RU216829U1 - SMALL BROADBAND UHF ANTENNA - Google Patents

SMALL BROADBAND UHF ANTENNA Download PDF

Info

Publication number
RU216829U1
RU216829U1 RU2022127331U RU2022127331U RU216829U1 RU 216829 U1 RU216829 U1 RU 216829U1 RU 2022127331 U RU2022127331 U RU 2022127331U RU 2022127331 U RU2022127331 U RU 2022127331U RU 216829 U1 RU216829 U1 RU 216829U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
transformer
pairs
pair
wires
Prior art date
Application number
RU2022127331U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Сергеевич Круглов
Владимир Анатольевич Альшенецкий
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем"
Application granted granted Critical
Publication of RU216829U1 publication Critical patent/RU216829U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к радиосвязи, а именно к антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Антенна предназначена для портативных радиостанций и устанавливается на них при помощи высокочастотного разъема. Малогабаритная широкополосная антенна содержит высокочастотный разъем (1), согласующий широкополосный трансформатор (2), излучатель антенны (3), выполненный из медных луженых проводников, свитых между собой в плетенку размерами 2×4×145 мм. Кольцевой сердечник трансформатора выполнен из магнитомягкого термостабильного феррита магнитной проницаемостью 30. Намотка на кольцевом сердечнике выполнена двумя парами из провода сечением 0,12 мм2 в фторопластовой изоляции (4, 5). Длина каждого провода в обеих парах не более 60 мм. Первая пара наматывается параллельными проводами, виток к витку на одной стороне кольцевого сердечника, число витков - 2. Вторая пара наматывается на противоположной стороне кольцевого сердечника свитыми между собой проводами, число витков в свивке - 10. Технический результат заключается в создании конструкции антенны, обеспечивающей коэффициент стоячей волны (КСВ) не более 3,0 и коэффициент усиления (Ку) от минус 4 дБи до плюс 4 дБи в диапазоне 220 - 1000 МГц, при высоте антенны менее 200 мм. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to radio communications, namely to antennas with vertical polarization and a circular radiation pattern in the horizontal plane. The antenna is designed for portable radio stations and is installed on them using a high-frequency connector. A small-sized broadband antenna contains a high-frequency connector (1), a matching broadband transformer (2), an antenna emitter (3) made of tinned copper conductors twisted together in a braid with dimensions of 2×4×145 mm. The annular core of the transformer is made of magnetically soft thermostable ferrite with a magnetic permeability of 30. The winding on the annular core is made in two pairs of wire with a cross section of 0.12 mm 2 in fluoroplastic insulation (4, 5). The length of each wire in both pairs is not more than 60 mm. The first pair is wound with parallel wires, turn to turn on one side of the ring core, the number of turns is 2. The second pair is wound on the opposite side of the ring core with wires twisted together, the number of turns in the twist is 10. The technical result consists in creating an antenna design that provides a coefficient standing wave (SWR) no more than 3.0 and gain (Ku) from minus 4 dBi to plus 4 dBi in the range of 220 - 1000 MHz, with an antenna height of less than 200 mm. 1 w.p. f-ly, 4 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к радиосвязи, а именно к антеннам с вертикальной поляризацией и круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Может использоваться с портативными радиостанциями в качестве передающей и приемной антенны.The utility model relates to radio communications, namely to antennas with vertical polarization and a circular radiation pattern in the horizontal plane. Can be used with portable radios as a transmitting and receiving antenna.

Из предшествующего уровня техники известна широкодиапазонная антенна с реактивной вставкой, содержащая линейный излучатель, в верхней части которого размещена реактивная вставка, основание с разъемом и трансформатор связи, отличающаяся тем, что реактивная вставка выполнена в виде катушки индуктивности, зашунтированной резистором, причем трансформатор связи установлен или перед разъемом, или после разъема (Патент RU 25815, МПК H01Q 9/00, опубликован 20.10.2002).From the prior art, a wide-range antenna with a reactive insert is known, containing a linear radiator, in the upper part of which a reactive insert is placed, a base with a connector and a coupling transformer, characterized in that the reactive insert is made in the form of an inductor shunted by a resistor, and the coupling transformer is installed or before the connector, or after the connector (Patent RU 25815, IPC H01Q 9/00, published 10/20/2002).

Данное известное антенное устройство является наиболее близким аналогом заявленного устройства.This well-known antenna device is the closest analogue of the claimed device.

Недостатком данного технического решения является наличие резистора, который рассеивает в тепло часть энергии, таким образом уменьшая КПД антенны.The disadvantage of this technical solution is the presence of a resistor that dissipates part of the energy into heat, thus reducing the efficiency of the antenna.

Задачей заявленного технического решения является создание малогабаритной антенны, имеющей широкий диапазон частот при минимальных потерях в согласующем устройстве, которое не содержит резистор, уменьшающий КПД антенны.The objective of the claimed technical solution is to create a small-sized antenna having a wide frequency range with minimal losses in the matching device, which does not contain a resistor that reduces the efficiency of the antenna.

Технический результат заключается в создании конструкции антенны, обеспечивающим коэффициент стоячей волны (КСВ) не более 3,0 и коэффициент усиления (Ку) от минус 4 дБи до плюс 4 дБи в диапазоне 220 - 1000 МГц, при высоте антенны менее 200 мм.The technical result consists in creating an antenna design that provides a standing wave ratio (SWR) of not more than 3.0 and a gain (Ku) from minus 4 dBi to plus 4 dBi in the range of 220 - 1000 MHz, with an antenna height of less than 200 mm.

Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается за счет того, что малогабаритная широкополосная антенна, содержит высокочастотный разъем, состоящий из центрального контакта и корпуса, согласующий широкополосный трансформатор, содержащий обмотку из проводов на кольцевом сердечнике, центральный контакт для подключения к высокочастотному разъему, контакт для подключения к корпусу, контакт для подключения к излучателю. Согласно полезной модели излучатель антенны выполнен из медных луженых проводников, свитых между собой в плетенку размерами 2×4×145 мм, на кольцевом сердечнике трансформатора, выполненном из магнитомягкого термостабильного феррита магнитной проницаемостью 30, выполнена намотка двумя парами из провода сечением 0,12 мм2 в фторопластовой изоляции, длина каждого провода в обеих парах не более 60 мм, первая пара наматывается параллельными проводами, виток к витку на одной стороне кольцевого сердечника, число витков - 2, вторая пара наматывается на противоположной стороне кольцевого сердечника свитыми между собой проводами, число витков в свивке - 10.The problem is solved, and the specified technical result is achieved due to the fact that a small-sized broadband antenna contains a high-frequency connector consisting of a central contact and a housing, a matching broadband transformer containing a winding of wires on a ring core, a central contact for connecting to a high-frequency connector, contact for connection to the housing, contact for connection to the emitter. According to the utility model, the antenna emitter is made of tinned copper conductors twisted together in a braid with dimensions of 2 × 4 × 145 mm, on the ring core of the transformer, made of magnetically soft thermostable ferrite with a magnetic permeability of 30, winding is made in two pairs of wire with a cross section of 0.12 mm 2 in fluoroplastic insulation, the length of each wire in both pairs is not more than 60 mm, the first pair is wound with parallel wires, turn to turn on one side of the ring core, the number of turns is 2, the second pair is wound on the opposite side of the ring core with wires twisted together, the number of turns in a twist - 10.

Возможен дополнительный вариант выполнения устройства, в котором:An additional embodiment of the device is possible, in which:

- трансформатор (2) может быть выполнен на 2-кольцевых ферритовых сердечниках, плотно соединенных между собой (фиг. 2).- transformer (2) can be made on 2-ring ferrite cores tightly connected to each other (Fig. 2).

Далее полезная модель поясняется со ссылками на фигуры, где:In the following, the utility model is explained with reference to the figures, where:

на фиг. 1 показан эскиз конструкции антенны;in fig. 1 shows a sketch of the design of the antenna;

на фиг. 2 схематично показана конструкция трансформатора;in fig. 2 schematically shows the design of the transformer;

на фиг. 3 показан измеренный КСВ антенны;in fig. 3 shows the measured SWR of the antenna;

на фиг. 4 показан измеренный коэффициент усиления антенны.in fig. 4 shows the measured antenna gain.

Малогабаритная широкополосная антенна содержит высокочастотный разъем, состоящий из центрального контакта и корпуса (1), согласующий широкополосный трансформатор (2), излучатель (3) (фиг.1).A small-sized broadband antenna contains a high-frequency connector, consisting of a central contact and a housing (1), a matching broadband transformer (2), an emitter (3) (figure 1).

К центральному контакту высокочастотного разъема (1) подключается трансформатор (2) выходом «Ц». К выходу «А» трансформатора (фиг. 2) подключается излучатель (3) (фиг. 1).A transformer (2) is connected to the central contact of the high-frequency connector (1) with the “C” output. An emitter (3) is connected to the output "A" of the transformer (Fig. 2) (Fig. 1).

Согласующий широкополосный трансформатор содержит обмотку из параллельных проводов (4), обмотку из проводов, выполненных витой парой (5) на кольцевом сердечнике, выполненном из магнитомягкого термостабильного феррита магнитной проницаемостью 30, центральный контакт для подключения к высокочастотному разъему (Ц), контакт для подключения к корпусу (К), контакт для подключения к излучателю (А) (фиг. 2).A matching broadband transformer contains a winding of parallel wires (4), a winding of wires made of twisted pair (5) on a ring core made of magnetically soft thermostable ferrite with a magnetic permeability of 30, a central contact for connecting to a high-frequency connector (C), a contact for connecting to body (K), contact for connection to the emitter (A) (Fig. 2).

Контакт «Ц» подключается к центральному контакту высокочастотного разъема (1) выход «Щ» (фиг. 1, 2).Contact "C" is connected to the central contact of the high-frequency connector (1) output "Sch" (Fig. 1, 2).

Контакт «К» подключается к корпусу высокочастотного разъема (1) выход «1К» (фиг. 1, 2).Contact "K" is connected to the body of the high-frequency connector (1) output "1K" (Fig. 1, 2).

Контакт «А» подключается к излучателю (3) выход «3А» (фиг. 1, 2).Contact "A" is connected to the emitter (3) output "3A" (Fig. 1, 2).

Намотка выполняется двумя парами из провода сечением 0,12 мм2 в фторопластовой изоляции. Длина каждого провода (В) в обеих парах не более 60 мм (фиг. 2).Winding is carried out in two pairs of wire with a cross section of 0.12 mm2 in fluoroplastic insulation. The length of each wire (B) in both pairs is not more than 60 mm (Fig. 2).

Первая пара (4) наматывается параллельными проводами, виток к витку на одной стороне кольцевого сердечника. Число витков - 2 (фиг. 2).The first pair (4) is wound with parallel wires, winding to winding on one side of the ring core. The number of turns - 2 (Fig. 2).

Вторая пара (5) наматывается на противоположной стороне кольцевого сердечника свитыми между собой проводами, число витков в свивке - 10 (фиг. 2).The second pair (5) is wound on the opposite side of the annular core with wires twisted together, the number of turns in the twist is 10 (Fig. 2).

Излучатель выполнен из медных луженых проводников, свитых между собой в плетенку размерами 2×4×145 мм (3).The emitter is made of tinned copper conductors twisted together in a braid with dimensions of 2×4×145 mm (3).

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

Антенна устанавливается на радиостанцию путем закрепления высокочастотного разъема антенны (1) в антенном разъеме радиостанции. При включении радиостанции в режим передачи сигнал с выхода усилителя мощности радиостанции поступает в антенну через центральный контакт высокочастотного разъема (1). Далее сигнал проходит через обмотку трансформатора (2) выполненную параллельными проводниками (4) и приходит на излучатель антенны (3), с которого затем происходит излучение радиоволны. При этом, за счет того, трансформатор имеет обратную петлю связи из свитых в витую пару проводов (5) создается система, которая компенсирует паразитные токи, что тоже способствует увеличению широкополосных качеств согласования трансформатора (2). Из-за необходимости применения феррита в трансформаторе для расширения полосы согласования у антенны имеется ограничение по мощности передатчика до 3 Вт. Благодаря отсутствию резистивных элементов в согласующей системе обеспечивается высокое КПД антенны.The antenna is mounted to the radio by attaching the RF antenna connector (1) to the radio's antenna connector. When the radio station is switched on in the transmission mode, the signal from the output of the radio station's power amplifier enters the antenna through the central contact of the high-frequency connector (1). Further, the signal passes through the transformer winding (2) made by parallel conductors (4) and arrives at the antenna emitter (3), from which the radio wave is then emitted. At the same time, due to the fact that the transformer has a feedback loop of wires twisted into a twisted pair (5), a system is created that compensates for parasitic currents, which also contributes to an increase in the broadband matching qualities of the transformer (2). Due to the need to use ferrite in the transformer to expand the matching band, the antenna has a transmitter power limit of up to 3 watts. Due to the absence of resistive elements in the matching system, a high antenna efficiency is ensured.

Сердечник трансформатора (2) в данном случае не используется в качестве магнитопровода для токов в излучателе антенны, в отличие от других трансформаторов с кольцевым сердечником. Он служит для задержки паразитных токов снаружи витой (5) и параллельной пары (4). Поскольку пары из провода (4, 5) намотаны на сердечник, достаточную индуктивность можно получить при его небольших размерах, в отличие, например, от трансформатора на отрезках коаксиального кабеля.The transformer core (2) in this case is not used as a magnetic circuit for currents in the antenna radiator, unlike other transformers with a ring core. It serves to stop parasitic currents outside the twisted (5) and parallel pair (4). Since pairs of wires (4, 5) are wound around the core, sufficient inductance can be obtained with its small dimensions, unlike, for example, a transformer on coaxial cable segments.

Удобство и качество сборки достигается за счет надежности соединения всех конструктивных элементов, а также за счет возможности поэлементного проведения самой сборки в рациональном технологическом процессе.Convenience and assembly quality is achieved due to the reliability of the connection of all structural elements, as well as due to the possibility of element-by-element assembly itself in a rational technological process.

Наиболее успешно заявленная Малогабаритная широкополосная антенна диапазона ДМВ применяется для связи между портативными радиостанциями.The most successfully claimed UHF small-sized broadband antenna is used for communication between portable radio stations.

Claims (2)

1. Малогабаритная широкополосная антенна, содержащая высокочастотный разъем, состоящий из центрального контакта и корпуса, согласующий широкополосный трансформатор, содержащий обмотку из проводов на кольцевом сердечнике, центральный контакт для подключения к высокочастотному разъему, контакт для подключения к корпусу, контакт для подключения к излучателю, отличающаяся тем, что излучатель выполнен из медных луженых проводников, свитых между собой в плетенку размерами 2×4×145 мм, на кольцевом сердечнике трансформатора, выполненном из магнитомягкого термостабильного феррита магнитной проницаемостью 30, выполнена намотка двумя парами из провода сечением 0,12 мм2 в фторопластовой изоляции, длина каждого провода в обеих парах не более 60 мм, первая пара наматывается параллельными проводами, виток к витку на одной стороне кольцевого сердечника, число витков - 2, вторая пара наматывается на противоположной стороне кольцевого сердечника свитыми между собой проводами, число витков в свивке - 10.1. A small-sized broadband antenna containing a high-frequency connector consisting of a central contact and a housing, a matching broadband transformer containing a winding of wires on an annular core, a central contact for connecting to a high-frequency connector, a contact for connecting to a housing, a contact for connecting to an emitter, different the fact that the emitter is made of tinned copper conductors twisted together in a braid with dimensions of 2 × 4 × 145 mm, on the ring core of the transformer, made of magnetically soft thermostable ferrite with a magnetic permeability of 30, winding is made in two pairs from a wire with a cross section of 0.12 mm 2 in fluoroplastic insulation, the length of each wire in both pairs is not more than 60 mm, the first pair is wound with parallel wires, turn to turn on one side of the ring core, the number of turns is 2, the second pair is wound on the opposite side of the ring core with wires twisted together, the number of turns in twist - 10 . 2. Малогабаритная широкополосная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что трансформатор может быть выполнен на 2-кольцевых ферритовых сердечниках, плотно соединенных между собой.2. A small-sized broadband antenna according to claim 1, characterized in that the transformer can be made on 2-ring ferrite cores tightly connected to each other.
RU2022127331U 2022-10-21 SMALL BROADBAND UHF ANTENNA RU216829U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216829U1 true RU216829U1 (en) 2023-03-02

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657601B2 (en) * 2001-12-21 2003-12-02 Tdk Rf Solutions Metrology antenna system utilizing two-port, sleeve dipole and non-radiating balancing network
RU2344433C1 (en) * 2008-01-09 2009-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Ferrite antenna
GB2484160A (en) * 2010-09-30 2012-04-04 Kenneth Roy Ginn Compact vertically polarised omni-directional antenna
RU2488927C1 (en) * 2012-03-16 2013-07-27 Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Кв-Связь" Tunable resonant antenna with matching device
RU2674516C1 (en) * 2018-02-05 2018-12-11 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" Antenna

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657601B2 (en) * 2001-12-21 2003-12-02 Tdk Rf Solutions Metrology antenna system utilizing two-port, sleeve dipole and non-radiating balancing network
RU2344433C1 (en) * 2008-01-09 2009-01-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Ferrite antenna
GB2484160A (en) * 2010-09-30 2012-04-04 Kenneth Roy Ginn Compact vertically polarised omni-directional antenna
RU2488927C1 (en) * 2012-03-16 2013-07-27 Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Кв-Связь" Tunable resonant antenna with matching device
RU2674516C1 (en) * 2018-02-05 2018-12-11 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" Antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6956535B2 (en) Coaxial inductor and dipole EH antenna
JP3946955B2 (en) antenna
US7528795B2 (en) High gain antenna and magnetic preamplifier
CN102544700B (en) Ultra-wide band antenna
US3879735A (en) Broadband antenna systems with isolated independent radiators
CN108039570B (en) Low-profile ultra-wideband dual-polarized radiation device
US7994992B1 (en) Multiband current probe fed antenna
RU216829U1 (en) SMALL BROADBAND UHF ANTENNA
CN210628496U (en) Broadband high-power omnidirectional whip antenna
US3267478A (en) Tunable ferromagnetic rod loop antenna
US8094083B1 (en) Multi-band tree antenna
US4439772A (en) Inductor type half wave antenna
RU217948U1 (en) SMALL ANTENNA OF THE UHF1 RANGE
RU2634801C1 (en) Ultra-wideband dual-port antenna
CN210956990U (en) Ultra-wideband dipole antenna
US6867747B2 (en) Helical antenna system
CA2885936C (en) Operation of an antenna on a second, higher frequency
RU225131U1 (en) Ultra-wideband dipole antenna for MV and UHF1 bands
KR100296189B1 (en) Portable wireless machinery antenna and processing method thereof
CN114300833B (en) Cone antenna and digital broadcasting antenna
RU226347U1 (en) SHORTENED SMALL LOCOMOTIVE HECTOMETER WAVE RADIator
CN216903356U (en) Ultra-wideband antenna
RU189384U1 (en) Broadband aerial based on vibrator with upper capacitive load
CN206116605U (en) Vehicular -locating set multifrequency section, high -gain antenna
CN205319326U (en) Multiband aerial and communication device