RU2568340C1 - Milkin's active antenna triangular and loop element - Google Patents
Milkin's active antenna triangular and loop element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568340C1 RU2568340C1 RU2014121597/28A RU2014121597A RU2568340C1 RU 2568340 C1 RU2568340 C1 RU 2568340C1 RU 2014121597/28 A RU2014121597/28 A RU 2014121597/28A RU 2014121597 A RU2014121597 A RU 2014121597A RU 2568340 C1 RU2568340 C1 RU 2568340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- loop
- vibrator
- vibrators
- triangular
- antenna
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам антенной техники и может быть использовано в качестве самостоятельной антенны, а также в составе сложных антенных устройств для работы в КВ-, УКВ-, ДМВ-, СМВ-диапазонах.The invention relates to devices of antenna technology and can be used as a standalone antenna, as well as as part of complex antenna devices for operation in HF, VHF, UHF, SMB ranges.
Известен широкополосный симметричный шлейф-вибратор Пистолькорса в виде двух параллельно расположенных линейных проводников, лежащих в одной плоскости и имеющих объединенные концы (Антенны УКВ. Под. ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч. 4.1. М.: «Связь», 1977, стр. 169, рис. 13.5). Параллельные проводники образуют симметричные полу-петли-плечи вибратора относительно оси симметрии, проходящей через середины линейных проводников. Сумма протяженности длин линейных проводников соизмерима с λраб, а протяженность плеч около 0,25λраб Узлом питания шлейф-вибратора являются точки окончания проводников в разрезе средней части одного из линейных проводников.Known broadband symmetrical Pistolkors loop-vibrator in the form of two parallel linear conductors lying in the same plane and having combined ends (VHF antennas. Ed. By G.Z. Aisenberg. In 2 hours 4.1. M: “Communication ", 1977, p. 169, Fig. 13.5). Parallel conductors form symmetrical half-loops-shoulders of the vibrator with respect to the axis of symmetry passing through the midpoints of the linear conductors. The sum of the lengths of the linear conductors is commensurate with λ slave , and the length of the shoulders is about 0.25λ slave The power supply node of the loop vibrator is the point of termination of conductors in the context of the middle part of one of the linear conductors.
Недостатком классического петлевого вибратора является высокое входное сопротивление.The disadvantage of the classic loop vibrator is its high input impedance.
Известна трансформация петлевого вибратора в квадратную и другие формы рамок с периметром протяженностью λраб, с более низким входным сопротивлением и с более высоким по сравнению с шлейф-вибратором коэффициентом усиления (Григоров И.Н. Все об антеннах. - М.: ДКМ Пресс, 2009, стр. 66-69, рис. 2.1-2.4, табл. 2,1). Рамочные антенны обеспечивают двустороннюю направленность осевого излучения, перпендикулярную плоскости рамки, и повышенный коэффициент усиления из-за большей апертуры - «области захвата» пространства конструкцией полотна антенны.There is a known transformation of a loop vibrator into a square and other forms of frames with a perimeter of length λ slave , with a lower input impedance and with a higher gain compared to a loop vibrator (Grigorov I.N. All about antennas. - M .: DKM Press, 2009, pp. 66-69, Fig. 2.1-2.4, Table 2.1). Frame antennas provide two-sided directivity of axial radiation perpendicular to the plane of the frame, and an increased gain due to the larger aperture - the “capture area” of space by the antenna web structure.
Недостатком рамочных антенн является малая полоса пропускания.The disadvantage of loop antennas is the low bandwidth.
Известны более сложные конструкции антенн в комбинации из однородных активных вибраторов, из которых повышенной эффективностью обладают конструкции зигзагообразных антенн из двух треугольных или ромбовидных рамок, имеющих объединенный узел питания и активные проводники плеч протяженностью по 0,25λраб (Сидоров И.Н. Идеальный телеприем в дачном доме, на садовом участке, далеко за городом: Справочник. - СПб., Лениздат, 1998, стр. 87-90, рис. 3.4; Харченко К.П. УКВ антенны. - М.: ИП РадиоСофт, 2009, стр. 79-95, рис. 51, 63). В отличие от обычных вибраторных антенных решеток, у которых число узлов питания равно числу вибраторов, входящих в решетку, особый пространственный разнос проводников полотна зигзагообразной антенны с питанием от одного объединенного узла питания, к которому непосредственно подключается фидер, образуют своеобразную плоскую синфазную решетку и особенное возбуждение токов в ее проводниках. Свойственное зигзагообразной антенне возбуждение токов в проводниках обеспечивает работу антенны с одним выраженным видом поляризации и расширенную полосу рабочих частот. Увеличенная апертура плоскостной фигурной антенны гарантирует высокий коэффициент усиления с двусторонней направленностью, перпендикулярной по ее оси плоскости рамок, а параллельное подключение их к питанию, с периметром каждой петлевой рамки по протяженности равной λраб, снижает входное сопротивление антенны до величин, соизмеримых с волновыми сопротивлениями используемых кабелей питания.More complex antenna designs are known in combination with homogeneous active vibrators, of which zigzag antenna designs of two triangular or rhomboid frames having a combined power supply and active shoulder conductors with a length of 0.25λ slave have an increased efficiency (Sidorov I.N. country house, on a garden plot, far beyond the city: Handbook. - SPb., Lenizdat, 1998, pp. 87-90, Fig. 3.4; Kharchenko K.P. VHF antennas. - M .: IP RadioSoft, 2009, p. 79-95, Fig. 51, 63). Unlike conventional vibrator antenna arrays, in which the number of power nodes is equal to the number of vibrators included in the array, the special spatial spacing of the conductors of the zigzag antenna fabric powered by one integrated power node to which the feeder is directly connected forms a kind of flat in-phase array and a special excitation currents in its conductors. The excitation of currents in conductors inherent in a zigzag antenna ensures the operation of the antenna with one pronounced type of polarization and an extended operating frequency band. The enlarged aperture of the planar shaped antenna ensures a high gain with a two-sided orientation perpendicular to the axis of the plane of the frames, and parallel connection of them to the power supply, with the perimeter of each loop frame along the length equal to λ slave , reduces the input impedance of the antenna to values commensurate with the wave resistances used power cables.
Недостатками известной комбинации проводников антенны являются увеличенные габаритные размеры конструкции полотна и необходимость использования еще более увеличенной площади рефлектора для обеспечения односторонней направленности, что сужает возможности ее использования, особенно в низкочастотной части метрового диапазона радиоволн и на более низких частотах.The disadvantages of the known combination of antenna conductors are the increased overall dimensions of the web structure and the need to use an even larger reflector area to provide one-sided orientation, which narrows the possibilities of its use, especially in the low-frequency part of the meter wavelength range and at lower frequencies.
Наиболее близким техническим решением является антенна осевого излучения - активный антенный элемент Орлова A.M. (Пат. РФ №59891, опубл. 27.12.2006). Прототип содержит установленные на одной общей оси не менее двух петлевых вибраторов параллельно своими плоскостями друг к другу и перпендикулярно направлению приема электромагнитных волн с уменьшением линейных размеров петлевых вибраторов в сторону источника радиосигнала. Соседние петлевые вибраторы соединены между собой чередующимися по противоположным сторонам широких сторон двухпроводными линиями связи. Антенна довольно проста по конструктивному исполнению и характеризуется пониженным уровнем внутренних шумов за счет исключения необходимости раздельного подключения петлевых вибраторов к питающему фидеру коаксиальным кабелем, влекущим дополнительное рассогласование по активным и реактивным сопротивлениям.The closest technical solution is the axial radiation antenna - the active antenna element of Orlov A.M. (Pat. RF №59891, publ. 12/27/2006). The prototype contains at least two loop vibrators installed on one common axis in parallel with their planes to each other and perpendicular to the direction of reception of electromagnetic waves with a decrease in the linear dimensions of the loop vibrators in the direction of the radio signal source. Neighboring loop vibrators are interconnected by two-wire communication lines alternating on opposite sides of the wide sides. The antenna is quite simple in design and is characterized by a reduced level of internal noise due to the elimination of the need for separate connection of loop vibrators to the feeder with a coaxial cable, which entails an additional mismatch in the active and reactive resistances.
Недостатки прототипа заключаются в следующем. Количество петлевых вибраторов определяется количеством работающих телевизионных станций в зоне уверенного приема антенны и уровнем принимаемого сигнала, в пределе количество вибраторов в активном элементе может быть равно количеству каналов телевещания, что обуславливает громоздкость активного антенного элемента. Кроме того, активный антенный элемент имеет недостаточно широкий частотный диапазон использования, ограничиваемый конструктивными особенностями при работе в низкочастотной части метрового диапазона радиоволн и на более низких частотах, а также недостаточно высокий коэффициент усиления.The disadvantages of the prototype are as follows. The number of loop vibrators is determined by the number of operating television stations in the area of reliable antenna reception and the level of the received signal; in the limit, the number of vibrators in the active element can be equal to the number of television channels, which causes the bulkiness of the active antenna element. In addition, the active antenna element has an insufficiently wide frequency range of use, limited by design features when working in the low-frequency part of the meter band of radio waves and at lower frequencies, as well as a low gain.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении компактности, увеличении частотного диапазона и коэффициента усиления активного антенного треугольно-петлевого элемента Милкина.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, consists in increasing compactness, increasing the frequency range and gain of the active antenna triangular-loop element of Milkin.
Для достижения технического результата в активном антенном треугольно-петлевом элементе Милкина, содержащем расположенные симметрично относительно общей оси петлевые вибраторы, установленные перпендикулярно направлению приема электромагнитных волн и соединенные между собой, петлевые вибраторы расположены в одной плоскости, один из них выполнен в форме равнобедренного треугольника с основанием 0,4λраб и боковыми сторонами 0,3λрaб., другой петлевой вибратор представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса из двух параллельных линейных проводников, один из которых неразрезной, другой разрезной в средней части с размещением в ней точек питания, в которых оба вибратора соединены между собой с перекрещиванием боковых сторон равнобедренного треугольного вибратора.To achieve a technical result in the active antenna of a triangular loop-loop element of Milkin, containing loop vibrators located symmetrically relative to the common axis, mounted perpendicular to the direction of reception of electromagnetic waves and interconnected, loop vibrators are located in the same plane, one of them is made in the form of an isosceles triangle with a base 0.4λ slave and sides 0.3λ slave. , the other loop vibrator is a Pistolkors loop-vibrator of two parallel linear conductors, one of which is continuous, the other split in the middle part with the supply points in it, in which both vibrators are interconnected with the intersection of the sides of the isosceles triangular vibrator.
Отличительными признаками предлагаемого активного антенного треугольно-петлевого элемента Милкина от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, являются следующие:The distinctive features of the proposed active antenna triangle-loop element of Milkin from the above known, closest to it, are the following:
- расположение разнородных вибраторов в одной плоскости,- the location of heterogeneous vibrators in one plane,
- выполнение одного вибратора в форме равнобедренного треугольника с основанием 0,4λpaб. и боковыми сторонами 0,3λраб, - the implementation of one vibrator in the form of an isosceles triangle with a base of 0.4λ pa. and lateral sides 0.3λ slave,
- другой петлевой вибратор представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса,- another loop vibrator is a Pistolkors loop-vibrator,
- оба вибратора соединены между собой в общих точках питания с перекрещиванием боковых сторон равнобедренного треугольного вибратора,- both vibrators are interconnected at common power points with the crossing of the sides of an isosceles triangular vibrator,
- точки питания расположены в средней части разрезного проводника шлейф-вибратора Пистолькорса.- power points are located in the middle of the split conductor of the Pistolkors loop-vibrator.
Благодаря наличию этих признаков достигается компактность за счет уменьшения числа вибраторов и расположения их в одной плоскости, увеличивается частотный диапазон за счет комплексного использования всех проводников двух вибраторов, увеличивается коэффициент усиления за счет дополнительного излучения проводников боковых сторон длиной 0,3λраб. При этом обеспечивается секторная направленность антенны при уменьшенной продольной протяженности, упрощается симметрирование и согласование с коаксиальным кабелем питания при комбинированном использовании разнородных вибраторов.Due to the presence of these features, compactness is achieved by reducing the number of vibrators and their location in one plane, increasing the frequency range due to the integrated use of all conductors of two vibrators, increasing the gain due to the additional radiation of the lateral side conductors with a length of 0.3λ slave . At the same time, the sector orientation of the antenna is ensured with a reduced longitudinal extent, and the balancing and matching with the coaxial power cable is simplified when combined use of dissimilar vibrators.
Техническое решение обеспечивается тем, что устройство антенны конструктивно реализовано в виде объединенных непосредственным подключением к питающей линии и друг к другу в точках включения узла питания двух неоднородных вибраторов, а именно: с расширенной полосой и широкополосного. Первый петлевой вибратор выполнен в форме равнобедренного треугольника с основанием протяженностью 0,4λраб и с боковыми сторонами протяженностью 0,3λраб. Второй вибратор представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса из двух параллельных линейных вибраторов, один из них неразрезной, другой - разрезной в средней части с размещением в ней общих точек питания. Петлевые вибраторы размещены в одной плоскости, а подключение к узлу питания проводников боковых сторон треугольного вибратора произведено с перекрещиванием проводников, то есть противофазно. Коаксиальный кабель питания при жесткой конструкции, например в трубчатом варианте проводников, прокладывается с вводом через точку нулевого потенциала, середину линейного неразрезного проводника шлейф-вибратора Пистолькорса. Выход кабеля в узел питания производится в разрезе при обеспечении электрического контакта оплетки кабеля с окончанием проводника плеча прокладки и электрического контакта центральной жилы с окончанием проводника противоположного плеча.The technical solution is ensured by the fact that the antenna device is structurally implemented in the form of two heterogeneous vibrators connected by a direct connection to the supply line and to each other at the switching points of the power unit, namely: with an expanded band and a broadband one. The first loop vibrator is made in the form of an isosceles triangle with a base length of 0.4λ slave and with sides of a length of 0.3λ slave . The second vibrator is a Pistolkors loop-vibrator of two parallel linear vibrators, one of them is continuous, the other is split in the middle part with common power points placed in it. Loop vibrators are placed in the same plane, and the connection to the power node of the conductors of the lateral sides of the triangular vibrator is made with the intersection of the conductors, that is, out of phase. A coaxial power cable with a rigid structure, for example, in a tubular version of the conductors, is laid with the input through the point of zero potential, the middle of the linear continuous conductor of the Pistolkors loop-vibrator. The output of the cable to the power node is made in the context of providing electrical contact of the cable sheath with the end of the conductor of the shoulder of the strip and the electrical contact of the Central core with the end of the conductor of the opposite shoulder.
Универсальность использования активного антенного треугольно-петлевого элемента в широком диапазоне частот обусловливается преимущественным применением в проволочном виде в KB-диапазоне, жесткой конструкцией в УКВ-, ДМВ- диапазонах и с печатным исполнением в СМВ-диапазоне.The universality of the use of an active antenna triangle-loop element in a wide frequency range is due to the predominant use in wire form in the KB range, a rigid structure in the VHF, UHF ranges and with a printed version in the SMV range.
Новизна в части устройства по изобретению усматривается в том, что оба вибратора антенной решетки принимают и передают свою энергию на общую нагрузку при непосредственном подключении друг к другу в точках питания без использования линий связи между ними. Это снижает внутренние шумы, исключает проблемы согласования активных и реактивных сопротивлений линий связи с вибраторами и потерю энергии.The novelty in the device according to the invention is seen in the fact that both vibrators of the antenna array receive and transmit their energy to the total load when directly connected to each other at power points without using communication lines between them. This reduces internal noise, eliminates the problems of matching the active and reactive resistances of communication lines with vibrators and energy loss.
Новизна в части устройства усматривается в том, что разнородные вибраторы имеют разные входные сопротивления, обеспечивающие общее входное сопротивление активного антенного треугольно-петлевого элемента при параллельном включении меньше меньшего. Отдельно, входные сопротивления у каждого из вибраторов, превышающие волновые сопротивления коаксиальных кабелей, при параллельном включении адаптируют общее сопротивление элемента к волновому сопротивлению кабеля питания, что упрощает его согласование с линией питания.The novelty in the device part is that heterogeneous vibrators have different input impedances, providing a common input impedance of the active antenna triangle-loop element when connected in parallel is less than less. Separately, the input impedances of each of the vibrators exceeding the wave impedances of coaxial cables, when connected in parallel, adapt the total resistance of the element to the wave impedance of the power cable, which simplifies its coordination with the power line.
Новизна в части устройства усматривается в том, что разные входные сопротивления разнородных вибраторов при подключении к одному источнику питания создают разные токи проводимости в их проводниках, из-за чего в вибраторе с меньшим сопротивлением потечет увеличенный ток. С учетом влияния токов проводимости и токов от взаимно наведенных ЭДС, когда соединение производится с перекрещиванием проводников боковых сторон треугольного вибратора, обеспечивается увеличение суммарного тока в проводнике, размещенном со стороны направления приемо-передачи антенного элемента. Это в случае продольной антенной решетки повышает направленность системы в его сторону и сужение диаграммы направленности, делая вибратор размещенным сзади активным рефлектором. В случае прямого соединения проводников, в отличие от предлагаемого, не происходит увеличения суммарного тока за счет противофазных ЭДС с приближением его по величине, как в проводнике, размещенном со стороны направления приемо-передачи, так и в проводниках шлейф-вибратора, что влечет уменьшение коэффициента усиления и проявления двусторонней направленности.The novelty in the device part is seen in the fact that different input resistances of dissimilar vibrators when connected to the same power source create different conduction currents in their conductors, as a result of which an increased current will flow in a vibrator with a lower resistance. Taking into account the influence of conduction currents and currents from mutually induced EMFs, when the connection is made with the conductors crossing the sides of the triangular vibrator, the total current in the conductor located on the direction of the transmission and reception of the antenna element is increased. This in the case of a longitudinal antenna array increases the directivity of the system in its direction and the narrowing of the radiation pattern, making the vibrator placed behind the active reflector. In the case of a direct connection of the conductors, in contrast to the proposed one, there is no increase in the total current due to antiphase EMF with its approximation in magnitude, both in the conductor located on the side of the receiving-transmitting direction and in the conductors of the loop vibrator, which leads to a decrease in the coefficient strengthening and manifestations of a bilateral orientation.
Новизна в части устройства усматривается и в том, что увеличенный ток течет, кроме размещенного со стороны направления приемо-передачи антенного элемента, еще и в проводниках сторон, расположенных симметрично оси, но под углом к ней. Они также излучают в пространство электромагнитное поле, но с взаимной компенсацией встречных продольных составляющих от разных сторон и интегрирующихся в общее суммарное излучаемое электромагнитное поле односторонне направленных поперечных составляющих, обеспечивая повышение коэффициента усиления системы.The novelty in the device part is also seen in the fact that the increased current flows, in addition to the antenna element located on the side of the transmission direction, also in the conductors of the sides located symmetrically to the axis but at an angle to it. They also emit an electromagnetic field into space, but with mutual compensation of oncoming longitudinal components from different sides and integrating unilaterally directed transverse components into the total emitted electromagnetic field, providing an increase in the system gain.
Новизна в части устройства усматривается в том, что с учетом рамочного характера равнобедренного треугольника, а также увеличенных токов первого петлевого вибратора со стороны направления приемо-передачи, диаграмма направленности вдоль его оси имеет больший угол раствора в плоскости, перпендикулярной плоскости полотна активного антенного треугольно-петлевого элемента, чем в плоскости полотна.The novelty in the device part is seen in the fact that, taking into account the frame nature of the isosceles triangle, as well as the increased currents of the first loop vibrator from the direction of reception and transmission, the directivity pattern along its axis has a larger solution angle in the plane perpendicular to the plane of the active antenna triangle-loop fabric element than in the plane of the canvas.
Новизна в части устройства усматривается в том, что соотношение сторон вибратора в форме равнобедренного треугольника с боковыми сторонами протяженностью 0,3λраб и основанием 0,4λраб, обеспечивает расположение этого активного вибратора от шлейф-вибратора Пистолькорса (т.е. активного рефлектора) на расстоянии около 0,2λраб.. Это в широком диапазоне частот оптимизирует коэффициенты направленного действия и бегущей волны.The novelty in the device part is seen in the fact that the aspect ratio of the vibrator in the form of an isosceles triangle with side lengths of 0.3λ slave and a base of 0.4λ slave ensures the location of this active vibrator from the Pistolkors loop-vibrator (i.e. the active reflector) to a distance of about 0.2λ slave. . This over a wide range of frequencies optimizes the coefficients of directional action and traveling wave.
Новизна в части устройства усматривается в том, что протяженность проводника основания треугольного вибратора, равная 0,4λраб, обеспечивает рост коэффициента усиления на частотах рабочего диапазона с увеличением в сторону более высоких частот, что обусловливается востребованным практикой применения в прикладной антенной технике.The novelty in the device part is seen in the fact that the length of the conductor base of the triangular vibrator, equal to 0.4λ slave , provides an increase in the gain at the frequencies of the working range with an increase towards higher frequencies, which is due to the popular practice of application in applied antenna technology.
Сочетание отличительных признаков и свойств как в заявленном устройстве из технической, научной литературы и патентной документации не выявлено, поэтому оно соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinctive features and properties as in the claimed device from the technical, scientific literature and patent documentation has not been identified, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.
Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в сравнительной простоте изготовления, тиражирования и эксплуатации, в высоких электрических показателях как в виде самостоятельной антенны, так и в составе сложных антенных устройств, возможности использования на промышленной основе и конкурентоспособном уровне.The industrial applicability of the claimed technical solution is seen in the comparative simplicity of manufacturing, replication and operation, in high electrical performance both in the form of an independent antenna and as part of complex antenna devices, the possibility of using it on an industrial basis and at a competitive level.
Предлагаемый активный треугольно-петлевой элемент Милкина иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.The proposed active triangular-loop element of Milkin is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-3.
На фиг. 1 представлен общий вид активного антенного треугольно-петлевого элемента, на фиг. 2 приведены диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях с основными параметрами при вертикальном размещении полотна антенны, на фиг. 3 приведены диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях с основными параметрами при горизонтальном размещении полотна антенны.In FIG. 1 shows a general view of the active antenna triangular loop element, in FIG. 2 shows radiation patterns in the horizontal and vertical planes with the main parameters for the vertical placement of the antenna sheet, FIG. Figure 3 shows the radiation patterns in horizontal and vertical planes with the main parameters for horizontal placement of the antenna sheet.
Активный антенный треугольно-петлевой элемент (фиг. 1) содержит петлевой вибратор 1 в форме равнобедренного треугольника и петлевой вибратор 2, представляющий собой шлейф-вибратор Пистолькорса. Вибраторы 1 и 2 расположены в одной плоскости относительно общей оси 3. Вибраторы 1, 2 расположены перпендикулярно направлению приемо-передачи электромагнитных волн. Первый петлевой вибратор 1 выполнен в форме равнобедренного треугольника с основанием 4 длиной 0,4λраб и боковыми сторонами 5 длиной 0,3λраб. Второй петлевой вибратор 2 представляет собой шлейф-вибратор Пистолькорса в виде двух параллельно расположенных линейных проводников 6, 7. Проводник 6 является неразрезным, проводник 7 разрезной в средней части. В разрезе линейного проводника 7 размещены точки питания a, b (включения) узла 8 питания. Петлевые вибраторы 1 и 2 соединены между собой с перекрещиванием боковых сторон 5 вибратора 1 в общих точках а и b питания узла 8 питания (т.е. объединены непосредственным подключением друг к другу в точках питания (включения) a и b).The active antenna triangle-loop element (Fig. 1) contains a loop vibrator 1 in the form of an isosceles triangle and a loop vibrator 2, which is a Pistolkors loop-vibrator. Vibrators 1 and 2 are located in the same plane relative to the common axis 3. Vibrators 1, 2 are located perpendicular to the direction of reception and transmission of electromagnetic waves. The first loop vibrator 1 is made in the form of an isosceles triangle with a base 4 with a length of 0.4λ slave and sides 5 with a length of 0.3λ slave . The second loop vibrator 2 is a Pistolkors loop-vibrator in the form of two parallel linear conductors 6, 7. The conductor 6 is continuous, the conductor 7 is split in the middle part. In the context of the linear conductor 7 placed the power point a, b (inclusion) of the node 8 power. The loop vibrators 1 and 2 are interconnected with the intersection of the sides 5 of the vibrator 1 at common points a and b of the power supply unit 8 (i.e., combined by directly connecting to each other at the power points (inclusion) a and b).
Активный антенный треугольно-петлевой элемент Милкина работает следующим образом.The active antenna triangular-loop element of Milkin works as follows.
При подключении высокочастотного генератора (не показан) в точки питания a и b узла 8 питания по проводникам 4, 5 петлевого вибратора 1, равно как и по проводникам 6 и 7 петлевого вибратора 2 потекут токи с величинами, обратно пропорциональными сопротивлениям цепей. В проводнике 4 потечет увеличенный ток относительно проводников 6 и 7 из-за меньшего входного сопротивления рамочного вибратора 1, чем шлейф-вибратора 2. При этом из-за того, что в шлейф-вибраторе Пистолькорса 2 проводники 6 и 7 расположены в непосредственной близости друг к другу, а в равнобедренном треугольном вибраторе 1 проводник 4 подключен в середину петли между проводниками боковых перекрещенных сторон 5 с развязкой по протяженности длиной 0,3λраб до и после включения проводника 4, то токи в проводниках 6 и 7 будут в сравнении с током в проводнике 4 односторонними с разницей по фазе относительно проводника 4, соизмеримой с 0,3λраб. С учетом того, что проводники шлеф-вибратора 6 и 7 разнесены в пространстве на расстояние, соизмеримое с 0,2λраб от проводника 4, на высоту равнобедренного треугольника и параллельны, то образованная пространственная система антенной решетки излучающих проводников создает направленное излучение электромагнитного поля по оси 3, перпендикулярной расположению этих проводников. Дополнительно к этому, увеличенные токи в проводниках 5, расположенных симметрично, но под углом к этой оси, также излучают в пространство электромагнитное поле, но с взаимной компенсацией встречных продольных составляющих и интегрирующихся в общее суммарное излучаемое электромагнитное поле односторонне направленных поперечных составляющих, от разных сторон. Таким образом, в отличие от излучающих систем с соединительными линиями, вносящими рассогласование и затухание, в предложенном техническом решении все проводники участвуют в излучении электромагнитного поля, обеспечивая суммарное повышение коэффициента направленного действия системы. В свою очередь, система из двух активных вибраторов разной длины, участвующих в излучении электромагнитного поля, обеспечивает расширение рабочей полосы частот. Кроме этого, ввиду того, что апертуры в плоскости расположения проводников и в плоскости, перпендикулярной ей, разные, то и углы раствора диаграммы направленности в плоскости их расположения и в плоскости, перпендикулярной ей, будут различными.When a high-frequency generator (not shown) is connected to the supply points a and b of the power supply unit 8, currents with values inversely proportional to the circuit resistances flow through the conductors 4 and 5 of the loop vibrator 1, as well as the conductors 6 and 7 of the loop vibrator 2. An increased current will flow in the conductor 4 relative to the conductors 6 and 7 due to the lower input resistance of the frame vibrator 1 than the loop vibrator 2. Moreover, due to the fact that in the Pistolkors loop 2 the conductors 6 and 7 are located in close proximity to each other to a friend, and in an isosceles triangular vibrator 1, conductor 4 is connected in the middle of the loop between the conductors of the side crossed sides 5 with a length separation of 0.3λ slave before and after turning on conductor 4, then the currents in conductors 6 and 7 will be compared with the current in prov arrestor 4-sided with a difference in phase relative to the conductor 4, commensurate with 0,3λ slave. Considering that the conductors of the loop vibrator 6 and 7 are spaced apart in space by a distance commensurate with the 0.2λ slave from the conductor 4, to the height of the isosceles triangle and parallel, the formed spatial system of the antenna array of the radiating conductors creates directional radiation of the electromagnetic field along the axis 3, perpendicular to the location of these conductors. In addition, the increased currents in the conductors 5 located symmetrically but at an angle to this axis also emit an electromagnetic field into space, but with mutual compensation of the oncoming longitudinal components and integrating unilaterally directed transverse components into the total emitted electromagnetic field from different sides . Thus, in contrast to radiating systems with connecting lines introducing mismatch and attenuation, in the proposed technical solution, all conductors participate in electromagnetic radiation, providing a total increase in the directional coefficient of the system. In turn, a system of two active vibrators of different lengths participating in the radiation of an electromagnetic field provides an extension of the working frequency band. In addition, due to the fact that the apertures in the plane of the location of the conductors and in the plane perpendicular to it are different, then the angles of the solution of the radiation pattern in the plane of their location and in the plane perpendicular to it will be different.
Доводы по работе технического решения по изобретению подтверждают результаты компьютерного моделирования (фиг.2, 3). Активный антенный треугольно-петлевой элемент с размерами по продольной протяженности, равной 0,2λраб, обладает секторной направленностью с разными углами раствора диаграммы направленности в плоскости расположения проводников вибраторов и в плоскости, перпендикулярной ей, с увеличенным коэффициентом усиления, равным 6,4 dB, что выше суммы отдельно взятых вибраторов. Отношение F/B прямого излучения к обратному равно 14 dB, что характеризует помехозащищенность, соответствующую 6- - 8-элементным антеннам Уда-Яги, в 3 раза большей продольной протяженностью. Рабочая полоса частот предлагаемого изобретения в 1.5 раза шире, чем у прототипа. В отличие от прототипа, у предлагаемого технического решения точки нулевого потенциала обоих вибраторов могут быть соединены проводником без изменения работы устройства, то есть иметь металлическую несущую траверсу, обеспечивающую повышенную защиту от статического электричества и грозозащиту, надежность и упрощение эксплуатации.The arguments for the work of the technical solution according to the invention confirm the results of computer simulation (figure 2, 3). An active antenna triangle-loop element with dimensions along the longitudinal length equal to 0.2λ slave has a sector directivity with different angles of the radiation pattern in the plane of the vibrators and in the plane perpendicular to it, with an increased gain of 6.4 dB, which is higher than the sum of individual vibrators. The direct / reverse F / B ratio is 14 dB, which characterizes the noise immunity corresponding to 6- to 8-element Uda-Yagi antennas, 3 times longer longitudinal length. The working frequency band of the invention is 1.5 times wider than that of the prototype. Unlike the prototype, in the proposed technical solution, the zero potential points of both vibrators can be connected by a conductor without changing the operation of the device, that is, have a metal supporting beam, providing increased protection against static electricity and lightning protection, reliability and simplification of operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121597/28A RU2568340C1 (en) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Milkin's active antenna triangular and loop element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121597/28A RU2568340C1 (en) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Milkin's active antenna triangular and loop element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2568340C1 true RU2568340C1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54597926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014121597/28A RU2568340C1 (en) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Milkin's active antenna triangular and loop element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2568340C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752288C2 (en) * | 2018-08-14 | 2021-07-26 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А.Расплетина" (ПАО "НПО Алмаз") | Dual-band emitter for antenna array |
| RU2752558C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-07-29 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие оборудования систем телекоммуникаций" | Wide-band triangular and loop antenna |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2153742C1 (en) * | 1999-02-16 | 2000-07-27 | Сибирский физико-технический институт | Broad-band aerial |
| RU59891U1 (en) * | 2006-08-29 | 2006-12-27 | Андрей Михайлович Орлов | ACTIVE ANTENNA ELEMENT ORLOV A.M. |
| RU2306644C1 (en) * | 2006-01-25 | 2007-09-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мурманский государственный технический университет | Combined broadband zigzag antenna |
| RU2324268C1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мурманский государственный технический университет | Broadband zigzag antenna |
| US7623080B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-11-24 | Fujitsu Ten Limited | Loop antenna attached to rear window of vehicle |
| US8350776B1 (en) * | 2009-08-18 | 2013-01-08 | Ensemble Solutions LLC | Compact directional receiving antenna |
-
2014
- 2014-05-27 RU RU2014121597/28A patent/RU2568340C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2153742C1 (en) * | 1999-02-16 | 2000-07-27 | Сибирский физико-технический институт | Broad-band aerial |
| US7623080B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-11-24 | Fujitsu Ten Limited | Loop antenna attached to rear window of vehicle |
| RU2306644C1 (en) * | 2006-01-25 | 2007-09-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мурманский государственный технический университет | Combined broadband zigzag antenna |
| RU59891U1 (en) * | 2006-08-29 | 2006-12-27 | Андрей Михайлович Орлов | ACTIVE ANTENNA ELEMENT ORLOV A.M. |
| RU2324268C1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-05-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Мурманский государственный технический университет | Broadband zigzag antenna |
| US8350776B1 (en) * | 2009-08-18 | 2013-01-08 | Ensemble Solutions LLC | Compact directional receiving antenna |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752288C2 (en) * | 2018-08-14 | 2021-07-26 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А.Расплетина" (ПАО "НПО Алмаз") | Dual-band emitter for antenna array |
| RU2752558C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-07-29 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие оборудования систем телекоммуникаций" | Wide-band triangular and loop antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108183313B (en) | Ultra-wideband dual-polarized antenna radiation unit and base station antenna | |
| KR100826115B1 (en) | Folded dipole antenna having bending shape for improving beam width tolerance | |
| KR20070007825A (en) | Microstrip antenna | |
| JP2011041318A (en) | Broadband multi-dipole antenna with frequency-independent radiation characteristics | |
| WO2014115427A1 (en) | Array antenna | |
| JP3628668B2 (en) | Multi-frequency dipole antenna device | |
| RU2568340C1 (en) | Milkin's active antenna triangular and loop element | |
| CN104471787B (en) | The tiled arrays antenna of enhanced connection | |
| JP5139919B2 (en) | Cross dipole antenna | |
| WO2021087899A1 (en) | Omnidirectional dual-polarized antenna and communication device | |
| CN204793177U (en) | Double polarization loop antenna | |
| JP4795449B2 (en) | Antenna device | |
| RU2580406C1 (en) | Broadband directional zigzag quasi-shunt-fed antenna | |
| JP2011087241A (en) | Antenna, and array antenna | |
| CN106532249A (en) | Compact elliptical annular dual-polarization base station antenna | |
| Abdolahi et al. | A new wideband modified biquad antenna at VHF for communication systems | |
| RU2752558C1 (en) | Wide-band triangular and loop antenna | |
| RU2318276C1 (en) | Combined extremely-broad-band zigzag antenna | |
| RU2356140C1 (en) | Log-periodic vibrator antenna | |
| WO2015170276A1 (en) | Antenna array | |
| RU161594U1 (en) | Fragment of a multi-element controlled strip of a phased antenna array L RANGE | |
| RU190086U1 (en) | COMBINED Z-ANTENNA WITH LOGO-PERIODICAL DIRECTORS | |
| JP5280973B2 (en) | antenna | |
| RU2683370C1 (en) | Broadband z-antenna on feeder | |
| US20170244177A1 (en) | Broadband Dual Linear Cross Polarization Antenna |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160528 |