RU2448395C1 - Conical asymmetric vibrator - Google Patents
Conical asymmetric vibrator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448395C1 RU2448395C1 RU2010152663/07A RU2010152663A RU2448395C1 RU 2448395 C1 RU2448395 C1 RU 2448395C1 RU 2010152663/07 A RU2010152663/07 A RU 2010152663/07A RU 2010152663 A RU2010152663 A RU 2010152663A RU 2448395 C1 RU2448395 C1 RU 2448395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hmv
- height
- metal cone
- amc
- hollow metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике и, в частности, конический несимметричный вибратор (КНВ) может быть использован в качестве приемной и/или передающей ультракоротковолновой (УКВ) антенны совместно с широкодиапазонными УКВ-радиостанциями.The invention relates to radio engineering, namely to antenna technology and, in particular, a conical asymmetric vibrator (KNV) can be used as a receiving and / or transmitting ultra-short-wave (VHF) antenna in conjunction with wide-band VHF radio stations.
Известны конические вибраторы, описанные в книге «Антенны УКВ» под ред. Г.З.Айзенберга, Ч.1. М., «Связь», 1977, стр.180-182.Known conical vibrators described in the book "VHF Antennas", ed. G.Z. Eisenberg,
Известные аналоги выполнены в виде металлического конуса над проводящей поверхностью и обращенного к ней своей вершиной. Вершина металлического конуса подключена к центральному проводнику коаксиального фидера, экранная оболочка которого подключена к проводящей поверхности.Known analogues are made in the form of a metal cone over a conductive surface and facing its top. The top of the metal cone is connected to the central conductor of the coaxial feeder, the screen shell of which is connected to the conductive surface.
Однако указанная антенна имеет относительно большие электрические размеры при заданном рабочем диапазоне волн, т.е. большое соотношение физической высоты конуса Н к наибольшей длине волны λmax в заданном диапазоне волн.However, this antenna has relatively large electrical dimensions for a given operating wavelength range, i.e. a large ratio of the physical height of the cone H to the largest wavelength λ max in a given wavelength range.
Известна также слабонаправленная широкополосная антенна по патенту РФ №2207673, опубликованная 27.06.2003, состоящая из полого металлического конуса и расположенного над его вершиной, ортогонально его оси металлического проводника в форме металлического кольца, в плоскости которого расположена металлическая спираль. Внешний конец спирали электрически соединен с металлическим кольцом, а к центру спирали прикреплен центральный проводник коаксиального фидера, установленного в полости металлического конуса. Внешний проводник коаксиального фидера подключен к вершине полого металлического конуса.Also known is a weakly directed broadband antenna according to RF patent No. 2207673, published on June 27, 2003, consisting of a hollow metal cone and located above its apex, orthogonal to its axis of the metal conductor in the form of a metal ring, in the plane of which there is a metal spiral. The outer end of the spiral is electrically connected to the metal ring, and the center conductor of the coaxial feeder mounted in the cavity of the metal cone is attached to the center of the spiral. The outer conductor of the coaxial feeder is connected to the top of the hollow metal cone.
Однако данная антенна также имеет относительно большие электрические размеры.However, this antenna also has relatively large electrical dimensions.
Наиболее близким аналогом (прототипом) по своей технической сущности и числу существенных признаков к заявленной антенне является конический несимметричный вибратор (КНВ), описанный в книге «Антенны УКВ» под ред. Г.З.Айзенберга, Ч.1. М., «Связь», 1977, стр.183-185.The closest analogue (prototype) in terms of its technical nature and the number of essential features to the claimed antenna is a conical asymmetric vibrator (KNV), described in the book "VHF Antennas" under the editorship of G.Z. Eisenberg,
КНВ - прототип состоит из полого металлического конуса (ПМК) высотой Н с углом при вершине α, установленного вертикально над проводящей поверхностью и обращенным к ней вершиной, дополнительного металлического конуса (ДМК), высотой h и с углом при вершине β. Основания ПМК и ДМК конгруэнтны, обращены друг к другу и электрически соединены. Коаксиальный фидер подключен центральным проводником к вершине ПМК, а экранной оболочкой к проводящей поверхности, над которой он установлен.KNV - the prototype consists of a hollow metal cone (PMC) with a height H with an angle at apex α installed vertically above the conductive surface and its vertex facing it, an additional metal cone (DMC) with a height h and with an angle at apex β. The bases of the PMK and DMK are congruent, facing each other and electrically connected. The coaxial feeder is connected by the central conductor to the top of the PMC, and the screen sheath to the conductive surface above which it is mounted.
Однако ближайший аналог имеет недостаток - относительно большие электрические размеры при заданном значении максимальной длины рабочей волны λmax, при которой достигается требуемый уровень согласования антенны по сопротивлению.However, the closest analogue has a drawback - relatively large electrical dimensions for a given value of the maximum working wavelength λ max at which the required level of antenna matching in resistance is achieved.
Целью изобретения является разработка конического несимметричного вибратора, обладающего меньшими электрическими размерами, т.е. меньшим соотношением при одновременном обеспечении требуемого качества согласования.The aim of the invention is to develop a conical asymmetric vibrator having smaller electrical dimensions, i.e. lower ratio while ensuring the required quality of coordination.
Поставленная цель достигается тем, что в известном КНВ, состоящем из ПМК высотой Н и с углом α при вершине, установленного вертикально над проводящей поверхностью и обращенного к ней вершиной, ДМК высотой h и с углом при вершине β, установленного соосно с ПМК, и коаксиального фидера, центральный проводник которого подключен к вершине ПМК, а внешний проводник - к проводящей поверхности, ДМК установлен внутри ПМК. Вершина ДМК совпадает с плоскостью раскрыва ПМК. Основание ДМК электрически соединено с внутренней поверхностью ПМК.This goal is achieved by the fact that in the known quantum fuzzy conductor, consisting of a PMC with a height H and an angle α at a vertex mounted vertically above the conductive surface and facing a vertex, a DMC of height h and an angle at apex β, mounted coaxially with the PMC, and coaxial feeder, the central conductor of which is connected to the top of the PMC, and the external conductor is connected to the conductive surface, the PMC is installed inside the PMC. The top of the DMK coincides with the aperture plane of the PMC. The base of the DMK is electrically connected to the inner surface of the PMK.
Высота Н ПМК выбрана из условия Н≥0.3λmax. Углы α при вершине ПМК и β при вершине ДМК выбраны в интервалах: α=45°-60°; β=45°-60°; соотношение высот h ДМК и Н ПМК выбрано в интервале The height H of the PMC is selected from the condition H≥0.3λ max . The angles α at the apex of the PMC and β at the apex of the DMC are selected in the intervals: α = 45 ° -60 °; β = 45 ° -60 °; the ratio of heights h DMK and N PMK is selected in the range
Благодаря новой совокупности существенных признаков обеспечивается увеличение пути тока проводимости по коническим поверхностям, что эквивалентно удлинению конического вибратора и, следовательно, увеличению его электрического размера без увеличения физической высоты вибратора. Заявленный КНВ поясняется чертежами, на которых показано:Thanks to the new set of essential features, an increase in the conduction current path along conical surfaces is provided, which is equivalent to an extension of the conical vibrator and, consequently, an increase in its electric size without increasing the physical height of the vibrator. The declared KNV is illustrated by drawings, which show:
на фиг.1 - общий вид конического несимметричного вибратора;figure 1 is a General view of a conical asymmetric vibrator;
на фиг.2 - рисунок, поясняющий принцип работы конического несимметричного вибратора;figure 2 is a drawing explaining the principle of operation of a conical asymmetric vibrator;
на фиг.3 - рисунок, поясняющий эффект увеличения электрической длины несимметричного вибратора;figure 3 is a drawing explaining the effect of increasing the electric length of the asymmetric vibrator;
на фиг.4 - график зависимости коэффициента стоячей волны от ;figure 4 is a graph of the coefficient of the standing wave from ;
на фиг.5 - диаграмма направленности при figure 5 - radiation pattern with
Заявленный КНВ, показанный на фиг.1, состоит из ПМК 1 высотой Н и с углом α при вершине, ДМК 2 высотой h и с углом β при вершине. ПМК 1 установлен вертикально над проводящей поверхностью (ПП) 3 и обращен к ней вершиной. Коаксиальный фидер 4 подключен центральным проводником к вершине ПМК (точка «а»), а внешним проводником к ПП 3 (точка «б»). ДМК 2 установлен внутри ПМК 1 и соосно с ним таким образом, что вершина ДМК 2 совмещена с плоскостью раскрыва ПМК 1, а основание ДМК 2 по всему периметру электрически соединено с внутренней поверхностью ПМК 1.The declared KNV, shown in figure 1, consists of a
Заявленный КНВ работает следующим образом. При подаче возбуждающей ЭДС по коаксиальному фидеру к точкам «а»-«б» высокочастотный (в.ч.) ток проводимости протекает от точки «а» по внешней поверхности ПМК 1, далее по его внутренней поверхности до электрического соединения основания ДМК 2 с внутренней поверхностью ПМК 1 (см. фиг.2). Далее в.ч. ток протекает по поверхности ДМК 2 до его вершины, после чего переходит в ток смещения и замыкается через ток проводимости ПП 3 на точку «б» подключения внешнего проводника коаксиального фидера 4. При этом путь тока проводимости увеличивается без увеличения электрической высоты ПМК 1, определяющего предельную физическую высоту Н КНВ.The declared KNV works as follows. When the exciting EMF is fed through the coaxial feeder to points “a” - “b”, a high-frequency (including) conduction current flows from point “a” along the outer surface of
Аналогичный физический процесс реализуется в электрически коротких вибраторах с верхней емкостной нагрузкой, в которой путь тока проводимости увеличивается подключением горизонтальных или наклонных проводников к их вершине, например, в Г-образных, Т-образных, зонтичных и т.п. вибраторах. Увеличение длины пути тока проводимости снижает реактивную составляющую входного сопротивления электрически короткого вибратора, что эквивалентно некоторому увеличению его действующей высоты hд=h+hэ (см. фиг.3). В заявленном КНВ это же увеличение его электрической высоты реализуется без увеличения его габаритов, как по высоте, так и по ширине. Соотношения физических размеров элементов конструкции заявленного КНВ и их параметров Н, h, α, β, при которых достигается указанный технический результат, были определены экспериментально и составили: Н≥0,3λmax; ; α=45°-60°; β=45°-60°.A similar physical process is realized in electrically short vibrators with an upper capacitive load, in which the path of the conductivity current is increased by connecting horizontal or inclined conductors to their top, for example, in L-shaped, T-shaped, umbrella, etc. vibrators. The increase in the path length of the conduction current reduces the reactive component of the input resistance of the electrically short vibrator, which is equivalent to a certain increase in its effective height h d = h + h e (see figure 3). In the declared KNV, the same increase in its electric height is realized without increasing its dimensions, both in height and in width. The ratio of the physical dimensions of the structural elements of the declared quantum fuzzy inference and their parameters H, h, α, β, at which the specified technical result is achieved, were determined experimentally and amounted to: H≥0,3λ max ; ; α = 45 ° -60 °; β = 45 ° -60 °.
Проверка возможности достижения ожидаемого результата была выполнена путем сравнительных измерений качества согласования (коэффициента стоячей волны - КСВ) и формы диаграммы направленности (Д.Н.) заявленного КНВ и прототипа при следующих условиях.Verification of the possibility of achieving the expected result was carried out by comparative measurements of the quality of coordination (standing wave coefficient - SWR) and the shape of the radiation pattern (D.N.) of the declared quantum fuzzy wave and the prototype under the following conditions.
Для заявленной антенны: λmax=0,25 м, волновое сопротивление коаксиального фидера ρф=50 Ом, Н=0,093 м, h=0,026 м, α=47°, β=60°.For the claimed antenna: λ max = 0.25 m, the wave resistance of the coaxial feeder ρ f = 50 Ohm, N = 0.093 m, h = 0.026 m, α = 47 °, β = 60 °.
Для прототипа λmax=0,25 м, ρф=50 Ом, Н=0,075 м, β=0,018 м, α=47°, β=90°.For the prototype λ max = 0.25 m, ρ f = 50 Ohm, N = 0.075 m, β = 0.018 m, α = 47 °, β = 90 °.
Результаты измерений, приведенные на фиг.4 (КСВ) и фиг.5 (ДН), дают основания для следующих выводов.The measurement results shown in figure 4 (SWR) and figure 5 (NAM), give grounds for the following conclusions.
При равных максимальных физических размерах по высоте у заявленного КНВ Н=0,093 м и у прототипа H+h=0,093 м уровень КСВ≤2 обеспечивается у заявленной антенны, начиная с электрической высоты у прототипа с электрической высоты .With equal maximum physical dimensions in height for the declared HFV H = 0.093 m and for the prototype H + h = 0.093 m, the level of SWR ≤2 is provided for the declared antenna, starting from the electric height prototype from electric height .
Следовательно, в заявленном КНВ достигается снижение электрических размеров в 1,51 раза. Снижение электрических размеров и возможность формирования неискаженной формы ДН (см. фиг.5) указывает, что благодаря новой совокупности существенных признаков заявленного КНВ при его использовании достигается указанный выше технический результат.Therefore, in the inventive CVD, a reduction in electrical dimensions of 1.51 times is achieved. The reduction in electrical dimensions and the possibility of forming an undistorted shape of the beam (see Fig. 5) indicates that due to the new combination of essential features of the declared quantum fuzzy inference when using it, the above technical result is achieved.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152663/07A RU2448395C1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Conical asymmetric vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152663/07A RU2448395C1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Conical asymmetric vibrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2448395C1 true RU2448395C1 (en) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152663/07A RU2448395C1 (en) | 2010-12-22 | 2010-12-22 | Conical asymmetric vibrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448395C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533867C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Compact wide range conical asymmetric vibrator |
RU2535177C1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-12-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Conical ultra-short wave antenna |
RU2535178C1 (en) * | 2013-07-05 | 2014-12-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Nondirectional broadband antenna |
RU2538909C1 (en) * | 2013-07-05 | 2015-01-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Ultra-short wave band dipole |
RU2634085C2 (en) * | 2014-12-25 | 2017-10-23 | Роман Юрьевич Бородулин | Composite conical asymmetric vibrator |
RU2646534C1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-03-05 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Broadband antenna of very high frequency band |
CN107895840A (en) * | 2017-11-03 | 2018-04-10 | 西安科技大学 | A kind of parabola cone ultra-wideband antenna of edge feed |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3987456A (en) * | 1974-08-01 | 1976-10-19 | Lignes Telegraphiques Et Telephoniques | Wide relative frequency band and reduced size-to-wavelength ratio antenna |
WO2001022528A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Fractus, S.A. | Multilevel antennae |
RU2206156C1 (en) * | 2002-01-03 | 2003-06-10 | Орлов Александр Борисович | Dipole antenna |
RU2207673C2 (en) * | 2001-08-06 | 2003-06-27 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро связи" | Near-omnidirectional broadband antenna |
RU2313163C1 (en) * | 2006-04-17 | 2007-12-20 | Минобороны России Федеральное Государственное Унитарное Предприятие 18 Центральный Научно-Исследовательский Институт | Monopole antenna |
RU86355U1 (en) * | 2009-02-17 | 2009-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ВТФ-Плюс" | BROADBAND COAXIAL ANTENNA |
-
2010
- 2010-12-22 RU RU2010152663/07A patent/RU2448395C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3987456A (en) * | 1974-08-01 | 1976-10-19 | Lignes Telegraphiques Et Telephoniques | Wide relative frequency band and reduced size-to-wavelength ratio antenna |
WO2001022528A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | Fractus, S.A. | Multilevel antennae |
RU2207673C2 (en) * | 2001-08-06 | 2003-06-27 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро связи" | Near-omnidirectional broadband antenna |
RU2206156C1 (en) * | 2002-01-03 | 2003-06-10 | Орлов Александр Борисович | Dipole antenna |
RU2313163C1 (en) * | 2006-04-17 | 2007-12-20 | Минобороны России Федеральное Государственное Унитарное Предприятие 18 Центральный Научно-Исследовательский Институт | Monopole antenna |
RU86355U1 (en) * | 2009-02-17 | 2009-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ВТФ-Плюс" | BROADBAND COAXIAL ANTENNA |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Антенны УКВ. /Под редакцией Айзенберга Г.З., 4.1. - М.: Связь, 1977, с.180-182. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2533867C1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-11-20 | Открытое акционерное общество "Особое конструкторское бюро Московского энергетического института" | Compact wide range conical asymmetric vibrator |
RU2535178C1 (en) * | 2013-07-05 | 2014-12-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Nondirectional broadband antenna |
RU2538909C1 (en) * | 2013-07-05 | 2015-01-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Ultra-short wave band dipole |
RU2535177C1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-12-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ СВЯЗИ имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Conical ultra-short wave antenna |
RU2634085C2 (en) * | 2014-12-25 | 2017-10-23 | Роман Юрьевич Бородулин | Composite conical asymmetric vibrator |
RU2646534C1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-03-05 | федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Broadband antenna of very high frequency band |
CN107895840A (en) * | 2017-11-03 | 2018-04-10 | 西安科技大学 | A kind of parabola cone ultra-wideband antenna of edge feed |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2448395C1 (en) | Conical asymmetric vibrator | |
Zhang et al. | Sleeve monopole antenna for DVB-H applications | |
JP5063813B2 (en) | Broadband terminated discone antenna and related methods | |
JP2011521597A (en) | Folded conical antenna and related method | |
Jazi et al. | Design and implementation of an ultrawideband hybrid skirt monopole dielectric resonator antenna | |
Munir et al. | Design and characterization of PLA-based wideband 3D-printed discone antenna | |
RU2535178C1 (en) | Nondirectional broadband antenna | |
RU2538909C1 (en) | Ultra-short wave band dipole | |
RU2313163C1 (en) | Monopole antenna | |
RU71821U1 (en) | DIRECTED ANTENNA | |
RU2634085C2 (en) | Composite conical asymmetric vibrator | |
RU2589774C2 (en) | Annular slit antenna | |
RU2646534C1 (en) | Broadband antenna of very high frequency band | |
US6842156B2 (en) | Electromagnetic susceptibility testing apparatus | |
RU2654903C1 (en) | Annular slit antenna | |
RU2535177C1 (en) | Conical ultra-short wave antenna | |
RU2680110C1 (en) | Elliptical polarization antenna | |
Yang et al. | Design of a novel ultrawideband wire antenna with enhanced bandwidth | |
US9647326B1 (en) | High-efficiency broadband antenna | |
RU2356140C1 (en) | Log-periodic vibrator antenna | |
RU2247449C2 (en) | Combined antenna | |
Guha et al. | Monopole-type dielectric resonator antenna with improved bandwidth characteristics | |
Palud et al. | Compact multi-octave conical antenna | |
Petrov et al. | Superdirective Antennas of Coupled Helical Elements | |
RU2289180C2 (en) | Broadband vertical radiator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121223 |