RU2465696C1 - High bandpass response shortened horizontal dipole - Google Patents

High bandpass response shortened horizontal dipole Download PDF

Info

Publication number
RU2465696C1
RU2465696C1 RU2011137697/07A RU2011137697A RU2465696C1 RU 2465696 C1 RU2465696 C1 RU 2465696C1 RU 2011137697/07 A RU2011137697/07 A RU 2011137697/07A RU 2011137697 A RU2011137697 A RU 2011137697A RU 2465696 C1 RU2465696 C1 RU 2465696C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biconical
vibrator
shoulders
antenna
figures
Prior art date
Application number
RU2011137697/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Милкин (RU)
Владимир Иванович Милкин
Николай Васильевич Калитенков (RU)
Николай Васильевич Калитенков
Вадим Львович Соколов (RU)
Вадим Львович Соколов
Екатерина Вадимовна Соколова (RU)
Екатерина Вадимовна Соколова
Алексей Валентинович Гурин (RU)
Алексей Валентинович Гурин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ")
Priority to RU2011137697/07A priority Critical patent/RU2465696C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465696C1 publication Critical patent/RU2465696C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: dipole has symmetrically lying arms. Conductors of the arms lie on the edges of biconical figures. Each arm consists of several biconical figures. The biconical figures are connected to each other without forming an electric contact. A biconical figure is formed by rhombus-like sections. The planes of the rhombus-like sections divide circle of the arms into equal arcs.
EFFECT: smaller longitudinal linear dimensions and wider operating bandwidth.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике, преимущественно для работы в широкой полосе частот декаметрового диапазона.The invention relates to antenna technology, mainly for operation in a wide frequency band of the decameter range.

Известны простые вибраторы настроенного типа и, прежде всего, симметричный горизонтальный вибратор (Марков Г.Т. Антенны. - М.: Госэнергоиздат, 1960, стр.451-452), обеспечивающий работу на фиксированных волнах в узком диапазоне частот.Known simple tuners of a tuned type and, above all, a symmetrical horizontal vibrator (Markov G.T. Antennas. - M.: Gosenergoizdat, 1960, pp. 451-452), providing operation on fixed waves in a narrow frequency range.

Недостатками известной антенны являются необходимость изменения размеров антенны с перестройкой частот и ее настройка.The disadvantages of the known antenna are the need to change the size of the antenna with frequency tuning and its tuning.

Известны изогнутые антенны (Гончаренко И.В. Антенны KB и УКВ. Часть 2. Основы и практика. - М.: ИП Радиософт, журнал «Радио», 2005, стр.239-244), обеспечивающие укорочение плеч вибраторов полноразмерных антенн в условиях стесненного пространства.Known curved antennas (Goncharenko IV, KB and VHF antennas. Part 2. Basics and practice. - M .: IP Radiosoft, Radio magazine, 2005, pp. 239-244), providing shortening of the shoulders of vibrators of full-size antennas in conditions cramped space.

Недостатком таких антенн является снижение коэффициента усиления.The disadvantage of such antennas is the reduction in gain.

В свою очередь, для расширения диапазона рабочих частот используются известные логопериодические антенны (Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М., Клигер Г.А., Курашов А.Г. Коротковолновые антенны. Под ред. Айзенберга Г.З. - 2-е переработанное и дополненное издание; М.: Радио и связь, 1985, стр.350-351), обеспечивающие работу в широком диапазоне частот.In turn, well-known log-periodic antennas are used to expand the operating frequency range (Aizenberg G.Z., Belousov S.P., Zhurbenko E.M., Kliger G.A., Kurashov A.G. Short-wave antennas. Edited by Eisenberg GZ - 2nd revised and enlarged edition; M .: Radio and communications, 1985, pp. 350-351), providing work in a wide range of frequencies.

Недостатками известных антенн являются сложность и дороговизна как постройки, так и эксплуатации таких антенн.The disadvantages of the known antennas are the complexity and high cost of both the construction and operation of such antennas.

Известна биромбическая антенна (пат. РФ №2157027, опубл. 27.09.2000) для использования в декаметровом диапазоне волн. Антенна обеспечивает уменьшение занимаемой антенной площади за счет изгиба сходящихся проводов ромбов без контактов в точках пересечения с расхождением далее.Known birombic antenna (US Pat. RF No. 2157027, publ. 09/27/2000) for use in the decameter wavelength range. The antenna provides a reduction in the area occupied by the antenna due to the bending of the converging wires of rhombuses without contacts at the intersection points with a divergence further.

Недостатком такой антенны является при уменьшении линейных размеров вдоль оси антенны увеличенный поперечный размер полотна.The disadvantage of such an antenna is, with a decrease in linear dimensions along the axis of the antenna, the increased transverse dimension of the web.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является вибратор горизонтальный диапазонный под названием диполя Надененко, с условным наименованием - ВГД (Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М., Клигер Г.А., Курашов А.Г. Коротковолновые антенны. Под ред. Айзенберга Г.З. - 2-е переработанное и дополненное издание. - М.: Радио и связь, 1985, стр.179-181). Антенна содержит симметрично расположенные плечи из проводов, расположенных по образующим цилиндров.The closest technical solution adopted for the prototype is a horizontal band vibrator called dipole Nadenenko, with the conditional name - IOP (Aizenberg G.Z., Belousov S.P., Zhurbenko E.M., Kliger G.A., Kurashov A . G. Short-wave antennas. Edited by G. Eisenberg - 2nd revised and supplemented edition. - M .: Radio and communications, 1985, pp. 179-181). The antenna contains symmetrically arranged shoulders of wires located along the generatrix of the cylinders.

Недостатками антенны-прототипа являются ее довольно большие продольные линейные размеры и недостаточно широкая полоса рабочих частот.The disadvantages of the prototype antenna are its rather large longitudinal linear dimensions and not wide enough operating frequency band.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в уменьшении продольных линейных размеров и расширении полосы рабочих частот.The technical result, to which the claimed invention is directed, consists in reducing the longitudinal linear dimensions and expanding the operating frequency band.

Для достижения указанного технического результата в вибраторе горизонтальном укороченном повышенной диапазонности, содержащем симметрично расположенные плечи из проводов, расположенных по образующим объемной геометрической фигуры и подсоединенных к клеммам питания, и соединенных между собой на концах плеч, объемная геометрическая фигура является биконической, причем каждое плечо вибратора состоит из нескольких подобных фигур, расположенных в ряд и смежно относительно друг друга и соединенных между собой без образования электрического контакта. Причем каждая биконическая фигура образована ромбообразными секциями, а плоскости ромбообразных секций делят окружность плеч на равные дуги.To achieve the specified technical result in a horizontal shortened vibrator of increased range containing symmetrically arranged shoulders of wires located along the generatrices of the three-dimensional geometric figure and connected to the power terminals and interconnected at the ends of the shoulders, the three-dimensional geometric figure is biconical, with each vibrator arm consisting of several similar figures arranged in a row and adjacent to each other and interconnected without the formation of an electric one contact. Moreover, each biconical figure is formed by rhomboid sections, and the planes of the rhomboid sections divide the circumference of the shoulders into equal arcs.

В отличие от прототипа с объемным полотном плеч вибратора цилиндрического вида, в предлагаемой антенне плечи вибратора выполнены в виде объемных биконических фигур, подсоединенных смежно в ряд друг к другу, из проводов, соединенных между собой только на клеммах питания и на концах плеч. За счет такого исполнения при сохранении электрической длины вибратора его продольные линейные геометрические размеры сокращены.In contrast to the prototype with a three-dimensional cylindrical arm of the vibrator’s shoulders, in the proposed antenna the vibrator’s shoulders are made in the form of three-dimensional biconical figures connected adjacent to each other in a row, from wires connected only at the power terminals and at the ends of the shoulders. Due to this design, while maintaining the electric length of the vibrator, its longitudinal linear geometric dimensions are reduced.

При сохранении длин проводников в плечах вибратора за счет их зигзагообразного проведения продольные линейные размеры плеч укорачиваются и предлагаемая антенна с такой же окружностью плеч, что и антенна-прототип (ВГД), на 20-30% короче.While maintaining the lengths of the conductors in the shoulders of the vibrator due to their zigzag conduction, the linear linear dimensions of the shoulders are shortened and the proposed antenna with the same shoulder circumference as the prototype antenna (IOP) is 20-30% shorter.

Предлагаемый вибратор иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.The proposed vibrator is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.

На фиг.1 показан схематично вибратор-прототип (ВГД), на фиг.2 - схематичный вид предлагаемого вибратора (ВГУПД), на фиг.3 - диаграммы направленности и электрические параметры вибратора-прототипа, на фиг.4 - диаграммы направленности и электрические параметры предлагаемого вибратора (ВГУПД).Figure 1 shows schematically a prototype vibrator (IOP), figure 2 is a schematic view of the proposed vibrator (VGUPD), figure 3 - radiation patterns and electrical parameters of the prototype vibrator, figure 4 - radiation patterns and electrical parameters proposed vibrator (VGUPD).

ВГУПД содержит полотно из двух плеч 1, каждое из которых состоит из биконических фигур 2 (фиг.2). Каждая биконическая фигура 2 образована ромбообразующими секциями 3, выполненными из проводников 4. Проводники 4 соединены между собой на клеммах 5 питания и концах 6 плеч 1. Причем в местах 7 соединения биконических фигур 2 отсутствует электрический контакт. Для обеспечения сохранения формы плеч 1 вибраторов в подвешенном состоянии используют дополнительные леера 8. Позицией 9 обозначена окружность плеч 1, которая соответствует диаметру окружности основания биконических фигур 2.VGUPD contains a canvas of two shoulders 1, each of which consists of biconical figures 2 (figure 2). Each biconical figure 2 is formed by rhombic forming sections 3 made of conductors 4. The conductors 4 are interconnected at the power terminals 5 and the ends 6 of the arms 1. Moreover, in places 7 of the connection of the biconical figures 2 there is no electrical contact. To ensure the preservation of the shape of the shoulders 1 of the vibrators in limbo use additional rails 8. Position 9 indicates the circumference of the shoulders 1, which corresponds to the diameter of the circumference of the base of the biconical figures 2.

Вибратор горизонтальный укороченный повышенной диапазонности (ВГУПД) работает следующим образом.Vibrator horizontal shortened high range (VGUPD) works as follows.

Токи равной амплитуды и фазы, протекающие по проводникам 4, например, в плоскости ромбообразных секций 3, расположенных вертикально, создают в пространстве вертикальную и горизонтальную компоненты поляризации радиоволны, но ввиду того, что провода 4 расходятся и сходятся, векторы горизонтальной составляющей будут складываться, а вертикальной - компенсироваться, обеспечивая горизонтальную поляризацию антенны. За счет такого размещения проводников на излучение горизонтальной составляющей затрачивается меньшая энергия, что из анализа коэффициентов усиления видно (фиг.4), когда на частоте средней рабочей длины волны коэффициент усиления у антенны ВГУПД на 0.5 дБ меньше, чем у ВГД. Полотно укороченной антенны ВГУПД в полосе рабочих частот полноразмерной антенны ВГД при работе эквивалентно полотну антенны ВГД, но с меньшим диаметром. При повышении рабочих частот работа плеч 1 антенны ВГУПД изменяется, так как не само плечо 1, а линейные отрезки зигзагов проводов 4 становятся соизмеримыми с длинами четвертей длин волн рабочих частот. Ввиду того, что они размещены симметрично и под чередующимися углами и их в плечах 1 по несколько пар, то их влияние на высоких частотах становится определяющим, обеспечивающим не только формирование направленности, но и повышение коэффициента усиления антенны ВГУПД в высокочастотной части диапазона. Все это дает выигрыш в электрических параметрах предлагаемого технического решения, обеспечивая направленность в широком диапазоне частот. Полоса рабочих частот у антенны ВГД ограничивается из-за раздвоения диаграммы направленности в высокочастотной части диапазона (фиг.3) со срывом направленной работы. В антенне ВГУПД во всем диапазоне частот, что подтверждается результатами электронного моделирования (фиг.4), направленность сохраняется.Currents of equal amplitude and phase flowing through the conductors 4, for example, in the plane of rhomboid sections 3 located vertically, create in space the vertical and horizontal polarization components of the radio wave, but since the wires 4 diverge and converge, the vectors of the horizontal component will add up, and vertical - to compensate, providing horizontal polarization of the antenna. Due to this arrangement of conductors, less energy is expended on the radiation of the horizontal component, which can be seen from the analysis of gain factors (Fig. 4), when at the frequency of the average operating wavelength, the gain of the VGUPD antenna is 0.5 dB less than that of the VGD. The canvas of the shortened VGUPD antenna in the operating frequency band of the full-sized IOP antenna during operation is equivalent to the canvas of the IOP antenna, but with a smaller diameter. With increasing operating frequencies, the operation of the arms 1 of the VGUPD antenna changes, since not the arm 1 itself, but the linear segments of the zigzags of wires 4 become comparable with the lengths of quarters of the wavelengths of the operating frequencies. Due to the fact that they are placed symmetrically and at alternating angles and there are several pairs in the arms of 1, their influence at high frequencies becomes decisive, providing not only the directivity formation, but also an increase in the gain of the VGUPD antenna in the high-frequency part of the range. All this gives a gain in electrical parameters of the proposed technical solution, providing directivity in a wide frequency range. The working frequency band of the IOP antenna is limited due to the bifurcation of the radiation pattern in the high-frequency part of the range (Fig. 3) with the disruption of directional operation. In the antenna VGUPD in the entire frequency range, which is confirmed by the results of electronic modeling (figure 4), the directivity is preserved.

Кроме этого дополнительным положительным результатом является, как следует из анализа табличных данных (фиг.3 и 4), постоянство роста коэффициента усиления в полосе частот от низких к высоким, не только с увеличением абсолютных значений, но и с превышением в сравнении с антенной ВГД.In addition, an additional positive result is, as follows from the analysis of tabular data (Figs. 3 and 4), the constancy of the growth of the gain in the frequency band from low to high, not only with an increase in absolute values, but also with an excess in comparison with the IOP antenna.

Промышленное применение предлагаемого технического решения идет прямой заменой антенн ВГД с устройством колец с изоляторами и промежуточных диэлектрических или электрически развязанных изоляторами дополнительных продольных лееров.Industrial application of the proposed technical solution is a direct replacement of the IOP antennas with the device of rings with insulators and intermediate dielectric or electrically isolated additional longitudinal rails decoupled by insulators.

Claims (3)

1. Вибратор горизонтальный укороченный повышенной диапазонности, содержащий симметрично расположенные плечи из проводов, расположенных по образующим объемной геометрической фигуры и подсоединенных к клеммам питания, и соединенных между собой на концах плеч, отличающийся тем, что объемная геометрическая фигура является биконической, причем каждое плечо вибратора состоит из нескольких подобных фигур, расположенных в ряд и смежно относительно друг друга и соединенных между собой без образования электрического контакта.1. The horizontal shortened vibrator of increased range, containing symmetrically arranged shoulders from wires located along the generatrices of the three-dimensional geometric figure and connected to the power terminals, and interconnected at the ends of the shoulders, characterized in that the three-dimensional geometric figure is biconical, with each vibrator arm consisting of several similar figures arranged in a row and adjacent to each other and interconnected without forming an electrical contact. 2. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что каждая биконическая фигура образована ромбообразными секциями.2. The vibrator according to claim 1, characterized in that each biconical figure is formed by rhomboid sections. 3. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что плоскости ромбообразных секций делят окружность плеч на равные дуги. 3. The vibrator according to claim 1, characterized in that the planes of the rhomboid sections divide the circumference of the shoulders into equal arcs.
RU2011137697/07A 2011-09-13 2011-09-13 High bandpass response shortened horizontal dipole RU2465696C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137697/07A RU2465696C1 (en) 2011-09-13 2011-09-13 High bandpass response shortened horizontal dipole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011137697/07A RU2465696C1 (en) 2011-09-13 2011-09-13 High bandpass response shortened horizontal dipole

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2465696C1 true RU2465696C1 (en) 2012-10-27

Family

ID=47147633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137697/07A RU2465696C1 (en) 2011-09-13 2011-09-13 High bandpass response shortened horizontal dipole

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2465696C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4443805A (en) * 1978-11-27 1984-04-17 Havot Henri A P Plate-type antenna with double circular loops
GB2208042A (en) * 1987-07-29 1989-02-15 Philips Electronic Associated Antenna arrangement
RU2022428C1 (en) * 1991-04-01 1994-10-30 Конструкторское Бюро "Связьморпроект" Biconical antenna
RU2157027C1 (en) * 1999-06-15 2000-09-27 Сомов Анатолий Михайлович Birhombic antenna
WO2001022528A1 (en) * 1999-09-20 2001-03-29 Fractus, S.A. Multilevel antennae
RU2247449C2 (en) * 2003-03-26 2005-02-27 Войсковая часть 35533 Combined antenna
RU2281589C2 (en) * 2004-03-31 2006-08-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Extended-range superhigh-frequency dipole antenna
RU61950U1 (en) * 2006-09-25 2007-03-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" BROADBAND PLANAR ANTENNA

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4443805A (en) * 1978-11-27 1984-04-17 Havot Henri A P Plate-type antenna with double circular loops
GB2208042A (en) * 1987-07-29 1989-02-15 Philips Electronic Associated Antenna arrangement
RU2022428C1 (en) * 1991-04-01 1994-10-30 Конструкторское Бюро "Связьморпроект" Biconical antenna
RU2157027C1 (en) * 1999-06-15 2000-09-27 Сомов Анатолий Михайлович Birhombic antenna
WO2001022528A1 (en) * 1999-09-20 2001-03-29 Fractus, S.A. Multilevel antennae
RU2247449C2 (en) * 2003-03-26 2005-02-27 Войсковая часть 35533 Combined antenna
RU2281589C2 (en) * 2004-03-31 2006-08-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Extended-range superhigh-frequency dipole antenna
RU61950U1 (en) * 2006-09-25 2007-03-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" BROADBAND PLANAR ANTENNA

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЙЗЕНБЕРГ Г.З. и др. Коротковолновые антенны. /Под ред. Г.З.Айзенберга, 2-е переработанное и дополненное издание. - М.: Радио и связь, 1985, с.179-181. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101304854B1 (en) Planar communications antenna having an epicyclic structure and isotropic radiation, and associated methods
CN211295385U (en) Antenna radiation device and antenna
JP5416773B2 (en) Dipole antenna
Subramaniam et al. Miniaturization of wearable electro-textile antennas using Minkowski fractal geometry
Briqech et al. 60 GHz Fermi tapered slot antenna with sin-corrugation
JP4599102B2 (en) Planar antenna
RU2465696C1 (en) High bandpass response shortened horizontal dipole
Shoaib et al. A single-element frequency and radiation pattern reconfigurable antenna
JP4950155B2 (en) Dipole horizontal array antenna device
Feng et al. A printed dual-wideband magneto-electric dipole antenna for WWAN/LTE applications
RU2580406C1 (en) Broadband directional zigzag quasi-shunt-fed antenna
JP2007135038A (en) Dipole horizontal array antenna device
RU190823U1 (en) Antenna of circular polarization of quasi-null "clover" with resonator power
RU2705745C1 (en) Directed vertical polarization antenna with resonator power supply
JP2013239956A (en) Metamaterial antenna
Brister et al. Design of a balanced ball antenna using a spherical helix wound over a full sphere
Ramanandraibe et al. A half-loop antenna associated with one SRR cell
US9935371B2 (en) Antennas
Haque et al. Miniaturized C-slot patch antenna for wireless communication
RU2654914C1 (en) Wireless antenna
RU2324268C1 (en) Broadband zigzag antenna
Lakshmi et al. A novel miniaturized log periodic antenna
Abdelghani et al. Antenna beam shaping using conformal hybrid AMC/EBG reflectors
Zeghdoud et al. Off-body dipole antenna with dogbone-shaped AMC bending on the human arm
Zhang et al. Low-Profile Complementary Dipole Antenna Using Semicircular Sector Electric Dipoles

Legal Events

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

Effective date: 20130914