RU2262783C1 - High-frequency transceiving antenna system - Google Patents

High-frequency transceiving antenna system Download PDF

Info

Publication number
RU2262783C1
RU2262783C1 RU2004113692/09A RU2004113692A RU2262783C1 RU 2262783 C1 RU2262783 C1 RU 2262783C1 RU 2004113692/09 A RU2004113692/09 A RU 2004113692/09A RU 2004113692 A RU2004113692 A RU 2004113692A RU 2262783 C1 RU2262783 C1 RU 2262783C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
antenna system
wires
conductors
Prior art date
Application number
RU2004113692/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Д. Малютин (RU)
Н.Д. Малютин
А.П. Рыбин (RU)
А.П. Рыбин
Н.Я. Перевалов (RU)
Н.Я. Перевалов
А.Е. Федоров (RU)
А.Е. Федоров
Original Assignee
Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур)
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 Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур) filed Critical Томский Государственный Университет Систем Управления И Радиоэлектроники (Тусур)
Priority to RU2004113692/09A priority Critical patent/RU2262783C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2262783C1 publication Critical patent/RU2262783C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: receiving and transmitting antennas for far and near ranging communications.
SUBSTANCE: novelty is that high-frequency transceiving antenna system that has two wires inclined to the Earth surface and diverging from their tops to bottom ends, electric filters inserted in series with both conductors, as well as equipment section of coaxial pair is provided with newly introduced impedance balancing transformer whose asymmetric output/input is connected to equipment section of coaxial pair and is made in the form of two-wire heterogeneous line for matching symmetrical depression whose output/input is connected to input/output of impedance balancing transformer and its input/output, to upper ends of mentioned conductors; conductors with electric filters inserted in series with them are identical and gain-frequency responses of pairs of these filters are disposed symmetrically to common longitudinal axis of both identical conductors; equipment section of coaxial pair forms output/input of antenna system.
EFFECT: development of broadband transceiving antenna system with single output/input.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, конкретно к антенным системам, и может использоваться в качестве приемной и передающей антенны для дальней и ближней связи в диапазоне коротких волн.The invention relates to radio engineering, specifically to antenna systems, and can be used as a receiving and transmitting antenna for long and short range communication in the short-wave range.

Известна антенна, содержащая два расположенных в одной плоскости неоднородных вибратора, каждый из которых выполнен в виде двух перфорированных сегментов [1]. Криволинейные части сегментов обращены друг к другу, линейные части сегментов расположены под острым углом. Начальные части вибраторов жестко закреплены в диэлектрической пластине. Между вибраторами образован плавно возрастающий от их начал к их концам зазор. Точки подсоединения симметричного фидера к вибраторам располагаются от их начал на расстоянии, не превышающем λмин/16, где λмин - минимальная рабочая длина антенны. Такая антенна используется в коротковолновой части метрового и в дециметровом диапазонах волн. Ее достоинством является относительно широкий диапазон рабочих частот, недостатком - невозможность использования из-за неприемлемых габаритов в длинноволновой части KB диапазона (например, при длине волны 160 м длина вибраторов должна составлять не менее 40 м).A known antenna containing two non-uniform vibrators located in the same plane, each of which is made in the form of two perforated segments [1]. The curved parts of the segments are facing each other, the linear parts of the segments are located at an acute angle. The initial parts of the vibrators are rigidly fixed in the dielectric plate. A gap is formed between the vibrators, which gradually increases from their beginnings to their ends. The connection points of the symmetric feeder to the vibrators are located from their beginnings at a distance not exceeding λ min / 16, where λ min is the minimum working length of the antenna. Such an antenna is used in the shortwave part of the meter and decimeter wavelengths. Its advantage is the relatively wide range of operating frequencies, the disadvantage is the inability to use the KB range because of unacceptable dimensions (for example, at a wavelength of 160 m, the length of the vibrators should be at least 40 m).

Наиболее близкой к заявляемому устройству является высокочастотная приемопередающая антенная система, содержащая два провода, расположенных наклонно к поверхности Земли и расходящихся между собой от их верхних к их нижним концам, электрические фильтры, включенные в разрывы обоих проводников, и две приборные части коаксиальных разъемов, соединенных с нижними концами проводов и образующих два входа/выхода антенной системы [2]. Приемные/излучающие части обоих проводов имеют разную длину, а все электрические фильтры - различные амплитудно-частотные характеристики. Такая антенная система, по существу, состоит из двух слабосвязанных посредством электромагнитного поля антенн, каждая из которых перекрывает отдельные участки общего диапазона рабочих частот антенной системы. При ее работе необходимо переключение антенн (описанная в [2] антенная система имеет шесть поддиапазонов, три из которых обеспечивает короткая антенна и три - длинная). Каждый провод такой антенной системы, расположенный наклонно по отношению к поверхности Земли, представляет собой как бы половину V-образной антенны, расположенной в свободном пространстве.Closest to the claimed device is a high-frequency transceiver antenna system containing two wires located obliquely to the surface of the Earth and diverging from each other from their upper to their lower ends, electric filters included in the breaks of both conductors, and two instrument parts of coaxial connectors connected to the lower ends of the wires and forming the two inputs / outputs of the antenna system [2]. The receiving / radiating parts of both wires have different lengths, and all electric filters have different amplitude-frequency characteristics. Such an antenna system essentially consists of two antennas that are loosely coupled by means of the electromagnetic field, each of which covers separate sections of the general operating frequency range of the antenna system. During its operation, antenna switching is necessary (the antenna system described in [2] has six subbands, three of which are provided by a short antenna and three by a long one). Each wire of such an antenna system, located obliquely with respect to the Earth's surface, represents, as it were, half a V-shaped antenna located in free space.

Недостатком такой антенной системы-прототипа является наличие в ней двух выходов/входов, обусловленных тем, что каждая из антенн работает на нескольких отдельных участках общего рабочего диапазона частот. Это усложняет схему коммутации сигналов между антенной системой и приемным и передающим устройствами.The disadvantage of such an antenna system of the prototype is the presence of two outputs / inputs, due to the fact that each of the antennas operates on several separate sections of the common operating frequency range. This complicates the signal switching circuit between the antenna system and the receiving and transmitting devices.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое решение, - создание широкополосной приемопередающей системы с единым выходом/входом.The technical result, the achievement of which the proposed solution is aimed at, is the creation of a broadband transceiver system with a single output / input.

Это достигается тем, что в высокочастотную приемопередающую антенную систему, содержащую два провода, расположенных наклонно к поверхности Земли и расходящихся между собой от их верхних к их нижним концам, электрические фильтры, включенные в разрывы обоих проводов, и приборную часть коаксиального разъема, дополнительно введены симметрирующий трансформатор импедансов, несимметричный выход/вход которого соединен с приборной частью коаксиального разъема, и выполненное в виде отрезка двухпроводной неоднородной линии согласующее симметричное снижение, выход/вход которого соединен с входом/выходом симметрирующего трансформатора импедансов, а его вход/выход - с верхними концами названных проводов, провода с включенными в их разрывы электрическими фильтрами выполнены идентичными, а амплитудно-частотные характеристики пар этих фильтров, расположенных симметрично относительно общей продольной оси обоих проводов, - одинаковыми, при этом приборная часть коаксиального разъема образует выход/вход антенной системы.This is achieved by the fact that in the high-frequency transceiver antenna system containing two wires located obliquely to the Earth’s surface and diverging from each other from their upper to their lower ends, electric filters included in the gaps of both wires, and the instrument part of the coaxial connector, additionally introduced a balancing impedance transformer, the unbalanced output / input of which is connected to the instrument part of the coaxial connector, and made in the form of a segment of a two-wire inhomogeneous line matching symmetry another decrease, the output / input of which is connected to the input / output of the balancing impedance transformer, and its input / output - to the upper ends of the named wires, the wires with the electric filters included in their gaps are identical, and the amplitude-frequency characteristics of the pairs of these filters located symmetrically relative to the common longitudinal axis of both wires, are the same, while the instrument part of the coaxial connector forms the output / input of the antenna system.

В частных случаях угол между названными проводами находится в пределах 45-90°, а угол между этими проводами и поверхностью Земли - в пределах 5-85°, длина согласующего симметричного снижения выполняется соизмеримой с длиной этих проводов, а двухгранный угол между плоскостью, в которой расположено снижение, и поверхностью Земли выбирается в пределах 60-90°.In special cases, the angle between these wires is in the range of 45-90 °, and the angle between these wires and the Earth's surface is in the range of 5-85 °, the length of the matching symmetrical reduction is comparable with the length of these wires, and the dihedral angle between the plane in which a decrease is located, and the Earth's surface is selected within 60-90 °.

На фиг.1 изображена предлагаемая антенная система.Figure 1 shows the proposed antenna system.

На фиг.1 обозначено:In figure 1 is indicated:

1 и 2 - первый и второй провода;1 and 2 - the first and second wires;

3-6 и 7-10 - электрические фильтры, включенные в разрывы проводов 1 и 2;3-6 and 7-10 - electric filters included in the wire breaks 1 and 2;

11 - согласующее симметричное снижение;11 - matching symmetrical reduction;

12 - симметрирующий трансформатор импедансов;12 - balancing impedance transformer;

13 - коаксиальный разъем;13 - coaxial connector;

14 - коаксиальный кабель (на чертеже изображена только его часть);14 - coaxial cable (only part of it is shown in the drawing);

15 - телескопическая мачта (опора антенной системы);15 - telescopic mast (support of the antenna system);

16-19 - изоляторы;16-19 - insulators;

20-22 - диэлектрические растяжки.20-22 - dielectric extensions.

Первый 1 и второй 2 провода (с включенными в них диэлектрическими фильтрами 3-10) своими нижними концами соединяются с изоляторами 17 и 19, верхними - с изоляторами 16 и 18 и верхними концами симметричного неоднородного снижения 11. Электрические фильтры 3-10 - полосовые заграждающие (ПЗФ). Фильтры в каждой паре 3-7, 4-8, 5-9 и 6-10 имеют одинаковые амплитудно-частотные характеристики. Для антенной системы, изображенной на фиг.1, расположение полос заграждения фильтров показано на фиг.2, на которой горизонтальная ось является осью частот, а вертикальная - осью ослаблений фильтрами сигналов. Через fн и fв на фиг.2 обозначены верхняя и нижняя частоты антенной системы.The first 1 and second 2 wires (with dielectric filters 3-10 included in them) are connected with their lower ends to insulators 17 and 19, the upper ones - to insulators 16 and 18 and the upper ends of a symmetric inhomogeneous decrease 11. Electric filters 3-10 - band-barriers (PZF). Filters in each pair of 3-7, 4-8, 5-9 and 6-10 have the same amplitude-frequency characteristics. For the antenna system shown in Fig. 1, the arrangement of the filter barriers is shown in Fig. 2, in which the horizontal axis is the frequency axis and the vertical axis is the attenuation axis of the signal filters. Through f n and f in figure 2 denotes the upper and lower frequencies of the antenna system.

Четыре пары ПЗФ, обозначенных на фиг.1 через 6 и 10, 5 и 9, 4 и 8, 3 и 7, образуют полосы заграждения в четырех поддиапазонах частот: f1-f2, f2-f3, f3-f4 и f4-f5.The four pairs of PZF, indicated in figure 1 through 6 and 10, 5 and 9, 4 and 8, 3 and 7, form a barrier band in four frequency subbands: f 1 -f 2 , f 2 -f 3 , f 3 -f 4 and f 4 -f 5 .

Работает предлагаемая антенная система следующим образом.The proposed antenna system works as follows.

В поддиапазоне частот, нижняя частота которого равна fн, а верхняя - частоте, с которой начинается заметный рост ослабления фильтров 6 и 10, все отрезки отдельных проводов 1 и 2 участвуют в приеме и передаче сигналов. В поддиапазоне f1-f2 фильтры 6 и 10 "отключают" отрезки проводов, находящихся между изолятором 17 и фильтром 6 и между изолятором 19 и фильтром 10. В поддиапазонах f2-f3, f3-f4 и f4-f5 фильтры 5 и 9, 4 и 8, 3 и 7 "отключают" отрезки проводов 1 и 2, расположенные соответственно между фильтрами 6 и 5, 10 и 9, фильтрами 5 и 4, 9 и 8 и фильтрами 4 и 3, 8 и 7. В поддиапазоне частот, верхняя частота которого равна fв, а нижняя - частоте, ниже которой начинается заметный рост ослабления фильтров 3 и 7, работают только отрезки проводов 1 и 2, расположенные между фильтром 3 и изолятором 16 и между фильтром 7 и изолятором 18.In the frequency range, the lower frequency of which is f n , and the upper one is the frequency with which a noticeable increase in the attenuation of filters 6 and 10 begins, all segments of individual wires 1 and 2 participate in the reception and transmission of signals. In the subband f 1 -f 2, filters 6 and 10 “disconnect” the wire segments between the insulator 17 and the filter 6 and between the insulator 19 and the filter 10. In the subbands f 2 -f 3 , f 3 -f 4 and f 4 -f 5 filters 5 and 9, 4 and 8, 3 and 7 “disconnect” the wire segments 1 and 2 located respectively between filters 6 and 5, 10 and 9, filters 5 and 4, 9 and 8 and filters 4 and 3, 8 and 7. In the frequency range, the upper frequency of which is f in , and the lower frequency, below which a noticeable increase in the attenuation of filters 3 and 7 begins, only the wire segments 1 and 2 located between the filter 3 and the insulator work 16 and between the filter 7 and the insulator 18.

Другими словами, каждому поддиапазону рабочих частот предлагаемой антенной системы соответствуют свои (различные) длины приемопередающих участков проводов 1 и 2, отсчитываемые от изоляторов 16 и 18 (от мест соединения проводов 1 и 2 с согласующим симметричным снижением).In other words, each (individual) length of the transceiver sections of wires 1 and 2, counted from insulators 16 and 18 (from the junction of wires 1 and 2 with matching symmetrical reduction), corresponds to each operating frequency range of the proposed antenna system.

По отношению к антенной системе [2] (прототипу) предлагаемая антенная система имеет более узкую диаграмму направленности (в прототипе в каждом поддиапазоне частот работает однопроводная антенна, которая имеет более широкую диаграмму направленности).In relation to the antenna system [2] (prototype), the proposed antenna system has a narrower radiation pattern (in the prototype, a single-wire antenna operates in each frequency subband, which has a wider radiation pattern).

Источники информацииSources of information

1. Вершинин И.М., Малютин Н.Д. Широкополосные вибраторно-щелевые антенны. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 40-летию Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники "Проблемы современной радиоэлектроники и систем управления". 2-4 октября 2002 г., Томск: Изд-во Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2002, T.1, С.108-111.1. Vershinin I.M., Malyutin N.D. Vibration slot antennas. Materials of the All-Russian scientific-practical conference dedicated to the 40th anniversary of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics "Problems of Modern Radioelectronics and Control Systems". October 2-4, 2002, Tomsk: Publishing House of Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, 2002, T.1, S.108-111.

2. Reuster D.D., Cybert K.J. A High-Efficiency Broadband HF Wire - Antenna System // IEEE Antenas and Propagation Magazine, 2000, V.42, №4, P.53-61 - прототип.2. Reuster D.D., Cybert K.J. A High-Efficiency Broadband HF Wire - Antenna System // IEEE Antenas and Propagation Magazine, 2000, V.42, No. 4, P.53-61 - prototype.

Claims (1)

Высокочастотная приемопередающая антенная система, содержащая два провода, расположенных наклонно к поверхности Земли и расходящихся между собой от их верхних к их нижним концам, электрические фильтры, включенные в разрывы обоих проводников, и приборную часть коаксиального разъема, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены симметрирующий трансформатор импедансов, несимметричный выход/вход которого соединен с приборной частью коаксиального разъема, и выполненное в виде отрезка неоднородной двухпроводной линии согласующее симметричное снижение, выход/вход которого соединен с входом/выходом симметрирующего трансформатора импедансов, а его вход/выход - с верхними концами названных проводов, провода с включенными в их разрывы электрическими фильтрами выполнены идентичными, а амплитудно-частотные характеристики пар этих фильтров, расположенных симметрично относительно общей продольной оси обоих проводов, - одинаковыми, при этом приборная часть коаксиального разъема образует выход/вход антенной системы.A high-frequency transceiver antenna system containing two wires located obliquely to the surface of the Earth and diverging from each other from their upper to their lower ends, electric filters included in the gaps of both conductors, and the instrument part of the coaxial connector, characterized in that it is additionally introduced balancing impedance transformer, the unbalanced output / input of which is connected to the instrument part of the coaxial connector, and made in the form of a segment of an inhomogeneous two-wire line, I agree its symmetrical reduction, the output / input of which is connected to the input / output of a balancing impedance transformer, and its input / output - to the upper ends of the named wires, the wires with the electric filters included in their gaps are identical, and the amplitude-frequency characteristics of the pairs of these filters located symmetrically with respect to the common longitudinal axis of both wires, the same, while the instrument part of the coaxial connector forms the output / input of the antenna system.
RU2004113692/09A 2004-05-05 2004-05-05 High-frequency transceiving antenna system RU2262783C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113692/09A RU2262783C1 (en) 2004-05-05 2004-05-05 High-frequency transceiving antenna system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113692/09A RU2262783C1 (en) 2004-05-05 2004-05-05 High-frequency transceiving antenna system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2262783C1 true RU2262783C1 (en) 2005-10-20

Family

ID=35863203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004113692/09A RU2262783C1 (en) 2004-05-05 2004-05-05 High-frequency transceiving antenna system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2262783C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570598C1 (en) * 2014-07-24 2015-12-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Method for compensation of surface impedance inhomogeneities
CN112798876A (en) * 2021-03-22 2021-05-14 上海莱天通信技术有限公司 Antenna near field measurement method and device by utilizing interpolation algorithm

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
REUSTER D.D., CYBERT K.J. A High-Efficiency Broadband HF Wire - Antenna System. IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2000, v.42, p.53-61. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570598C1 (en) * 2014-07-24 2015-12-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Method for compensation of surface impedance inhomogeneities
CN112798876A (en) * 2021-03-22 2021-05-14 上海莱天通信技术有限公司 Antenna near field measurement method and device by utilizing interpolation algorithm
CN112798876B (en) * 2021-03-22 2021-06-22 上海莱天通信技术有限公司 Antenna near field measurement method and device by utilizing interpolation algorithm

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3896380A (en) Radiating line transmission system
US6771931B2 (en) Method and an apparatus for passive interference cancellation
US7091921B2 (en) Traveling-wave combining array antenna apparatus
US2531447A (en) Hybrid channel-branching microwave filter
ATE266263T1 (en) GLASS ANTENNA SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS
RU2315401C1 (en) High-voltage transceiving antenna combination
US2784381A (en) Hybrid ring coupling arrangements
KR20080035555A (en) Electro-polarization and it's application
RU2262783C1 (en) High-frequency transceiving antenna system
CN113097722B (en) Common-caliber double-frequency transmission line capable of working in microwave/millimeter wave frequency band
US8803629B2 (en) Electromagnetic coupler and information communication device including same
US3646589A (en) Multimode tracking system utilizing a circular waveguide having slots angularly oriented with respect to the waveguide axis
US3419826A (en) Microwave slip ring
KR20150128325A (en) Directional Coupler Having valiable Directors
CN209448027U (en) Antenna and communication apparatus
WO2022141307A1 (en) Base station antenna
RU2655751C1 (en) Stub antenna
RU2134923C1 (en) Coaxial dipole and cophasal antenna array built up of coaxial dipoles
US1952411A (en) Transmission network
JPS63290416A (en) Radio communication system using multi-conductor twisted type leakage cable
RU66613U1 (en) BROADBAND ANTENNA SYSTEM FOR WORK IN THE DECAM RANGE
US1602086A (en) Radio receiving system
RU2663548C1 (en) Symmetric vibrator
RU2392705C1 (en) Travelling wave antenna
RU2066080C1 (en) Double-frequency antenna

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060506

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060506

RZ4A Other changes in the information about an invention