RU2232452C2 - Wide-band short-wave zenith-radiation antenna - Google Patents
Wide-band short-wave zenith-radiation antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232452C2 RU2232452C2 RU2002112573/09A RU2002112573A RU2232452C2 RU 2232452 C2 RU2232452 C2 RU 2232452C2 RU 2002112573/09 A RU2002112573/09 A RU 2002112573/09A RU 2002112573 A RU2002112573 A RU 2002112573A RU 2232452 C2 RU2232452 C2 RU 2232452C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- points
- main
- wires
- insulators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и может быть использовано преимущественно для мобильных центров радиосвязи.The invention relates to radio engineering, namely to antenna technology, and can be used mainly for mobile radio communication centers.
Для радиосвязи в диапазоне коротких волн на расстоянии до 400 км используются пространственные волны его низкочастотного поддиапазона.For radio communication in the short-wave range at a distance of up to 400 km, spatial waves of its low-frequency subband are used.
Траектория распространения радиолуча в этом случае (в зависимости от расстояния до точки приема) может находиться под углом 45-83° относительно горизонтали, соединяющей точки передачи и приема. В качестве приемопередающих антенн для таких радиолиний используются антенны зенитного излучения с вертикально ориентированной диаграммой направленности.The propagation path of the radio beam in this case (depending on the distance to the receiving point) can be at an angle of 45-83 ° relative to the horizontal connecting the transmission and reception points. Antenna antennas with a vertically oriented radiation pattern are used as transceiving antennas for such radio lines.
В KB диапазоне такими антеннами являются горизонтальные симметричные вибраторы различных модификаций ([1], стр.9, 10, 13-32).In the KB range, such antennas are horizontal symmetric vibrators of various modifications ([1], p. 9, 10, 13-32).
Однако достаточно простые модификации такого типа антенн, обеспечивающие мобильность, имеют узкий диапазон рабочих частот, определяемый геометрической длиной полотна антенны ([1], стр.9-10, стр.21, 22, 23), а диапазонные антенны этого класса являются достаточно сложными сооружениями с громоздкими и габаритными элементами типа: набор обручей диаметром 2 метра с размещенными по их окружности восемью-девятью проводниками (антенный канатик) длиной 45-57 м и т.д., что резко усложняет их применение в мобильных вариантах радиоцентров и снижает прочностные характеристики антенны (ветроустойчивость).However, fairly simple modifications of this type of antenna that provide mobility have a narrow range of operating frequencies, determined by the geometric length of the antenna blade ([1], pp. 9-10, p.21, 22, 23), and the range antennas of this class are quite complex constructions with bulky and dimensional elements of the type: a set of hoops with a diameter of 2 meters with eight to nine conductors placed around their circumference (antenna cord) 45-57 m long, etc., which dramatically complicates their use in mobile versions of radio centers and reduces strength antenna characteristics (wind resistance).
Другим недостатком этого класса антенн является пониженный коэффициент направленного действия (КНД) для требуемых углов возвышения (угол наклона траектории распространения) излучаемого сигнала, т.к. половина излучаемой мощности, определяемая диаграммой направленности горизонтального вибратора, находится в секторах θ=(0-45)° и (135-180)° относительно поверхности земли. При высоте подвеса антенны, близкой к величине 0,5λ раб, излучение в зенит отсутствует ([2], стр.310, рис.9.69).Another disadvantage of this class of antennas is the reduced directivity coefficient (LPC) for the required elevation angles (the angle of inclination of the propagation path) of the emitted signal, because half of the radiated power, determined by the directivity pattern of the horizontal vibrator, is in the sectors θ = (0-45) ° and (135-180) ° relative to the surface of the earth. When the antenna suspension height is close to 0.5λ slave, radiation to the zenith is absent ([2], p. 310, Fig. 9.69).
Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является ромбическая горизонтальная антенна ([I], стр.40) содержащая четыре вертикальные опоры-мачты высотой h, размещенные в углах квадрата, к вершинам которых через изоляторы закреплено полотно антенны, изготовленное из антенного канатика ⌀4-6 мм, и в плане представляющее квадрат.Closest to the technical nature of the invention is a rhombic horizontal antenna ([I], p. 40) containing four vertical mast supports of height h located in the corners of the square, to the tops of which an antenna sheet made of antenna cable ⌀4- is fixed through the insulators 6 mm, and in plan representing a square.
Однако эта антенна, обладая достаточной диапазонностью и имеющая высокие прочностные показатели, имеет очень низкий КНД в вертикальном направлении, что не позволяет ее использовать на трассах длиной до 400 км.However, this antenna, possessing sufficient range and having high strength characteristics, has a very low directivity gain in the vertical direction, which does not allow it to be used on routes up to 400 km long.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение КНД антенны в зенитном направлении при сохранении диапазонных свойств антенны и ее прочностных характеристик. Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является высокий КНД в вертикальном направлении и диапазонность антенны, в которой отсутствуют крупногабаритные элементы, что облегчает транспортировку, повышает ее механическую прочность (ветроустойчивость) и возможность быстрого развертывания (свертывания) в полевых условиях.The problem to which the invention is directed, is to increase the directivity of the antenna in the zenith direction while maintaining the range properties of the antenna and its strength characteristics. The technical result obtained by carrying out the invention is a high directivity gain in the vertical direction and an antenna range in which there are no large-sized elements, which facilitates transportation, increases its mechanical strength (wind resistance) and the possibility of rapid deployment (coagulation) in the field.
Решение задачи достигается тем, что в известной антенне согласно предмету изобретения основное полотно антенны крепится горизонтально относительно поверхности земли на высоте h за вершины четырех металлических вертикальных мачт (опор), размещенных по углам большого квадрата, при этом провода антенны, образующие стороны большого квадрата, рассечены пополам и соединены механически друг с другом в местах сечения через изоляторы; две точки крепления основного полотна антенны, расположенные на одной диагонали большого квадрата, крепятся механически к вершинам металлических вертикальных опор через первый и второй изоляторы крепления, расположенные на одной диагонали большого квадрата, а две другие точки крепления основного полотна антенны, расположенные на второй диагонали большого квадрата, являются первой и второй точками нулевого потенциала антенны и крепятся механически к вершинам двух других металлических вертикальных опор непосредственно, точки сечения основного полотна антенны, смежные попарно относительно первого и второго изоляторов крепления, соединены электрически друг с другом четырьмя дополнительными антенными полотнами, второе и третье из которых, содержащие как минимум по два провода, образуют стороны двух равнобедренных прямоугольных треугольников с вершинами при прямых углах, размещенными в геометрическом центре большого квадрата, образованного основным полотном антенны, причем вершины двух равнобедренных прямоугольных треугольников, являющиеся точками перегиба второго и третьего дополнительных антенных полотен, являются первой и второй точками питания антенны и образующих узел питания антенны; два других (первое и четвертое) дополнительных антенных полотна, являющихся основаниями двух равнобедренных прямоугольных треугольников, соединяют электрически точки сечения основного полотна антенны, смежные попарно относительно первого и второго изоляторов крепления; в диагоналях двух малых квадратов, образованных половинами основного полотна антенны, смежных попарно относительно первой и второй точек нулевого потенциала антенны, и вторым и третьим дополнительными полотнами антенны, являющимися бедрами двух равнобедренных прямоугольных треугольников, размещены два элемента настройки антенны, представляющие из себя два равных отрезка провода и соединенных с точками сечения основного полотна антенны через изоляторы; в плоскости, расположенной вертикально относительно земли и проходящей через диагональ большого квадрата, образованного основным полотном антенны, крайними точками которой являются первый и второй изоляторы крепления, размещен прямоугольный рефлектор, образованный двумя противоположно размещенными металлическими вертикальными опорами, соединенными электрически на высоте h/3 горизонтальным проводом (антенным канатиком); питание антенны осуществляется несимметричным коаксиальным кабелем, центральная жила и оплетка которого электрически соединены с первой и второй точками питания соответственно узла питания антенны, а кабель проложен вдоль отрезка третьего дополнительного полотна антенны, соединяющего его точку перегиба (вторую точку питания антенны) с одной из точек сечения основного полотна антенны, и далее вдоль половины стороны основного полотна антенны до точки нулевого потенциала антенны.The solution to the problem is achieved by the fact that in the known antenna according to the subject invention, the main antenna sheet is mounted horizontally relative to the earth’s surface at a height h for the tops of four metal vertical masts (supports) located at the corners of a large square, while the antenna wires forming the sides of the large square are cut in half and mechanically connected to each other at cross-sections through insulators; two attachment points of the antenna main blade located on the same diagonal of the large square are mechanically attached to the vertices of the metal vertical supports through the first and second mount insulators located on the same diagonal of the large square, and two other attachment points of the antenna main blade located on the second diagonal of the large square are the first and second points of the antenna’s zero potential and are attached mechanically to the vertices of two other metal vertical supports directly, the section points the main antenna web adjacent in pairs with respect to the first and second mounting insulators are electrically connected to each other by four additional antenna sheets, the second and third of which, containing at least two wires, form the sides of two isosceles right-angled triangles with vertices at right angles placed in the geometric center of a large square formed by the main canvas of the antenna, and the vertices of two isosceles right-angled triangles, which are inflection points of the second second and third additional antenna webs are first and second power supply points of the antenna and forming the antenna feed assembly; two other (first and fourth) additional antenna sheets, which are the bases of two isosceles right-angled triangles, electrically connect the section points of the main antenna sheet adjacent in pairs with respect to the first and second mounting insulators; in the diagonals of two small squares formed by the halves of the main antenna sheet adjacent in pairs relative to the first and second points of the antenna’s zero potential, and the second and third additional antenna sheets, which are the hips of two isosceles right-angled triangles, two antenna tuning elements, which are two equal segments, are placed wires and connected to the section points of the main canvas of the antenna through insulators; in a plane located vertically relative to the ground and passing through the diagonal of a large square formed by the main fabric of the antenna, the extreme points of which are the first and second mounting insulators, there is a rectangular reflector formed by two oppositely placed metal vertical supports connected electrically at a height of h / 3 by a horizontal wire (antenna cable); the antenna is powered by an asymmetric coaxial cable, the central core and the braid of which are electrically connected to the first and second power points, respectively, of the antenna power node, and the cable is laid along the segment of the third additional antenna sheet connecting its inflection point (second antenna feed point) with one of the cross-section points the main antenna sheet, and further along half the side of the main antenna sheet to the point of zero antenna potential.
Сопоставительный анализ заявленного решения показывает, что предмет изобретения отличается тем, что стороны большого квадрата, образованного основным полотном антенны, рассечены пополам и в точках сечения соединены механически друг с другом изоляторами; две точки крепления основного полотна антенны, расположенные на одной диагонали большого квадрата, крепятся механически к вершинам двух металлических вертикальных опор (мачт) через первый и второй изоляторы крепления, а две другие точки крепления основного полотна антенны, расположенные на второй диагонали большого квадрата, являются точками нулевого потенциала антенны и крепятся механически к вершинам двух других металлических вертикальных опор непосредственно; точки сечения сторон основного полотна антенны, смежные попарно относительно первого и второго изоляторов крепления, соединены электрически друг с другом четырьмя дополнительными антенными полотнами, второе и третье из которых, содержащие как минимум по два провода, образуют стороны двух равнобедренных прямоугольных треугольников с вершинами при прямых углах, размещенными в геометрическом центре большого квадрата, образованного основным полотном антенны, причем вершины двух прямоугольных треугольников, являющиеся точками перегиба второго и третьего дополнительных антенных полотен, являются первой и второй точками питания антенны и образующих узел питания антенны; два других первое и четвертое дополнительные антенные полотна, являющиеся основаниями двух равнобедренных прямоугольных треугольников, соединяют электрически точки сечения основного полотна антенны, смежные попарно относительно первого и второго изоляторов крепления; в диагоналях двух малых квадратов, образованных половинами основного полотна, смежных попарно относительно первой и второй точек нулевого потенциала антенны, и вторым и третьим дополнительными полотнами, являющимися бедрами двух равнобедренных прямоугольных треугольников, размещены два элемента настройки антенны, представляющие из себя два равных отрезка провода и соединенных с точками сечения основного полотна антенны через изоляторы; в плоскости, расположенной вертикально относительно поверхности земли и проходящей через диагональ большого квадрата, образованного основным полотном антенны, крайними точками которой являются первый и второй изоляторы крепления, размещен прямоугольный рефлектор, образованный двумя противоположно размещенными металлическими вертикальными опорами, соединенными электрически на высоте h/3 горизонтальным проводом (антенным канатиком); питание антенны осуществляется несимметричным коаксиальным кабелем, центральная жила и оплетка которого электрически соединены с первой и второй точками питания соответственно узла питания антенны, а кабель проложен вдоль отрезка третьего дополнительного полотна антенны, соединяющего его точку перегиба (вторую точку питания антенны) с одной из точек сечения основного полотна антенны, и далее вдоль половины стороны основного полотна антенны до точки нулевого потенциала антенны.A comparative analysis of the claimed solution shows that the subject of the invention is characterized in that the sides of the large square formed by the main fabric of the antenna are cut in half and at the cross-section points are mechanically connected to each other by insulators; two points of attachment of the main antenna sheet located on the same diagonal of a large square are mechanically attached to the vertices of two metal vertical supports (masts) through the first and second insulators of fastening, and the other two points of attachment of the main antenna sheet located on the second diagonal of the large square are points antenna potential zero and are mechanically attached to the tops of two other metal vertical supports directly; cross-sectional points of the sides of the main antenna sheet adjacent in pairs relative to the first and second mounting insulators are electrically connected to each other by four additional antenna sheets, the second and third of which, containing at least two wires, form the sides of two isosceles right-angled triangles with vertices at right angles placed in the geometric center of a large square formed by the main canvas of the antenna, the vertices of two right-angled triangles being inflection points the second and third additional antenna webs are the first and second power points of the antenna and forming the antenna power node; the other two first and fourth additional antenna sheets, which are the bases of two isosceles right-angled triangles, electrically connect the section points of the main antenna sheet adjacent in pairs with respect to the first and second mounting insulators; in the diagonals of two small squares formed by the halves of the main fabric adjacent in pairs relative to the first and second points of zero potential of the antenna, and the second and third additional paintings, which are the hips of two isosceles right-angled triangles, two antenna tuning elements are made up of two equal lengths of wire and connected to the cross-sectional points of the main antenna web through insulators; in a plane located vertically relative to the earth’s surface and passing through the diagonal of a large square formed by the main antenna sheet, the extreme points of which are the first and second mounting insulators, a rectangular reflector is placed, formed by two oppositely placed metal vertical supports connected electrically at a height of h / 3 horizontal wire (antenna cable); the antenna is powered by an asymmetric coaxial cable, the central core and the braid of which are electrically connected to the first and second power points, respectively, of the antenna power node, and the cable is laid along the segment of the third additional antenna sheet connecting its inflection point (second antenna feed point) with one of the cross-section points the main antenna sheet, and further along half the side of the main antenna sheet to the point of zero antenna potential.
На фиг.1 представлена схема коротковолновой диапазонной антенны (КВДА) зенитного излучения, на фиг.2 - устройство узла питания и схема прокладки кабеля питания антенны, на фиг.3 - вариант выполнения рефлектора антенны.Figure 1 presents a diagram of a shortwave band antenna (HVA) of zenith radiation, figure 2 - the device of the power supply and the layout of the antenna power cable, figure 3 - embodiment of the antenna reflector.
КВДА содержит четыре металлические вертикальные опоры - мачты 1 высотой h; основное полотно антенны, каждая из четырех сторон которого 2, 5, 8, 11 рассечены пополам, изоляторы 14, механически соединяющие половины сторон основного полотна антенны 3-4, 6-7, 9-10 и 12-13 сторон 2, 5, 8 и 11 соответственно основного полотна антенны в точках сечения; первый и второй изоляторы 15 крепления, соединяющие две точки крепления половин 4-6 сторон 2 и 5, а также половин 10-12 сторон 8 и 11 соответственно основного полотна антенны с вершинами двух металлических вертикальных опор 1, другие две точки крепления половин 3-13 сторон 2 и 11, а также половин 7-9 сторон 5 и 8 соответственно основного полотна антенны соединены с вершинами двух других металлических вертикальных опор 1 непосредственно; второе дополнительное полотно 16 и третье дополнительное полотно 17 антенны, соединяющее половины сторон 3-7 сторон 2 и 5, а также половины 9-13 сторон 8 и 11 соответственно основного полотна антенны в точках сечения, образующие стороны двух равнобедренных прямоугольных треугольников, основаниями которых являются первое дополнительное полотно 18 антенны и четвертое дополнительное полотно 19 антенны, напрямую соединяющие половины стороны 3-7 и 9-13 основного полотна антенны в точках сечения, при этом второе дополнительное полотно 16 антенны и третье дополнительное полотно 17 антенны в точках перегиба проходят через геометрический центр большого квадрата, образуя первую и вторую точки питания узла питания 20 антенны; элементы настройки 21 и 22, соединяющие точки сечения сторон 2-11 и 5-8 основного полотна антенны через изоляторы 23, рефлектор антенны 24.KVDA contains four metal vertical supports -
Узел питания антенны 20 (фиг.2) состоит из изолирующей площадки 25, выполненной из армированного фторопласта или углепласта, к которой узлами 26 крепятся второе 16 и третье 17 дополнительные полотна антенны, к контактной площадке 27 узла питания 20, соединенной со вторым дополнительным полотном 16 антенны и образующей первую точку питания антенны, припаян центральный провод коаксиального кабеля 29, оплетка которого припаяна к контактной площадке 28 узла питания 20, являющейся второй точкой питания антенны; первая и вторая точки питания антенны соединяются со вторым дополнительным полотном 16 антенны и третьим дополнительным полотном 17 антенны гибкими перемычками 31 в узлах 26 крепления; крышка 32 защищает места пайки кабеля 29 к контактным площадкам 27 и 28.The antenna feed unit 20 (Fig. 2) consists of an
Рефлектор 24 в простейшем случае представляет собой прямоугольную рамку, состоящую из металлических вертикальных опор 1 высотой h, соединенных электрически на высоте h/3 антенным канатиком, расположенным горизонтально земле.The
Однако характеристики КВДА зенитного излучения в рассмотренном выше виде очень сильно зависят от электрофизических параметров грунта под антенной: диэлектрической проницаемости ε и проводимости σ.However, the characteristics of the HPAC of the zenith radiation in the form considered above very much depend on the electrophysical parameters of the soil under the antenna: dielectric constant ε and conductivity σ.
На фиг.3 изображен рефлектор, в значительной степени ослабляющий влияние электрофизических параметров ε и σ грунта под антенной на параметры КВДА зенитного излучения. Полотна антенны (основное и дополнительные) на фиг.3 не показаны. Рефлектор 24 содержит расположенный горизонтально провод 33, замыкающий металлические вертикальные опоры - мачту 1 на высоте h/3 и расположенный на земле контур 34 ABCD) EF, выполненный, например, из оплетки, по конфигурации и размерам повторяющий проекцию на землю полотна антенны, состоящего из половин полотен 3, 7, 9 и 13 основного полотна антенны, а также первого 18 и четвертого 19 дополнительных полотен антенны, стороны ВС и EF контура 34 в точках G и Н соединены электрически проводниками 35 с заземленными концами двух металлических вертикальных опор 1.Figure 3 shows the reflector, significantly weakening the influence of the electrophysical parameters ε and σ of the soil under the antenna on the parameters of the HPA of the zenith radiation. Cloth antennas (primary and secondary) in figure 3 are not shown. The
Настройка КВДА зенитного излучения осуществляется изменением точек крепления вторых проводов второго дополнительного полотна 16 антенны и третьего дополнительного полотна 17 антенны к половинам полотен 3-7 и 9-13 основного полотна антенны соответственно и изменением длины элементов 21 и 22 настройки.The configuration of the anti-aircraft radiation CVD is carried out by changing the attachment points of the second wires of the second
Максимальные габариты антенны определяются длиной диагонали большого квадрата, образованного основным полотном 2, 5, 8, 11 антенны и составляют (0,6-0,7)λ макс; высота подвеса h=(0,132-0,15)λ макс, где λмах - максимальная длина волны принимаемого/излучаемого сигнала.The maximum dimensions of the antenna are determined by the length of the diagonal of the large square formed by the
Источники информацииSources of information
1. Захаров В.П. и др. Характеристики антенн для радиосвязи. - Л.: Изд. ВКАС, 1968.1. Zakharov V.P. and other characteristics of antennas for radio communications. - L .: Ed. VKAS, 1968.
2. Мейнке X.и др. Радиотехнический справочник. - М-Л.: Госэнергоиздат, 1961.2. Meinke X. and others. Radio technical reference. - M-L .: Gosenergoizdat, 1961.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112573/09A RU2232452C2 (en) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | Wide-band short-wave zenith-radiation antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002112573/09A RU2232452C2 (en) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | Wide-band short-wave zenith-radiation antenna |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002112573A RU2002112573A (en) | 2004-02-10 |
RU2232452C2 true RU2232452C2 (en) | 2004-07-10 |
Family
ID=33412467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002112573/09A RU2232452C2 (en) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | Wide-band short-wave zenith-radiation antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2232452C2 (en) |
-
2002
- 2002-05-13 RU RU2002112573/09A patent/RU2232452C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗАХАРОВ В.П. и др. Характеристики антенн для радиосвязи. - Л.: ВКАС, 1968, с.40. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002112573A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100322753B1 (en) | Plane radiation element | |
CA2404406C (en) | Nested turnstile antenna | |
US5926137A (en) | Foursquare antenna radiating element | |
KR100459520B1 (en) | Wide-angle Circular polarization antenna | |
KR20010020557A (en) | Dual multitriangular antennas for gsm and dcs cellular telephony | |
JP5063813B2 (en) | Broadband terminated discone antenna and related methods | |
US5818397A (en) | Circularly polarized horizontal beamwidth antenna having binary feed network with microstrip transmission line | |
WO2021087899A1 (en) | Omnidirectional dual-polarized antenna and communication device | |
US5999141A (en) | Enclosed dipole antenna and feeder system | |
CA2347596C (en) | The double-lemniscate antenna element | |
CN220341510U (en) | Broadband polarized tightly-coupled dipole transmission array antenna | |
JPH0682979B2 (en) | Omnidirectional antenna array | |
US7791555B2 (en) | High gain multiple polarization antenna assembly | |
RU2232452C2 (en) | Wide-band short-wave zenith-radiation antenna | |
US4987423A (en) | Wide band loop antenna with disymmetrical feeding, notably antenna for transmission, and array antenna formed by several such antennas | |
US11916280B2 (en) | Antenna for IEEE 802.11 applications, wireless device, and wireless communication system | |
RU2580406C1 (en) | Broadband directional zigzag quasi-shunt-fed antenna | |
GB2168538A (en) | Mixed polarization panel aerial | |
US9413060B2 (en) | Stick-on multi-frequency Wi-Fi backpack and helmet antenna | |
US2737656A (en) | Non-resonant antenna | |
RU2249280C1 (en) | Transceiving antenna | |
RU222155U1 (en) | DUAL POLARIZATION ANTENNA ELEMENT | |
KR102388480B1 (en) | LPDA antenna with improved assembly by combining wire and printed circuit board | |
US4733243A (en) | Broadband high frequency sky-wave antenna | |
RU2378749C1 (en) | Combined broadband television antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070514 |