RU2356143C1 - Double-polarisation antenna - Google Patents
Double-polarisation antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356143C1 RU2356143C1 RU2008110678/09A RU2008110678A RU2356143C1 RU 2356143 C1 RU2356143 C1 RU 2356143C1 RU 2008110678/09 A RU2008110678/09 A RU 2008110678/09A RU 2008110678 A RU2008110678 A RU 2008110678A RU 2356143 C1 RU2356143 C1 RU 2356143C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- antenna
- bridge
- vibrator
- antiphase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования, в частности, в качестве приемной или передающей антенны для радиосвязи на коротких волнах.The invention relates to radio engineering and is intended for use, in particular, as a receiving or transmitting antenna for short-wave radio communications.
Известна двухполяризационная антенна, содержащая вертикальный штырь и горизонтальную рамку, выполненную печатным способом [1].Known bipolarisation antenna containing a vertical pin and a horizontal frame made by the printed method [1].
Эта антенна предназначена для работы в полосе частот 920-960 МГц, а в коротковолновом диапазоне (3-30 МГц) практически не реализуема.This antenna is designed to operate in the frequency band 920-960 MHz, and in the short-wave range (3-30 MHz) is practically not feasible.
Известна антенна, создающая линейную поляризацию произвольного направления с возможностью плавной регулировки этого направления. Эта антенна содержит зеркальные антенны, установленные на поворотной платформе, и предназначена для наземных станций спутниковой связи [2].A known antenna that creates a linear polarization of an arbitrary direction with the possibility of smooth adjustment of this direction. This antenna contains a mirror antennas mounted on a turntable, and is intended for satellite ground stations [2].
Данная антенна работает в полосе частот 4-6 ГГц, и в коротковолновом диапазоне также практически не реализуема, поскольку ее размеры при соответствующих длинах волн были бы чрезвычайно большими.This antenna operates in the 4-6 GHz frequency band, and in the short-wave range is also practically not feasible, since its size at the corresponding wavelengths would be extremely large.
Известна двухполяризационная антенна, содержащая вибратор с вертикальной частью, концы которого изогнуты в виде горизонтальных незамкнутых колец, имеющих разные направления вращения [3].Known bipolarization antenna containing a vibrator with a vertical part, the ends of which are curved in the form of horizontal open rings having different directions of rotation [3].
Эта антенна предназначена для работы в относительно узких частотных диапазонах, выделенных для УКВ ЧМ радиовещания, а для работы в широком диапазоне частот, требующемся для радиосвязи на коротких волнах, она не может быть использована.This antenna is designed to operate in the relatively narrow frequency ranges allocated for VHF FM broadcasting, and for operation in the wide frequency range required for short-wave radio communications, it cannot be used.
Известна двухполяризационная антенная система коротковолнового диапазона, содержащая горизонтальный вибратор и синфазно-противофазный мост, выполненный в виде дифференциального трансформатора [4]. Недостатком этой антенной системы является сложность конструкции антенного полотна, в которую входят объемный вертикальный несимметричный вибратор и четвертьволновый коаксиальный стакан.Known bipolar antenna system of the short wavelength range, containing a horizontal vibrator and an in-phase antiphase bridge, made in the form of a differential transformer [4]. The disadvantage of this antenna system is the complexity of the antenna sheet design, which includes a volumetric vertical asymmetric vibrator and a quarter-wave coaxial cup.
Известна двухполяризационная антенна, содержащая горизонтальный симметричный вибратор, выполненный в виде системы расходящихся проводников, синфазно-противофазный мост, выходы которого подключены к плечам горизонтального симметричного вибратора, и трансформатор [5] (прототип). Синфазно-противофазный мост в прототипе выполнен в виде дифференциального трансформатора.Known bipolarization antenna containing a horizontal symmetric vibrator made in the form of a system of divergent conductors, an in-phase antiphase bridge, the outputs of which are connected to the shoulders of a horizontal symmetric vibrator, and a transformer [5] (prototype). The in-phase bridge in the prototype is made in the form of a differential transformer.
Эта двухполяризационная антенна предназначена и может успешно применяться в коротковолновом диапазоне. Однако входящий в ее состав вертикальный несимметричный вибратор усложняет и утяжеляет полотно антенны и, кроме того, ухудшает условия излучения для симметричного вибратора, т.к. наклонные провода несимметричного вибратора находятся в поле симметричного вибратора.This bipolarisation antenna is designed and can be used successfully in the short wavelength range. However, the vertical asymmetric vibrator included in its composition complicates and aggravates the antenna sheet and, in addition, worsens the radiation conditions for a symmetric vibrator, because the inclined wires of the unbalanced vibrator are in the field of the symmetric vibrator.
Предлагаемым изобретением решается задача устранения вертикального вибратора и его влияния на излучение горизонтального вибратора.The present invention solves the problem of eliminating the vertical vibrator and its effect on the radiation of the horizontal vibrator.
Для достижения этого технического результата в известную двухполяризационную антенну, содержащую горизонтальный симметричный вибратор, выполненный в виде системы расходящихся проводников, синфазно-противофазный мост, выходы которого подключены к плечам горизонтального симметричного вибратора, и трансформатор, введены дополнительно два синфазно-противофазных моста, а проводники каждого из плеч симметричного горизонтального вибратора расположены в вертикальной плоскости и разделены на верхнюю и нижнюю группы, к которым подключены выходы введенных дополнительно синфазно-противофазных мостов, синфазные входы которых подключены к выходам первого синфазно-противофазного моста, а противофазные входы - к выходу трансформатора.To achieve this technical result, a well-known bipolar antenna containing a horizontal symmetric vibrator made in the form of a system of divergent conductors, an in-phase antiphase bridge, the outputs of which are connected to the shoulders of a horizontal symmetric vibrator, and a transformer, two additional in-phase antiphase bridges are introduced, and the conductors of each of the shoulders of a symmetrical horizontal vibrator are located in a vertical plane and are divided into upper and lower groups, to which are connected the outputs of the additional in-phase-antiphase bridges introduced, the in-phase inputs of which are connected to the outputs of the first in-phase-antiphase bridge, and the antiphase inputs are connected to the output of the transformer.
В предпочтительном варианте выполнения двухполяризационной антенны для улучшения согласования с фидером расстояния по вертикали между концами нижнего и верхнего проводников в каждой группе равны друг другу и равны расстоянию по вертикали между концами верхнего проводника нижней группы и нижнего проводника верхней группы.In a preferred embodiment of the bipolarisation antenna, to improve matching with the feeder, the vertical distances between the ends of the lower and upper conductors in each group are equal to each other and equal to the vertical distance between the ends of the upper conductor of the lower group and the lower conductor of the upper group.
На чертеже представлена предлагаемая двухполяризационная антенна, вид сбоку.The drawing shows the proposed bipolarization antenna, side view.
Двухполяризационная антенна содержит горизонтальный симметричный вибратор, выполненный в виде системы расходящихся проводников, которые расположены в вертикальной плоскости и разделены на верхние 1 и 3 и нижние 2 и 4 группы. Двухполяризационная антенна содержит также второй синфазно-противофазный мост 5, третий синфазно-противофазных мост 6, первый синфазно-противофазный мост 7, трансформатор 8 и балластную нагрузку 9. Выходы моста 7 подключены к плечам горизонтального симметричного вибратора посредством мостов 5 и 6. К синфазному входу моста 7 (синфазные входы мостов отмечены знаком "+", а противофазные - знаком "-") подключена балластная нагрузка 9. Выходы моста 7 подключены к синфазным входам мостов 5 и 6, а выход трансформатора - к противофазным входам мостов 5 и 6. Выходы моста 5 соединены с верхней группой 1 и нижней группой 2 проводников левого (по чертежу) плеча симметричного вибратора, а выходы моста 6 соединены с верхней группой 3 и нижней группой 4 проводников правого плеча симметричного вибратора. Синфазно-противофазные мосты в приемном варианте или в передающем варианте при малой мощности передатчика могут быть выполнены, например, в виде дифференциального трансформатора, как в прототипе; при большой мощности они могут быть выполнены, например, с использованием квадратурного направленного ответвителя и фазовращателя на 90 градусов. На чертеже показано, что каждая группа состоит из четырех проводов, однако их может быть любое число. При большем числе проводов улучшается согласование и расширяется частотный диапазон, при меньшем - облегчается полотно антенны. При одном проводе в каждой группе общее число проводов получается вдвое меньше, чем минимальное число проводов в прототипе - четыре вместо восьми.The bipolarization antenna contains a horizontal symmetric vibrator made in the form of a system of divergent conductors that are located in a vertical plane and are divided into upper 1 and 3 and lower 2 and 4 groups. The bipolarization antenna also contains a second in-phase antiphase bridge 5, a third in-phase antiphase bridge 6, a first in-phase antiphase bridge 7, a transformer 8 and a ballast load 9. The outputs of the bridge 7 are connected to the shoulders of a horizontal symmetric vibrator via bridges 5 and 6. To the in-phase input bridge 7 (common-mode inputs of the bridges are marked with a “+” sign, and antiphase inputs with a “-” sign) a ballast load is connected 9. The outputs of bridge 7 are connected to the common-mode inputs of bridges 5 and 6, and the transformer output is connected to the out-of-phase inputs of bridges 5 and 6. B moves the bridge 5 are connected to the upper and lower group 1 group 2 of conductors of the left (in the drawing) arm dipole antenna 6 and the outputs of the bridge are connected to the upper and the lower group 3 group 4 conductors right shoulder dipole. In-phase bridges in the receiving version or in the transmitting version with a low transmitter power can be performed, for example, in the form of a differential transformer, as in the prototype; at high power, they can be performed, for example, using a quadrature directional coupler and phase shifter 90 degrees. The drawing shows that each group consists of four wires, but there can be any number of them. With a larger number of wires, matching is improved and the frequency range is expanded, with a smaller number of wires, the antenna sheet is facilitated. With one wire in each group, the total number of wires is half that of the minimum number of wires in the prototype — four instead of eight.
В предпочтительном варианте выполнения двухполяризационной антенны расстояния а по вертикали между концами нижнего и верхнего проводников в каждой верхней группе равны соответствующим расстояниям b в каждой нижней группе и равны расстоянию с по вертикали между концами верхнего проводника нижней группы и нижнего проводника верхней группы: а=b=с.In a preferred embodiment of the bipolar antenna, the vertical distances a between the ends of the lower and upper conductors in each upper group are equal to the corresponding distances b in each lower group and equal to the vertical distance c between the ends of the upper conductor of the lower group and the lower conductor of the upper group: a = b = from.
Двухполяризационная антенна работает следующим образом. При подаче высокочастотного сигнала на вход, обозначенный на чертеже "горизонтальная поляризация", этот сигнал попадает на противофазный вход первого синфазно-противофазного моста 7, на выходах которого создаются равные по величине и противоположные по фазе высокочастотные сигналы. Эти высокочастотные сигналы поступают на синфазные входы синфазно-противофазных мостов 5 и 6, на выходах каждого из которых создаются равноамплитудные и синфазные сигналы: на выходах моста 5 - одной фазы, на выходах моста 6 - противоположной фазы. Поскольку на левое (по чертежу) плечо симметричного горизонтального вибратора, образованное группами проводов 1 и 2, и на аналогичное правое плечо, образованное группами 3 и 4, подаются равные по амплитуде и противоположные по фазе сигналы, то излучается горизонтально поляризованная волна. При подаче высокочастотного сигнала на вход, обозначенный на чертеже "вертикальная поляризация", этот сигнал попадает на трансформатор 8, служащий для согласования сопротивлений, а с выхода трансформатора - на противофазные входы мостов 5 и 6. С выходов моста 5 одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе сигналы поступают на группы проводов 1 и 2. Аналогично с выходов моста 6 такие же сигналы поступают на группы проводов 3 и 4. В результате группы проводов 1 и 3 возбуждены синфазно; группы 2 и 4 также возбуждены синфазно, но противоположно по фазе относительно групп 1 и 3. Таким образом, получается симметричный вертикальный вибратор, верхнее плечо которого образовано группами проводов 1 и 3, а нижний - группами 2 и 4, который излучает вертикально поляризованную волну.Bipolar antenna works as follows. When applying a high-frequency signal to the input, indicated in the drawing "horizontal polarization", this signal goes to the antiphase input of the first in-phase antiphase bridge 7, the outputs of which create equal in magnitude and opposite in phase high-frequency signals. These high-frequency signals are fed to the common-mode inputs of the in-phase antiphase bridges 5 and 6, at the outputs of each of which equal-amplitude and common-mode signals are generated: at the outputs of bridge 5 - one phase, at the outputs of bridge 6 - the opposite phase. Since the left (according to the drawing) shoulder of a symmetrical horizontal vibrator formed by groups of wires 1 and 2, and the same right shoulder formed by groups 3 and 4 are supplied with equal amplitude and phase opposite signals, a horizontally polarized wave is emitted. When a high-frequency signal is applied to the input labeled “vertical polarization” in the drawing, this signal goes to transformer 8, which serves to coordinate the resistances, and from the transformer output to the antiphase inputs of bridges 5 and 6. From the outputs of bridge 5 are the same in amplitude but opposite in phase, the signals go to wire groups 1 and 2. Similarly, from the outputs of the bridge 6, the same signals go to wire groups 3 and 4. As a result, wire groups 1 and 3 are excited in phase; Groups 2 and 4 are also excited in phase, but opposite in phase with respect to groups 1 and 3. Thus, a symmetrical vertical vibrator is obtained, the upper arm of which is formed by wire groups 1 and 3, and the lower arm - by groups 2 and 4, which emits a vertically polarized wave.
При подаче на входы двухполяризационной антенны двух высокочастотных сигналов излучаются одновременно волны горизонтальной и вертикальной поляризации.When two high-frequency signals are applied to the inputs of a bipolarization antenna, waves of horizontal and vertical polarization are simultaneously emitted.
В приемном варианте двухполяризационная антенна работает аналогично, поскольку не содержит невзаимных элементов.In the receiving version, the bipolarization antenna works similarly, since it does not contain nonreciprocal elements.
В предпочтительном варианте выполнения двухполяризационной антенны при а=b=с конфигурация проводов для вертикальной поляризации близка к самодополнительной, которая, как известно [6], является наилучшей по ширине полосы частот по согласованию.In a preferred embodiment of a bipolarization antenna with a = b = c, the configuration of the wires for vertical polarization is close to self-complementary, which, as is known [6], is the best in frequency bandwidth by agreement.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №5426439, МПК6 H01Q 21/24.1. US patent No. 54426439, IPC 6 H01Q 21/24.
2. Патент США №6300900, МПК7 H01Q 21/24.2. US patent No. 6300900, IPC 7 H01Q 21/24.
3. Патент РФ №2151455, МПК7 H01Q 9/16.3. RF patent No. 2151455, IPC 7 H01Q 9/16.
4. Авторское свидетельство СССР №1568123, МПК H01Q 9/34.4. Copyright certificate of the USSR No. 1568123, IPC H01Q 9/34.
5. Патент РФ №2066906, МПК6 H01Q 21/24.5. RF patent No. 2066906, IPC 6 H01Q 21/24.
6. Коротковолновые антенны. / Г.З.Айзенберг, С.П.Белоусов, Э.М.Журбенко и др.; Под ред. Г.З.Айзенберга. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 536 с.6. Shortwave antennas. / G.Z. Aizenberg, S.P. Belousov, E.M. Zhurbenko, and others; Ed. G.Z. Eisenberg. - Ed. 2nd, rev. and add. - M .: Radio and communications, 1985 .-- 536 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110678/09A RU2356143C1 (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Double-polarisation antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008110678/09A RU2356143C1 (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Double-polarisation antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2356143C1 true RU2356143C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008110678/09A RU2356143C1 (en) | 2008-03-19 | 2008-03-19 | Double-polarisation antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2356143C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557478C2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-07-20 | Олег Николаевич Маслов | Broadband two-polarisation antenna |
RU222155U1 (en) * | 2023-07-26 | 2023-12-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Витрулюкс" | DUAL POLARIZATION ANTENNA ELEMENT |
-
2008
- 2008-03-19 RU RU2008110678/09A patent/RU2356143C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557478C2 (en) * | 2013-12-11 | 2015-07-20 | Олег Николаевич Маслов | Broadband two-polarisation antenna |
RU222155U1 (en) * | 2023-07-26 | 2023-12-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Витрулюкс" | DUAL POLARIZATION ANTENNA ELEMENT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7936309B2 (en) | Antenna for satellite reception | |
US7724200B2 (en) | Antenna device, array antenna, multi-sector antenna, high-frequency wave transceiver | |
Luo et al. | Oriental crown-shaped differentially fed dual-polarized multidipole antenna | |
US7209089B2 (en) | Broadband electric-magnetic antenna apparatus and method | |
US20100253587A1 (en) | Antenna for reception of satellite radio signals emitted circularly, in a direction of rotation of the polarization | |
JP2019050521A (en) | Antenna apparatus, wireless communication apparatus, and signal transmission method | |
US9876277B2 (en) | Omni directional circularly-polarized antenna | |
TW201131893A (en) | Active butler and blass matrices | |
US20180109404A1 (en) | Wireless Transceiver for Transmitting Circularly-Polarized Signals with Modulated Angular Speed | |
KR20080071991A (en) | Antenna arrays with dual circular polarization | |
US8462065B2 (en) | Antenna apparatus and communication apparatus | |
CN104821427B (en) | INDIRECT COUPLING antenna element | |
JP3302669B2 (en) | Dual-polarization antenna device | |
JP7006961B2 (en) | Wireless communication device and antenna device | |
CN105990670A (en) | Circularly polarized antenna and communication apparatus | |
US2660674A (en) | Slotted antenna system | |
RU2356143C1 (en) | Double-polarisation antenna | |
CN110176668A (en) | Antenna element and electronic equipment | |
CN111478025A (en) | Broadband beam scanning patch antenna | |
JP2014093767A (en) | Orthogonal polarization sharing and polarization surface variable antenna | |
US6211751B1 (en) | Microstrip broadband balun with four ground plates | |
CN209658400U (en) | Broadband radiating unit and antenna for base station | |
Yadav et al. | Design constrains in three configurations of UCAs for distortion free orbital angular momentum modes generation | |
RU2236733C2 (en) | Turnstile antenna | |
JP2002151948A (en) | Broadband omnidirectional circularly polarized wave antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20101110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200320 |