antenna and therefore meets the criterion of "industrial applicability".

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан внешний вид заявляемой антенны, а на фиг. 2 приведена ее электрическая схема. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the appearance of the inventive antenna, and in FIG. 2 shows its electrical circuit.

Конструктивно антенна выполнена следующим образом (фиг. 1). Structurally, the antenna is made as follows (Fig. 1).

Антенное полотно выполнено в виде двух разнесенных по вертикали частей из подсоединенных с двух сторон к соединительной линии 1 и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок 2', 2"... 10', 10" параллельных линейных вибраторов 2-10. Длины вибраторов 2-10 и расстояния между ними уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии 1 к другому ее концу. Соединительная линия 1 выполнена из двух пар проводов

- (для верхней части полотна) и проводов

- (для нижней части полотна). Со стороны коротких вибраторов провода

, верхней части полотна соединены между собой и с центральным проводником кабеля 11 снижения, а провода

нижней части полотна соединены между собой и с экраном кабеля 11 снижения. Со стороны длинных вибраторов соединительные провода соединены между собой и подключены к центральному проводнику кабеля 12 снижения, а провода

соединены между собой и с экраном кабеля 12 снижения.The antenna sheet is made in the form of two vertically spaced parts from connected on both sides to the connecting line 1 and forming in the aggregate log-periodic structure of the halves 2 ', 2 "... 10', 10" of parallel linear vibrators 2-10. The lengths of the vibrators 2-10 and the distances between them decrease exponentially with the period of the structure from one end of the connecting line 1 to its other end. The connecting line 1 is made of two pairs of wires

- (for the top of the web) and wires

- (for the bottom of the canvas). From the side of the short wire vibrators

, the upper part of the web are interconnected and with the central conductor of the cable 11 reduction, and

the lower part of the canvas are interconnected and with the screen of the cable 11 reduction. On the side of long vibrators, the connecting wires are interconnected and connected to the central conductor of the cable 12 reduction, and the wires

interconnected and with the screen of the cable 12 reduction.

При работе антенны с марками отечественных телевизоров кабели 11 и 12 снижения заканчиваются штекерами для подключения их к входам телеприемника "ДМВ", "МВ" - для антенны (фиг. 1), а при работе с марками импортных телевизоров кабели 11, 12 снижения (их центральные проводники) через суммирующий фильтр (фиг. 2) выведены на один штеккер для подключения к антенному входу телеприемника. When the antenna works with brands of domestic TVs, the reduction cables 11 and 12 end with plugs for connecting them to the inputs of the DMV and MV receivers for the antenna (Fig. 1), and when working with brands of imported TVs, the reduction cables 11, 12 (their central conductors) through a summing filter (Fig. 2) are brought out to one plug for connection to the antenna input of the television receiver.

Антенное полотно жестко закреплено на стойке 13 (см. фиг. 1). The antenna sheet is rigidly fixed to the rack 13 (see Fig. 1).

Двойная антенна Строганова работает следующим образом. Прием. Пользователь вставляет вилку кабелей снижения (или шнура с выхода суммирующего фильтра) в гнезда (гнездо) "Антенна" телеприемника. Затем от включает телеприемник (телевизор) согласно инструкции по эксплуатации и после прогрева кинескопа добивается наилучшего изображения и звука, подбирая место установки антенны и поворачивая ее вокруг вертикальной оси для определения направления оптимального приема каждый раз в случае выполнения антенны комнатной и один раз для установки антенны в качестве наружной с последующим ее стационарным креплением. A double Stroganov antenna works as follows. Reception The user inserts the plug of the drop cables (or the cord from the output of the summing filter) into the sockets (socket) of the "Antenna" of the television receiver. Then it turns on the television receiver (TV) according to the operating instructions and after warming up the kinescope, it achieves the best image and sound by selecting the installation location of the antenna and turning it around the vertical axis to determine the direction of optimal reception each time the antenna is installed at room temperature and once to install the antenna in as external with its subsequent stationary mounting.

Затем пользователь с помощью переключателя телевизионных каналов (ПТК) или с помощью приставки - селектора (на чертеже не показаны) выбирает канал приема на дециметровых или метровых волнах. Then the user, using the switch of television channels (PTC) or with the help of a prefix - selector (not shown in the drawing) selects the reception channel on decimeter or meter waves.

При установке канала приема в диапазоне дециметровых волн антенна работает в традиционном для логопериодической структуры режиме. Принимаемые антенной электромагнитные волны возбуждают в ней электрические токи, распространяющиеся от коротких вибраторов 10', 10" в сторону более длинных 2', 2". В зависимости от частоты сигнала возбуждается та или иная группа из вибраторов, длина которых наиболее близка к резонансной. When installing the reception channel in the decimeter wavelength range, the antenna operates in the traditional mode for log-periodic structure. Electromagnetic waves received by the antenna excite electric currents propagating from the short vibrators 10 ', 10 "in the direction of longer 2', 2". Depending on the frequency of the signal, one or another group of vibrators is excited, the length of which is closest to the resonance.

Другие вибраторы, расстроенные относительно данной частоты сигнала, возбуждаются слабо и в общий прием антенны заметной доли не вносят. На верхнем краю рабочей полосы частот возбуждаются в основном короткие вибраторы (6-10). По мере уменьшения частоты (увеличения длины волны) возбуждаются более длинные вибраторы (2-5). На нижнем краю рабочей полосы частот возбуждаются наиболее длинные вибраторы. Более длинные вибраторы каждой группы играют роль рефлекторов, а более короткие - директоров, в результате чего антенна имеет направленные свойства приема и максимальный сигнал со стороны коротких вибраторов. Other vibrators, upset with respect to a given frequency of the signal, are weakly excited and do not contribute a noticeable fraction to the overall reception of the antenna. On the upper edge of the working frequency band, mainly short vibrators are excited (6-10). As the frequency decreases (increase in wavelength), longer vibrators are excited (2-5). At the lower edge of the operating frequency band, the longest vibrators are excited. Longer vibrators of each group play the role of reflectors, and shorter ones play the role of directors, as a result of which the antenna has directional reception properties and the maximum signal from the side of short vibrators.

Наведенные токи суммируются и снимаются посредством кабеля 11 снижения и поступают далее на вход телевизионного приемника, где происходит их дальнейшее преобразование, результатом которого являются изображение на экране и звук в телеприемнике. Induced currents are summed up and taken off via a drop cable 11 and then fed to the input of a television receiver, where they are further converted, the result of which is a screen image and sound in a television receiver.

В режиме приема на метровых волнах антенна работает следующим образом. In the reception mode at meter waves, the antenna operates as follows.

Более длинные волны возбуждают длинные вибраторы (2-5), наводя в них электрические токи. Максимальная разность потенциалов создается в районе длинных вибраторов 2 - между правой и левой парами проводов 1₁ и 1₂ четерхпроводной соединительной линии 1. Вибраторы как бы перегруппировываются в антенну бегущей волны - все вибраторы оказываются подключенными синфазно волне, бегущей в сторону длинных вибраторов 2.Longer waves excite long vibrators (2-5), inducing electric currents in them. The maximum potential difference is created in the region of long vibrators 2 - between the right and left pairs of wires 1 ₁ and 1 _{2 of the} four-wire connecting line 1. The vibrators seem to regroup into a traveling wave antenna - all vibrators turn out to be connected in-phase wave running towards the long vibrators 2.

Принятый сигнал снимается с помощью кабеля 12 снижения и поступает на вход телеприемника для дальнейшего преобразования в изображение и звук. The received signal is removed using the cable 12 reduction and fed to the input of the television for further conversion into image and sound.

Передача. Пользователь подключает, в зависимости от необходимого диапазона частот, либо кабель 11 снижения с выходу генератора дециметровых волн или кабель 12 снижения к выходу генератора метровых волн (генераторы на чертежах не показаны) или оба кабеля одновременно к своим генераторам ДМВ и МВ. Broadcast. The user connects, depending on the required frequency range, either a drop cable 11 from the output of the decimeter wave generator or a drop cable 12 to the output of the meter wave generator (the generators are not shown in the drawings) or both cables simultaneously to their DMV and MV generators.

При подключении антенны к генератору дециметровых волн антенна работает в режиме логепериодической структуры - энергия генератора распространяется от коротких вибраторов 10 в сторону более длинных 2. В зависимости от частоты сигнала возбуждается та или иная группа вибраторов, длина которых наиболее близка к резонансной. Другие вибраторы, расстроенные относительно частоты сигнала, возбуждаются слабо и в общее излучение антенны заметной доли не вносят. Более длинные вибраторы каждой группы играют роль рефлекторов, более короткие - директоров и антенна в результате приобретает направленные свойства, излучая генерируемый сигнал со стороны коротких вибраторов 10. When the antenna is connected to the decimeter wave generator, the antenna operates in a log-periodic structure - the energy of the generator propagates from short vibrators 10 to longer 2. Depending on the frequency of the signal, one or another group of vibrators is excited, the length of which is the closest to the resonance. Other vibrators, upset with respect to the signal frequency, are weakly excited and do not contribute a noticeable fraction to the total radiation of the antenna. The longer vibrators of each group play the role of reflectors, the shorter ones of the directors and the antenna as a result acquires directional properties, emitting the generated signal from the side of the short vibrators 10.

При работе в режиме метровых волн энергия генератора возбуждает более длинные вибраторы, наводя в них электрические токи. Максимальная энергия сигнала создается в районе длинных вибраторов 2 - между правой и левой парами проводов 1₁ и 1₂ четырехпроводной соединительной линии 1. Все вибраторы оказываются подключены синфазно волне, бегущей от длинных вибраторов, как бы перегруппировываясь в антенну бегущей волны и излучая сигнал в сторону коротких вибраторов.When operating in meter wave mode, the generator energy excites longer vibrators, inducing electric currents into them. The maximum signal energy is generated in the region of long vibrators 2 - between the right and left pairs of wires 1 ₁ and 1 _{2 of the} four-wire connecting line 1. All vibrators are connected in-phase to the wave running from the long vibrators, as if regrouping into a traveling wave antenna and radiating the signal to the side short vibrators.

Заявляемая антенна надежно и устойчиво работает на прием и передачу как в диапазоне метровых, так и дециметровых волн при небольших ее размерах, в отличие от прототипа, работающего только на дециметровых волнах. The inventive antenna reliably and stably operates on reception and transmission in the range of meter and decimeter waves with its small dimensions, in contrast to the prototype, which works only on decimeter waves.

Claims

A double antenna containing an antenna sheet mounted on a stand, made in the form of two parallel vertically spaced parallel parts from two connected to a piece of the connecting line and forming together a log-periodic structure of the halves of parallel linear vibrators, the lengths and distances between which decrease in geometric progression with period of the structure from one end of the connecting line to the other, a drop cable connected through the connecting line from the side of the short vibrator s to the antenna sheet so that its central conductor is connected to the upper part of the antenna sheet, and the screen with its lower part, characterized in that the connecting line is four-wire, and from the side of the short vibrators its two wires in the upper and two in the lower fabric are connected in pairs between each other, and from the side of long vibrators, the upper and the lower and left wires, respectively, are connected in pairs, the second lower cable is connected to the antenna, connected from the side of long selectors so that its central conductor is connected to one pair of interconnected upper and lower wires of the connecting line, and the screen to their second pair.