RU2208276C1

RU2208276C1 - Phased antenna array

Info

Publication number: RU2208276C1
Application number: RU2001128842A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Милевский
Original assignee: Милевский Виктор Борисович
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: reception of television signals. SUBSTANCE: cophasal system of antenna sections is assembled of folded dipoles and band-widening dipoles connected to output of folded dipoles and integrated into single assembly by means of antenna- feeder device that transmits signal energy to common matching load. Antenna array incorporates provision for varying polarity of dipoles depending on their type. EFFECT: enhanced gain, enlarged passband. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотелевизионной приемопередающей техники и может быть использовано для приема радио- и телевизионных электромагнитных сигналов малой мощности в частотном диапазоне, установленном сетью вещательного телевидения с I по V c соответствующей стандарту поляризацией. The invention relates to the field of radio-television transceiver technology and can be used to receive low-power radio and television electromagnetic signals in the frequency range set by the broadcast television network I to V with the corresponding polarization standard.

Известна АРФ (см. Кисмерешкин В.П. "Телевизионные антенны для индивидуального приема // 2-е издание переработанное и доп. - М.: Радио и связь. 1982. c.48-52. Массовая радиобиблиотека. - Вып.1050). АРФ включает синфазную систему из нескольких антенн, выполненных в виде ромбовидных вибраторов, последовательно или параллельно работающих на общую согласованную нагрузку, имеется плоский рефлектор, повышающий помехозащищенность и КНД. The ARF is well-known (see Kismereshkin VP "Television antennas for individual reception // 2nd edition revised and ext. - M .: Radio and communications. 1982. p. 48-52. Mass radio library. - Issue 1050) A. ARF includes a common-mode system of several antennas made in the form of diamond-shaped vibrators working sequentially or parallel to a common matched load, there is a flat reflector that increases noise immunity and low voltage gain.

Получение относительно выcoкой широкополосности здесь достигается за счет особенностей конструкции. A relatively high broadband is achieved here due to the design features.

Известны телевизионные приемные антенны, описанные в справочном пособии "Индивидуальные видео-средства" под ред. С.А. Седова. Киев, Наукова думка. - 1990 г., с.150-151, использующие для приема дециметровых волн (ДМВ) синфазную систему из нескольких антенн, позволяющую увеличить коэффициент усиления. Антенная решетка, выполненная данным способом, осуществляет прием только ограниченного участка ТВ-вещания, в частности, ДМВ (или метровых волн (MB)). При этом одновременный прием всего диапазона ТВ-вещания конструктивно невозможен. Known television receiving antennas described in the reference manual "Individual video tools", ed. S.A. Sedova. Kiev, Naukova Dumka. - 1990, p.150-151, using a common-mode system of several antennas for receiving decimeter waves (UHF), which allows to increase the gain. The antenna array made by this method receives only a limited portion of the TV broadcast, in particular, UHF (or meter waves (MB)). At the same time, the simultaneous reception of the entire range of TV broadcasting is structurally impossible.

В качестве активных вибраторов упомянутая система использует петлевые или иные вибраторы. As active vibrators, the said system uses loop or other vibrators.

Недостатками таких систем являются ограниченные конструкцией и принципом работы полоса пропускания. АРВ в нашем случае способна принимать только ДМВ-участок ТВ-вещания. The disadvantages of such systems are limited by the design and principle of operation of the bandwidth. ARV in our case is capable of receiving only the DMV section of the TV broadcast.

Техническое решение задачи - получение всеволнового приема, повышение коэффициента усиления - достигается за счет новых конструктивных решений. The technical solution to the problem - obtaining an all-wave reception, increasing the gain - is achieved through new design solutions.

Техническое решение достигается тем, что АРБ, состоящая из нескольких параллельно (или последовательно) синфазно связанных антенных секций, выполненных в виде петлевых или иных вибраторов, согласованных с общей нагрузкой, снабжена вибраторами расширения полосы, подключенными к выходу петлевых или иных вибраторов с возможностью изменения полярности. Новизна в части устройства усматривается в том, что вибраторы расширения полосы, входящие в единую синфазную систему, подключенные к выходу петлевых или иных вибраторов осуществляют прием ТВ-сигнала МВ-диапазона, передавая его по системе связи на общую нагрузку в режиме суммирования, когда петлевые или иные вибраторы также осуществляют независимый прием ДМВ сигнала по той же схеме. The technical solution is achieved by the fact that the ARB, consisting of several parallel (or sequentially) in-phase connected antenna sections, made in the form of loop or other vibrators, matched to the total load, is equipped with band expansion vibrators connected to the output of loop or other vibrators with the possibility of changing polarity . The novelty in the device part is that the band expansion vibrators included in a single common-mode system, connected to the output of loop or other vibrators, receive a TV signal of the MV range, transmitting it through the communication system to the total load in the summing mode, when loop or other vibrators also provide independent reception of the UHF signal according to the same scheme.

Новизна в части устройства усматривается в том, что параллельная работа всех вибраторов не приводит к потерям шунтирования, поскольку сигнал МВ-диапазона, принятый вибраторами расширения полосы, поступает на нагрузку и в сторону шунтирующего этот сигнал плечей петлевых или иных вибраторов не ответвляется, т.к. последние на рабочей частоте МВ-диапазона имеют незначительные проводимости, носящие сложный комплексный характер, мало связанные с волновыми импедансами. The novelty in the device part is that the parallel operation of all the vibrators does not lead to shunt losses, since the MV range signal received by the band expansion vibrators goes to the load and does not branch out to the shunting of this signal from the loop or other vibrators, because . the latter at the operating frequency of the MV range have insignificant conductivities, which are of a complex complex nature, little associated with wave impedances.

Аналогично ДМВ сигнал, принятый петлевыми или иными вибраторами слабо взаимодействует с выходными сопротивлениями вибраторов расширения полосы. Новизна в части устройства усматривается в том, что "остаточные" сигналы, следуя принципам суперпозиции, наведенные в критических режимах, на параллельных "свободных" вибраторах за счет энергии соседнего диапазона суммируются с основными в синфазном режиме, компенсируя тем самым возможные потери взаимо-шунтирующего влияния, чему способствует перемена полярности вибраторов расширения полосы в зависимости от его типа. Новизна в части устройства усматривается в том, что все вибраторы работают в едином синфазном режиме, обеспечивая оптимальные фазовые соотношения исходных сигналов при их суммировании на общей согласованной нагрузке. Similarly, the UHF signal received by loop or other vibrators weakly interacts with the output resistances of the band expansion vibrators. The novelty in the device part is that the “residual” signals, following the principles of superposition induced in critical modes, on parallel “free” vibrators due to the energy of the neighboring range are summed with the main ones in common mode, thereby compensating for possible losses of the inter-shunt effect This is facilitated by a change in the polarity of the strip expansion vibrators, depending on its type. The novelty in the device part is seen in the fact that all the vibrators operate in a single common mode, providing optimal phase relations of the source signals when they are summed over a common agreed load.

По данным технической, научной и патентной документации не выявлена совокупность признаков, таких, как в заявленном устройстве, что свидетельствует об изобретательском уровне. According to the technical, scientific and patent documentation, no combination of features has been identified, such as in the claimed device, which indicates an inventive step.

Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в сравнительной простоте изготовления, высоких электрических показателях, возможности использования на промышленной основе и конкурентоспособном уровне. Антенна поясняется графическим материалом, содержащим электрическую схему и элементы конструкции. The industrial applicability of the claimed technical solution is seen in the comparative simplicity of manufacture, high electrical performance, the possibility of industrial use and a competitive level. The antenna is illustrated with graphic material containing an electrical circuit and structural elements.

На чертеже изображена антенная решетка фазируемая. АРФ состоит из синфазной системы антенных секций 1-2, включающих петлевые или иные вибраторы, рассчитанные на прием ДМВ-сигнала, выполненные известным способом, вибраторы 2 расширения полосы, обеспечивающие преобразование сигнала MB-диапазона, использующие линейный, веерный, петлевой или иной вибратор, выполненные известным способом, подключенные к выходу петлевых или иных вибраторов, антенно-фидерного устройства АФУ-3, обеспечивающего в совокупности синфазное подключение всех антенных секций, выполненных в комбинированном варианте к общей согласованной нагрузке R_Н - 4. Предусмотрено непосредственное, без изоляторов, механическое крепление антенных секций в точках "О", а также возможность изменения полярности подключаемых вибраторов.The drawing shows a phased array antenna. ARF consists of a common-mode system of antenna sections 1-2, including loop or other vibrators designed for receiving an UHF signal, made in a known manner, vibrators 2 expansion bands, providing signal conversion MB-band using a linear, fan, loop or other vibrator, made in a known manner, connected to the output of loop or other vibrators, antenna-feeder device AFU-3, which provides a combination of in-phase connection of all antenna sections, made in a combined version to it matched load R _H - 4. Provided directly, without insulators, mechanical fastening of the antenna sections at points "O", and the possibility of changing the polarity of plug vibrators.

На электрической схеме не показаны согласующие, симметрирующие, сопрягающие и иные устройства, построенные по известным принципам и обеспечивающие в совокупности взаимодействие узлов антенного устройства в целом, при необходимости. The electrical diagram does not show matching, balancing, interfacing and other devices built according to well-known principles and providing in the aggregate the interaction of the nodes of the antenna device as a whole, if necessary.

Антенная решетка работает следующим образом. Antenna array works as follows.

Принимаемый электромагнитный сигнал поступает на соответствующие вибраторы 1-2, входящие в состав антенных секций, преобразуется в ЭДС и в синфазном режиме суммируются на общей нагрузке R_Н - 4, проходя по очереди, в зависимости от точки возбуждения, через все структуры 1-3. При этом смена полярности подключаемых вибраторов 2, в зависимости от их типа, способствует оптимизации фазовых соотношений суммируемых на R_Н - 4 сигналов. По АФУ-3 итоговая мощность поступает потребителю.The received electromagnetic signal is supplied to the corresponding vibrators 1-2, which are part of the antenna sections, converted to EMF and are summed in common mode at the total load R _N - 4, passing in turn, depending on the excitation point, through all structures 1-3. In this case, a change in the polarity of the connected vibrators 2, depending on their type, helps to optimize the phase ratios of the signals summed by R _H - 4. According to AFU-3, the final power is supplied to the consumer.

При этом полезный сигнал вибраторов 2 МВ-диапазона в сторону плечей петлевых или иных вибраторов, не ответвляется, поскольку последние на рабочей частоте МВ-диапазона имеют небольшие проводимости, носящие характеристические сложно-комплексные значения. In this case, the useful signal of the vibrators of the 2 MV range towards the shoulders of the loop or other vibrators does not branch out, since the latter have small conductivities at the operating frequency of the MV range, which have characteristic complex values.

Claims

Phased array, consisting of a common-mode system of antenna sections made in the form of loop vibrators, matched to the total load, characterized in that the antenna sections are made in a combined version, namely equipped with band expansion vibrators connected to the output of the loop vibrators with the possibility of changing polarity.