RU2160948C1 - Ultrahigh-frequency antenna (design versions) - Google Patents

Ultrahigh-frequency antenna (design versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2160948C1
RU2160948C1 RU99126973A RU99126973A RU2160948C1 RU 2160948 C1 RU2160948 C1 RU 2160948C1 RU 99126973 A RU99126973 A RU 99126973A RU 99126973 A RU99126973 A RU 99126973A RU 2160948 C1 RU2160948 C1 RU 2160948C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitter
metal
antenna
edges
reflector
Prior art date
Application number
RU99126973A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.А. Самойлов
Л.А. Холодкова
В.П. Чернолес
Original Assignee
Военный университет связи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный университет связи filed Critical Военный университет связи
Priority to RU99126973A priority Critical patent/RU2160948C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2160948C1 publication Critical patent/RU2160948C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: antenna engineering. SUBSTANCE: proposed antennas are suitable for operation in conjunction with ultrahigh-frequency radio and radio-relay stations. Antenna of first design version has angled metal reflector and two metal plates electrically connected to reflector edges. Radiator in the form of sector plate connected to feeder is installed in bisector plane of reflector. Antenna of second design version has four radiators identical to that used in first version which are formed by two reflectors whose tops are mirror images of each other; these radiators provide for shaping azimuthal quasi- nondirectional pattern. Optimal proportions of electrical dimensions affording utmost minimization of antenna size are determined. EFFECT: reduced size and improved electrical characteristics of antennas. 4 cl, 10 dwg

Description

Изобретения относятся к области радиотехники, а именно к области антенной техники, в частности, заявляемые дециметровые антенны могут быть использованы в качестве направленных приемных и/или передающих антенн радио- и радиорелейных станций, работающих в диапазоне дециметровых волн (ДМВ) или в качестве приемной телевизионной антенны ДМВ. The invention relates to the field of radio engineering, in particular to the field of antenna technology, in particular, the inventive decimeter antennas can be used as directional receiving and / or transmitting antennas of radio and radio relay stations operating in the decimeter wave band (UHF) or as a television reception UHF antennas.

Разработка вариантов заявленных антенн предусматривает также расширение арсенала средств аналогичного назначения. The development of variants of the claimed antennas also provides for the expansion of the arsenal of funds for similar purposes.

Известны направленные антенны ДМВ, описанные, например, в книге: К. Ротхаммель. Антенны. - М.: Энергия, 1979, с. 245-275, представляющих собой различные конструкции антенн типа волновой канал, логопериодические, зигзагообразные и т.п. Known directional antennas DMV, described, for example, in the book: K. Rothammel. Antennas - M .: Energy, 1979, p. 245-275, representing various designs of antennas such as a wave channel, log-periodic, zigzag, etc.

Недостатком известных вариантов является их относительно малый рабочий диапазон (волновой канал, зигзагообразные) или низкий коэффициент направленного действия - КНД (логопериодические). Кроме того, такие антенны имеют громоздкие конструкции. A disadvantage of the known options is their relatively small operating range (wave channel, zigzag) or low coefficient of directional action - KND (log-periodic). In addition, such antennas have bulky designs.

Наиболее близкой по своей технической сущности к заявленным является известная направленная антенна с уголковым отражателем, описанная в книге: И.Н. Гвоздев и др. Характеристики антенн радиосистем связи. - Л.: ВАС, 1978, с. 208. Антенна прототип состоит из уголкового металлического отражателя (УМО), образованного двумя плоскими сплошными или решетчатыми поверхностями (гранями). В плоскости биссектрисы УМО параллельно ребру расположен один или несколько соосных синфазных излучателей - симметричных вибраторов. Выбором соответствующих размеров элементов конструкции УМО обеспечивается формирование направленной характеристики излучения (приема). The closest in technical essence to the claimed is the well-known directional antenna with a corner reflector, described in the book: I.N. Gvozdev et al. Characteristics of antennas of radio communication systems. - L .: YOU, 1978, p. 208. The prototype antenna consists of a corner metal reflector (ULV), formed by two flat continuous or lattice surfaces (faces). In the plane of the bisector of the ULV, parallel to the edge is one or more coaxial in-phase emitters - symmetric vibrators. By choosing the appropriate sizes of the ULV design elements, the formation of a directed radiation (reception) characteristic is ensured.

Однако антенна-прототип имеет недостатки:
относительно большие размеры элементов конструкции, в частности, УМО, что обусловлено необходимостью обеспечения синфазного сложения прямых и отраженных от УМО лучей;
высокий уровень заднего лепестка диаграммы направленности (ДН), достигающий 25% от максимума ДН, что снижает помехозащищенность. Это обусловлено "затеканием" электромагнитных волн за кромки УМО, имеющего конечные размеры;
антенна-прототип не может обеспечить работу с несколькими корреспондентами, азимутальные направления на которых значительно отличаются.
However, the prototype antenna has disadvantages:
relatively large sizes of structural elements, in particular, ULV, due to the need to ensure in-phase addition of direct and reflected rays from ULV;
a high level of the back lobe of the radiation pattern (BF), reaching 25% of the maximum of the BF, which reduces noise immunity. This is due to the "leakage" of electromagnetic waves beyond the edges of ULV, which has finite dimensions;
the prototype antenna cannot provide work with several correspondents, the azimuthal directions of which differ significantly.

Целью заявленных изобретений является создание дециметровых антенн, обладающих меньшими габаритами при сохранении КНД и некотором увеличении диапазонности (первый и второй варианты) и обеспечивающих формирование квазиненаправленной в азимутальной плоскости ДН для обеспечения устойчивой связи при произвольной ориентации в азимутальной плоскости корреспондента (второй вариант). The purpose of the claimed inventions is the creation of decimeter antennas with smaller dimensions while maintaining the directivity gain and some increase in range (the first and second options) and providing the formation of a quasi-directional in the azimuthal plane of the beam to ensure stable communication with arbitrary orientation in the azimuthal plane of the correspondent (second option).

В первом варианте поставленная цель достигается тем, что в известной дециметровой антенне, содержащей уголковый металлический отражатель (УМО), в плоскости биссектрисы которого установлен излучатель, подключенный к коаксиальному фидеру дополнительно введены первая и вторая металлические пластины (МП). Первая МП электрически подключена к верхним кромкам УМО, а вторая МП подключена электрически к нижним кромкам УМО. Излучатель выполнен в виде секторной пластины, вершина которой примыкает ко второй МП. Плоскость секторной пластины перпендикулярна плоскости биссектрисы УМО. Коаксиальный фидер своим центральным проводником через отверстие во второй МП подключен к вершине излучателя примыкающей ко второй МП, а экранной оболочкой ко второй МП. In the first embodiment, the goal is achieved by the fact that in the known decimeter antenna containing an angular metal reflector (ULV), in the plane of the bisector of which an emitter is installed, connected to the coaxial feeder, the first and second metal plates (MP) are additionally introduced. The first MP is electrically connected to the upper edges of the ULV, and the second MP is electrically connected to the lower edges of the ULV. The emitter is made in the form of a sector plate, the top of which is adjacent to the second MP. The plane of the sector plate is perpendicular to the plane of the ULV bisector. The coaxial feeder, with its central conductor through a hole in the second MP, is connected to the top of the emitter adjacent to the second MP, and the screen sheath to the second MP.

Раствор α УМО выбран в пределах 60 - 900o. Высота ребра УМО составляет

Figure 00000002
где λср- средняя длина волны рабочего диапазона волн антенны. Высота ребра H и длина L кромки УМО соотносятся как H/L = 0,3 - 0,4. Угол при вершине секторной пластины излучателя выбран в интервале 30 - 40o, а его высота h = (0,75 - 0,85)Н. Точка подключения излучателя к коаксиальному фидеру расположена в средней трети отрезка биссектрисы между вершиной УМО и прямой, соединяющей его ребра.The solution α ULV selected in the range of 60 - 900 o . UMO rib height is
Figure 00000002
where λ cf is the average wavelength of the working range of the antenna waves. The height of the rib H and the length L of the edge of the ULV are correlated as H / L = 0.3 - 0.4. The angle at the top of the sector plate of the emitter is selected in the range of 30 - 40 o , and its height h = (0.75 - 0.85) N. The connection point of the emitter to the coaxial feeder is located in the middle third of the bisector segment between the top of the ULV and the straight line connecting its ribs.

Во втором варианте поставленная цель достигается тем, что в известной дециметровой антенне, содержащей первый УМО, в плоскости биссектрисы которого параллельно его ребру установлен первый излучатель, подключенный к первому коаксиальному фидеру, дополнительно введены две МП и второй идентичный первому УМО. В плоскости биссектрисы второго УМО установлен второй излучатель, подключенный ко второму коаксиальному фидеру. Второй УМО установлен зеркально относительно вершины первого УМО, таким образом, что их биссектрисы ориентированы по одной прямой. Кромки вдоль вершин первого и второго УМО электрически соединены. Первая МП электрически подключена к верхним кромкам первого и второго УМО. а вторая МП - к их нижним кромкам. Дополнительно в плоскостях биссектрис, проходящих через уголковые металлические отражатели, образованные смежными гранями первого и второго УМО, установлены параллельно их ребрам третий и четвертый излучатели, подключенные соответственно к третьему и четвертому коаксиальным фидерам. Все четыре излучателя идентичны и каждый из них выполнен в виде секторной пластины, вершина которой примыкает ко второй МП и через отверстие в ней подключена к центральному проводнику соответствующего ей коаксиального фидера. Плоскость каждой секторной пластины перпендикулярна плоскости биссектрисы в которой установлен излучатель. Экранные оболочки четырех коаксиальных фидеров подключены ко второй МП. In the second embodiment, the goal is achieved by the fact that in the well-known decimeter antenna containing the first ULV, in the plane of the bisector of which the first radiator is installed parallel to its edge, connected to the first coaxial feeder, two MPs are added and the second identical to the first ULV. In the plane of the bisector of the second ULV, a second emitter is mounted connected to the second coaxial feeder. The second ULV is set mirror-like relative to the top of the first ULV, so that their bisectors are oriented in a straight line. The edges along the vertices of the first and second ULV are electrically connected. The first MP is electrically connected to the upper edges of the first and second ULV. and the second MP - to their lower edges. Additionally, in the planes of the bisectors passing through the corner metal reflectors formed by the adjacent faces of the first and second ULV, the third and fourth emitters are connected parallel to their edges, connected to the third and fourth coaxial feeders, respectively. All four emitters are identical and each of them is made in the form of a sector plate, the top of which is adjacent to the second MP and connected through the hole in it to the central conductor of the corresponding coaxial feeder. The plane of each sector plate is perpendicular to the plane of the bisector in which the emitter is mounted. Screen shells of four coaxial feeders are connected to the second MP.

Раствор первого и второго УМО выбран равным 90o. Высота ребра УМО составляет (0,22-0,24)λср. Высота ребра H и длина L кромки УМО соотносятся как H/L = 0,3 - 0,4. Угол при вершине секторной пластины излучателя выбран в интервале 30 - 40o, а его высота h = (0,75 - 0,85)Н. Точка подключения каждого излучателя к соответствующему ему коаксиальному фидеру расположена в средней трети отрезка биссектрисы между вершиной УМО и соответствующей прямой, соединяющей ребра УМО.The solution of the first and second ULV selected 90 o . The height of the ULV ribs is (0.22-0.24) λ cf. The height of the rib H and the length L of the edge of the ULV are correlated as H / L = 0.3 - 0.4. The angle at the top of the sector plate of the emitter is selected in the range of 30 - 40 o , and its height h = (0.75 - 0.85) N. The connection point of each emitter to the corresponding coaxial feeder is located in the middle third of the bisector segment between the top of the ULV and the corresponding straight line connecting the edges of the ULV.

Благодаря перечисленной новой совокупности существенных признаков в значительной мере снижается уровень электромагнитных волн от излучателя в обратном направлении за счет экранирующего действия введенных металлических пластин, а требуемые значения электрических параметров при одновременном уменьшении габаритов антенны достигается выбранными соотношениями размеров элементов конструкции (первый и второй варианты). Thanks to the above-mentioned new set of essential features, the level of electromagnetic waves from the emitter in the opposite direction is significantly reduced due to the shielding effect of the inserted metal plates, and the required values of the electrical parameters while reducing the dimensions of the antenna are achieved by the selected aspect ratios of the structural elements (the first and second options).

Во втором варианте коммутацией коаксиальных фидеров обеспечивается направленное излучение (прием) в любом секторе углов, т.е. формирование квазиненаправленной характеристики излучения. In the second variant, switching of coaxial feeders provides directional radiation (reception) in any sector of angles, i.e. the formation of a quasi-directional radiation characteristic.

Анализ известных решений по источникам технической и патентной литературы показал, что в них отсутствуют технические решения, содержащие совокупность признаков заявленных устройств, что указывает на их соответствие условию патентоспособности "новизна". Также в известных источниках информации не обнаружены отличительные признаки заявленного устройства, обеспечивающие достижение технического результата, который достигнут заявленными устройствами, что указывает на их соответствие условию патентоспособности "изобретательский уровень". An analysis of known solutions based on sources of technical and patent literature showed that they lack technical solutions containing a combination of features of the claimed devices, which indicates their compliance with the patentability condition of "novelty." Also, in the well-known sources of information, no distinguishing features of the claimed device have been found to ensure the achievement of the technical result achieved by the claimed devices, which indicates their compliance with the patentability condition "inventive step".

Заявленные устройства, поясняются чертежами на которых показаны:
на фиг. 1 - общий вид дециметровой антенны (первый вариант);
на фиг. 2 - вид сверху дециметровой антенны (первый вариант);
на фиг. 3 - конструкция излучателя;
на фиг. 4 - общий вид дециметровой антенны (второй вариант);
на фиг. 5 - вид сверху дециметровой антенны (второй вариант);
на фиг. 6 - рисунок, поясняющий работу заявленных антенн;
на фиг. 7 - вариант схемы высокочастотного коммутатора;
на фиг. 8 - результаты экспериментальных измерений качества согласования;
на фиг. 9, 10 - результаты экспериментальных измерений ДН.
The claimed device is illustrated by drawings on which are shown:
in FIG. 1 is a general view of a decimeter antenna (first option);
in FIG. 2 is a top view of a decimeter antenna (first option);
in FIG. 3 - design of the emitter;
in FIG. 4 is a general view of a decimeter antenna (second option);
in FIG. 5 is a top view of a decimeter antenna (second option);
in FIG. 6 is a drawing explaining the operation of the claimed antennas;
in FIG. 7 is a variant of a high-frequency switch circuit;
in FIG. 8 - the results of experimental measurements of the quality of coordination;
in FIG. 9, 10 - the results of experimental measurements of MD.

Дециметровая антенна (первый вариант), показанная на фиг. 1, состоит из уголкового металлического отражателя (УМО) 1 с углом раствора α, высотой ребра H и длиной кромок L, первой 2 и второй 3 металлических пластин (МП), излучателя 4, подключенного к коаксиальному фидеру 5. Первая МП 2 электрически подключена к верхним кромкам УМО 1, а вторая МП 3 - к нижним кромкам УМО 1. Т.е. плоскости первой 2 и второй 3 МП параллельны, а форма каждой из них повторяет форму проекции раскрыва УМО 1 на плоскость, проходящую через нижние (верхние) кромки УМО 1. Излучатель 4 выполнен в виде пластины, имеющей форму сектора, с углом при вершине β (см. фиг. 2). Форма верхней кромки секторной пластины излучателя 4 не имеет принципиального значения. Она может быть прямой, как показано на фиг. 2, закругленной или многоугольной. Излучатель 4 установлен вертикально по отношению к плоскости второй МП 3 и вершиной примыкает к ней. Продольная ось (c-c') излучателя 4 расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости второй МП 3 и проходящей через биссектрису (o-o') УМО 1. Плоскость секторной пластины излучателя 4 перпендикулярна вертикальной плоскости, в которой лежит биссектриса УМО 1 (см. фиг. 3). The decimeter antenna (first embodiment) shown in FIG. 1, consists of a corner metal reflector (ULV) 1 with a solution angle α, edge height H and edge length L, first 2 and second 3 metal plates (MP), emitter 4 connected to a coaxial feeder 5. The first MP 2 is electrically connected to the upper edges of the ULV 1, and the second MP 3 to the lower edges of the ULV 1. That is the planes of the first 2 and second 3 MP are parallel, and the shape of each of them repeats the projection shape of the aperture of the ULV 1 on a plane passing through the lower (upper) edges of the ULV 1. The emitter 4 is made in the form of a plate having the shape of a sector with an angle at the apex β ( see Fig. 2). The shape of the upper edge of the sector plate of the emitter 4 does not matter. It may be straight, as shown in FIG. 2, rounded or polygonal. The emitter 4 is mounted vertically with respect to the plane of the second MP 3 and the vertex adjoins it. The longitudinal axis (c-c ') of the emitter 4 is located in a plane perpendicular to the plane of the second MP 3 and passing through the bisector (o-o') of the ULV 1. The plane of the sector plate of the emitter 4 is perpendicular to the vertical plane in which the ULV 1 bisector lies (see Fig. 3).

Излучатель 4 своей вершиной через отверстие 6 во второй МП 3 подключен к центральному проводнику 7 коаксиального фидера 5 (точка "а"). Экранная оболочка коаксиального фидера 5 подключена ко второй МП 3 (точка "б"). Точка подключения излучателя делит отрезок биссектрисы о-о' (см. фиг. 3) на две части P и P', в общем случае неравных. The emitter 4 with its peak through the hole 6 in the second MP 3 is connected to the Central conductor 7 of the coaxial feeder 5 (point "a"). The screen shell of the coaxial feeder 5 is connected to the second MP 3 (point "b"). The connection point of the emitter divides the bisector segment o-o '(see Fig. 3) into two parts P and P', generally unequal.

Дециметровая антенна (второй вариант), показанная на фиг. 4, состоит из идентичных первого 1 и второго 2 УМО с углом раскрыва α высотой ребра H, установленных зеркально относительно их вершин (точка "к") вдоль оси симметрии (о-о'), проходящей через их биссектрисы. Кромки примыкающих вершин первого 1 второго 2 УМО электрически соединены. При углах раствора УМО 1 и 2 α = 90o имеет место полная симметрия конструкции, в которой два дополнительных третий 3 и четвертый 4 УМО образованы внешними поверхностями примыкающих граней первого 1 и второго 2 УМО. Первая 5 и вторая 6 металлические пластины (МП) соединены электрически соответственно с верхними и нижними кромками УМО 1 и 2. Таким образом, в плане (см. фиг. 5) МП 5 и 6 имеют форму квадратов со стороной А равной 2 x L, где L - длина нижней (верхней) кромок УМО.The decimeter antenna (second embodiment) shown in FIG. 4, consists of identical first 1 and second 2 ULVs with an aperture angle α of the height of the rib H, mounted mirror-like relative to their vertices (point "k") along the axis of symmetry (o-o ') passing through their bisectors. The edges of the adjacent peaks of the first 1 of the second 2 ULV are electrically connected. When the angles of the solution of the ULV 1 and 2 α = 90 o there is a complete symmetry of the structure, in which two additional third 3 and fourth 4 ULV are formed by the outer surfaces of the adjacent faces of the first 1 and second 2 ULV. The first 5 and second 6 metal plates (MP) are electrically connected respectively to the upper and lower edges of the ULV 1 and 2. Thus, in plan (see FIG. 5), MP 5 and 6 are in the form of squares with side A equal to 2 x L, where L is the length of the lower (upper) edges of the ULV.

В вертикальных плоскостях, проходящих через биссектрисы первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 УМО, установлены вертикально излучатели соответственно 7, 8, 9 и 10, которые подключены к соответствующим коаксиальным фидерам 11, 12, 13 и 14. Все излучатели идентичны излучателю, описанному в первом варианте заявленного устройства. Аналогичными являются порядок их подключения к фидерам и их ориентирование относительно соответствующего им УМО. In vertical planes passing through the bisectors of the first 1, second 2, third 3, and fourth 4 ULV, emitters 7, 8, 9, and 10 are installed vertically, respectively, which are connected to the corresponding coaxial feeders 11, 12, 13, and 14. All emitters are identical to the emitter described in the first embodiment of the claimed device. Similar are the order of their connection to the feeders and their orientation relative to the corresponding ULV.

Точки подключения излучателей к соответствующим им коаксиальным фидерам делят отрезки биссектрис (о-о') на две, в общем случае неравные части P и P'. The connection points of the emitters to their corresponding coaxial feeders divide the bisector segments (oo ') into two, in the general case, unequal parts P and P'.

В процессе экспериментальной проработки конструкции были установлены соотношения размеров элементов конструкции, являющиеся справедливыми как для первого, так и для второго варианта заявляемых устройств и при которых реализуются поставленные цели, а именно:
H = (0,22-0,24)λср, = h/H = 0,75 - 0,85, β = 30 - 40o, P/P' = 0,5 - 2,0. Для первого варианта заявленной антенны α = 60 - 90o. Для второго варианта α = 90o.
In the process of experimental design development, the aspect ratios of the structural elements were established, which are fair for both the first and second versions of the claimed devices and for which the goals are realized, namely:
H = (0.22-0.24) λ sr , = h / H = 0.75 - 0.85, β = 30 - 40 o , P / P '= 0.5 - 2.0. For the first version of the claimed antenna α = 60 - 90 o . For the second option, α = 90 o .

Заявленная дециметровая антенна (первый вариант) работает следующим образом. При конечных размерах УМО 1 строгое определение параметров антенны затруднено. Поэтому для приближенных оценок можно полагать размеры H и L бесконечными и, следовательно, можно использовать метод зеркальных изображений. The claimed decimeter antenna (first option) works as follows. With the final dimensions of ULV 1, it is difficult to strictly determine the parameters of the antenna. Therefore, for approximate estimates, the sizes H and L can be assumed to be infinite and, therefore, the mirror image method can be used.

Расположение и фазы токов изображений излучателя берут таким образом, чтобы для результирующего поля ее касательная составляющая на поверхности отражающих стенок была равна нулю. При таком подходе антенна может быть представлена в виде системы из двух пар излучателей, расположенных по окружности радиуса P, и при угле α = 90o (см. фиг. 6). При этом фазы токов в соседних вибраторах должны отличаться на π. Поле антенны в секторе углов α в этом случае будет равна сумме полей излучателя и его зеркальных изображений. Вне этого сектора поле можно считать приближенно равным нулю.The location and phases of the currents of the images of the emitter are taken in such a way that for the resulting field, its tangent component on the surface of the reflecting walls is zero. With this approach, the antenna can be represented as a system of two pairs of emitters located around a circle of radius P, and at an angle α = 90 o (see Fig. 6). In this case, the phases of the currents in adjacent vibrators should differ by π. The antenna field in the sector of angles α in this case will be equal to the sum of the fields of the emitter and its mirror images. Outside this sector, the field can be considered approximately equal to zero.

Сопротивление излучения будет равно сумме сопротивления собственно излучателя и сопротивлений, наведенных его изображений. При уменьшении угла α расстояния "P" величина КНД растет, однако при этом одновременно уменьшается сопротивления излучения, что затрудняет согласование антенны и, следовательно, снижает ее рабочий диапазон. При больших значениях "P" КНД падает. Если при этом отсутствуют МП 2 и 3, то при увеличении "P" одновременно будет возрастать уровень заднего излучения, из-за более интенсивного облучения кромок УМО. Наличие МП позволяет при относительно больших значениях "P", приемлемых по условиям диапазонного согласования, практически исключить задний лепесток ДН. Дополнительно диапазонность антенны достигается выбором формы излучателя, близкой, с учетом его зеркального отображения во второй МП 3, к самодополнительной структуре, и ориентацией его в пределах объема излучателя. The radiation resistance will be equal to the sum of the resistance of the emitter itself and the resistances induced by its images. With decreasing angle α of the distance "P", the directivity gain increases, however, the radiation resistance also decreases at the same time, which complicates the matching of the antenna and, therefore, reduces its operating range. For large values of "P", the CPV drops. If at the same time MP 2 and 3 are absent, then with increasing "P" the level of back radiation will simultaneously increase, due to more intensive irradiation of the edges of the ULV. The presence of MP allows for relatively large values of "P", acceptable under the conditions of range matching, to practically eliminate the back lobe of the MD. Additionally, the antenna range is achieved by choosing the shape of the emitter, close, taking into account its mirror image in the second MP 3, to a self-complementary structure, and its orientation within the volume of the emitter.

С учетом приведенных выше соотношений размеров в заявленной антенне реализуется возможность существенного снижения габаритов при сохранении значений электрических параметров (КНД и коэффициента стоячей волны КСВ) в сравнении с прототипом. Given the above size ratios in the claimed antenna, it is possible to significantly reduce the dimensions while maintaining the values of electrical parameters (KND and standing wave coefficient of the SWR) in comparison with the prototype.

Принцип работы второго варианта заявленной антенны полностью аналогичен первому, если рассматривать работу одного из четырех излучателей с соответствующим ему УМО. Однако при такой конструкции оказывается возможным путем переключения с помощью высокочастотного коммутатора (см. фиг. 7) коаксиальных фидеров к входу радиостанции обеспечить работу в требуемом секторе азимутальных углов без механического поворота антенны, т.е. сформировать квазиненаправленную характеристику излучения. The principle of operation of the second variant of the claimed antenna is completely similar to the first, if we consider the operation of one of the four emitters with the corresponding ULV. However, with this design, it is possible by switching with the help of a high-frequency switch (see Fig. 7) coaxial feeders to the input of the radio station to ensure operation in the required sector of azimuthal angles without mechanical rotation of the antenna, i.e. to form a quasi-directional radiation characteristic.

Достоверность теоретических предпосылок была проверена с помощью опытных образцов заявленных антенн путем измерения качества согласования (КСВ) в диапазоне частот со средней частой 400 МГц (λср = 0,75м) и измерения ДН. Опытные образцы были выполнены из белой жести толщиной 0,02 мм со следующими размерами в (мм): H = 172; L = 490; h = 137; P = 173; α = 90o; β = 40o; волновое сопротивление коаксиального фидера ρ = 75 Ом.The reliability of the theoretical assumptions was verified using prototypes of the declared antennas by measuring the quality of matching (SWR) in the frequency range with an average frequency of 400 MHz (λ avg = 0.75 m) and measuring the radiation pattern. The prototypes were made of tinplate with a thickness of 0.02 mm with the following dimensions in (mm): H = 172; L = 490; h = 137; P = 173; α = 90 o ; β = 40 o ; wave impedance of the coaxial feeder ρ = 75 Ohms.

Результаты измерений, приведены на фиг. 8 (КСВ) и фиг. 9, 10 (ДН). Там же пунктиром приведены аналогичные параметры для прототипа. Полученные результаты дают основания для следующих выводов. Качество согласования на уровне КСВ меньше 2 в заявленной антенне реализуется более чем в 2,5-кратном диапазоне частот. В прототипе - 1,6-кратном. Т.е. в заявленной антенне рабочий диапазон ΔF больше примерно в 1,7 раза. При практически одинаковом с прототипом КНД в ДН заявленной антенны практически отсутствует задний лепесток, что повышает помехозащищенность работы канала связи. Путем коммутации первого 11, второго 12, третьего 13 и четвертого 14 фидеров (см. фиг. 4) антенны второго варианта обеспечивается сформирование порциальных ДН (на фиг. 10 обозначены соответственно цифрами 1, 2, 3 и 4), т.е. перекрытие полного азимутального угла на уровне ДН не менее 0,65 от максимума. У прототипа (см. в указанном источнике) размеры элементов конструкции составляют (в мм): Hпр = 850; L = 890; у заявленной H = 172; L = 490. Т.е. у заявленной антенны высота меньше в 5 раз, длина кромок УМО меньше практически в 2 раза.The measurement results are shown in FIG. 8 (SWR) and FIG. 9, 10 (DN). In the same place, dotted lines show similar parameters for the prototype. The results obtained provide the basis for the following conclusions. The quality of coordination at the SWR level of less than 2 in the claimed antenna is realized in more than 2.5 times the frequency range. In the prototype, 1.6 times. Those. in the claimed antenna, the operating range ΔF is greater than about 1.7 times. With almost the same as the prototype KND in the DN of the declared antenna there is practically no back lobe, which increases the noise immunity of the communication channel. By switching the first 11, second 12, third 13 and fourth 14 feeders (see Fig. 4) of the antenna of the second embodiment, the formation of partial MDs (in Fig. 10 are indicated by the numbers 1, 2, 3 and 4, respectively), i.e. the overlap of the full azimuthal angle at the level of the DN is not less than 0.65 from the maximum. The prototype (see. In the specified source) the dimensions of the structural elements are (in mm): H CR = 850; L = 890; claimed H = 172; L = 490. i.e. the claimed antenna height is 5 times less, the length of the edges of the ULV is less than 2 times less.

Полученные экспериментальные данные подтверждают возможность достижения технического результата, указанного в цели изобретения. The obtained experimental data confirm the possibility of achieving a technical result indicated in the purpose of the invention.

Claims (4)

1. Дециметровая антенна, содержащая уголковой металлический отражатель и размещенный в его пределах излучатель, продольная ось которого ориентирована в плоскости биссектрисы уголкового металлического отражателя, параллельно его ребру, и коаксиальный фидер, подключенный к излучателю, отличающаяся тем, что дополнительно введены первая и вторая металлические пластины, первая из которых электрически подключена к верхним, а вторая - к нижним кромкам углового металлического отражателя, излучатель выполнен в виде секторной пластины, вершина которой через отверстие во второй металлической пластине подключена к центральному проводнику коаксиального фидера, а плоскость секторной пластины перпендикулярна плоскости биссектрисы углового металлического отражателя, причем коаксиальный фидер подключен экранной оболочкой ко второй металлической пластине. 1. A decimetric antenna containing an angular metal reflector and an emitter located within it, the longitudinal axis of which is oriented in the plane of the bisector of the angular metal reflector parallel to its edge, and a coaxial feeder connected to the emitter, characterized in that the first and second metal plates are additionally introduced the first of which is electrically connected to the upper, and the second to the lower edges of the angular metal reflector, the emitter is made in the form of a sector plate, top which is connected through a hole in the second metal plate to the central conductor of the coaxial feeder, and the plane of the sector plate is perpendicular to the bisector plane of the angular metal reflector, wherein the coaxial feeder is connected by the screen sheath to the second metal plate. 2. Дециметровая антенна по п.1, отличающаяся тем, что раствор уголкового металлического отражателя выбран в пределах 60 - 90o, а высота Н его ребра составляет 0,22 - 0,24 от средней длины волны рабочего диапазона волн и соотносится с длиной L кромки как H/L = 0,3 - 0,4, угол при вершине секторной пластины излучателя выбран в интервале 30 - 40o, а высота излучателя составляет (0,75 - 0,85)Н, причем точка подключения излучателя к коаксиальному фидеру расположена в средней трети отрезка биссектрисы между вершиной углового металлического отражателя и прямой, соединяющей его ребра.2. The decimetric antenna according to claim 1, characterized in that the solution of the corner metal reflector is selected in the range of 60 - 90 o , and the height H of its ribs is 0.22 - 0.24 of the average wavelength of the operating wavelength range and is related to the length L edges as H / L = 0.3 - 0.4, the angle at the top of the radiator sector plate is selected in the range of 30 - 40 o , and the height of the radiator is (0.75 - 0.85) N, and the connection point of the radiator to the coaxial feeder located in the middle third of the bisector segment between the top of the angular metal reflector and the straight line, connecting its ribs. 3. Дециметровая антенна, содержащая первый уголковый металлический отражатель и размещенный в его пределах первый излучатель, продольная ось которого ориентирована в плоскости биссектрисы первого уголкового металлического отражателя, параллельно его ребру, и первый коаксиальный фидер, подключенный к первому излучателю, отличающаяся тем, что дополнительно введены две металлические пластины и второй, идентичный первому, уголковый металлический отражатель с размещенным в его пределах аналогично первому вторым излучателем, подключенным к второму коаксиальному фидеру, второй уголковый металлический отражатель установлен зеркально относительно вершины первого, их кромки вдоль вершин электрически соединены, а биссектрисы ориентированы вдоль одной прямой, первая металлическая пластина электрически подключена к верхним, а вторая - к нижним кромкам первого и второго металлических отражателей, в пределах уголковых металлических отражателей, образованных смежными гранями первого и второго металлических отражателей установлены аналогично первому третий и четвертый излучатели, подключенные, соответственно, к третьему и четвертому коаксиальным фидерам, каждый из излучателей выполнен в виде секторной пластины, вершина которого через соответствующее отверстие во второй металлической пластине подключена к центральному проводнику соответствующего ей коаксиального фидера, а плоскость секторной пластины перпендикулярна плоскости биссектрисы, в которой установлен излучатель, причем экранные оболочки всех коаксиальных фидеров подключены ко второй металлической пластине. 3. A decimetric antenna containing a first angular metal reflector and a first emitter located within it, the longitudinal axis of which is oriented in the plane of the bisector of the first angular metal reflector, parallel to its edge, and the first coaxial feeder connected to the first emitter, characterized in that it is additionally introduced two metal plates and a second, identical to the first, angular metal reflector with inside it located similar to the first second emitter, are connected to the second coaxial feeder, the second angular metal reflector is mounted mirror-like relative to the top of the first, their edges along the vertices are electrically connected, and the bisectors are oriented along one straight line, the first metal plate is electrically connected to the upper and the second to the lower edges of the first and second metal reflectors, within the angular metal reflectors formed by the adjacent faces of the first and second metal reflectors are installed similarly to the first third and fourth radiation sensors connected, respectively, to the third and fourth coaxial feeders, each of the emitters is made in the form of a sector plate, the apex of which is connected through the corresponding hole in the second metal plate to the central conductor of the corresponding coaxial feeder, and the plane of the sector plate is perpendicular to the bisector plane, in which an emitter is installed, and the screen shells of all coaxial feeders are connected to a second metal plate. 4. Дециметровая антенна по п.3, отличающаяся тем, что раствор первого и второго уголковых металлических отражателей выбран равным 90o, а высота Н их ребра составляет 0,22 - 0,24 от средней длины волны рабочего диапазона волн и соотносится с длиной L кромки как H/L = 0,3 - 0,4, угол при вершине секторной пластины каждого излучателя выбран в интервале 30 - 40o, а высота излучателя составляет (0,75 - 0,85)Н, причем точка подключения каждого излучателя к соответствующему ему коаксиальному фидеру расположена в средней трети отрезка биссектрисы между вершиной уголковых металлических отражателей и соответствующей прямой, соединяющей их ребра.4. The decimeter antenna according to claim 3, characterized in that the solution of the first and second corner metal reflectors is chosen equal to 90 o , and the height H of their edges is 0.22 - 0.24 of the average wavelength of the working wavelength range and is related to the length L edges as H / L = 0.3 - 0.4, the angle at the top of the sector plate of each emitter is selected in the range of 30 - 40 o , and the height of the emitter is (0.75 - 0.85) N, and the connection point of each emitter to the corresponding coaxial feeder is located in the middle third of the bisector segment between the vertex of the corner O metal reflectors and the corresponding straight line connecting their edges.
RU99126973A 1999-12-21 1999-12-21 Ultrahigh-frequency antenna (design versions) RU2160948C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126973A RU2160948C1 (en) 1999-12-21 1999-12-21 Ultrahigh-frequency antenna (design versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126973A RU2160948C1 (en) 1999-12-21 1999-12-21 Ultrahigh-frequency antenna (design versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2160948C1 true RU2160948C1 (en) 2000-12-20

Family

ID=20228442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99126973A RU2160948C1 (en) 1999-12-21 1999-12-21 Ultrahigh-frequency antenna (design versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2160948C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097923A1 (en) * 2001-04-28 2002-12-05 Anyans Corner antenna
RU184981U1 (en) * 2018-08-13 2018-11-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Antenna device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГВОЗДНЕВ И.Н и др. Характеристики антенн радиосистем связи. - Л.: ВАС, 1978, с.208. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097923A1 (en) * 2001-04-28 2002-12-05 Anyans Corner antenna
RU184981U1 (en) * 2018-08-13 2018-11-15 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Antenna device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7030831B2 (en) Multi-polarized feeds for dish antennas
US20210359406A1 (en) Antenna
Koch Coaxial feeds for high aperture efficiency and low spillover of paraboloidal reflector antennas
CN114361779B (en) Antenna device and low-frequency wave-transparent oscillator
US3995275A (en) Reflector antenna having main and subreflector of diverse curvature
CN109638428A (en) A kind of communication antenna of new generation applied to 5G
CN100508283C (en) Broadband antenna with omnidirectional radiation
TWI605637B (en) Antenna system
WO2007054945A2 (en) Multi band indoor antenna
CN108232422B (en) Antenna and wireless mobile terminal
CN117613570A (en) All-metal ultra-wideband 45-degree obliquely polarized array antenna unit
US3727230A (en) Antenna having a combined dipole and loop portion
US20200266540A1 (en) Wireless telecommunication network antenna
RU2160948C1 (en) Ultrahigh-frequency antenna (design versions)
CN213692324U (en) Antenna with a shield
JP5247779B2 (en) Antenna device and array antenna
CN110676570B (en) Broadband dual-line polarized array antenna
US3803622A (en) Hf dual-feed corner reflector antenna
EP0055591A1 (en) Jemcy conical receiving antenna
EP1821365A1 (en) Antenna device
US6937204B2 (en) Plate dipole antenna
EP2466688A1 (en) Parabolic reflector antenna
US3543276A (en) Broadband circularly polarized fanshaped beam antenna
US4251818A (en) Corner reflector circularly polarized antenna
US3419875A (en) Multi-mode helix antenna