RU2646946C1 - Radiation antenna - Google Patents

Radiation antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2646946C1
RU2646946C1 RU2017103722A RU2017103722A RU2646946C1 RU 2646946 C1 RU2646946 C1 RU 2646946C1 RU 2017103722 A RU2017103722 A RU 2017103722A RU 2017103722 A RU2017103722 A RU 2017103722A RU 2646946 C1 RU2646946 C1 RU 2646946C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
resistor
frames
matching device
chip capacitors
Prior art date
Application number
RU2017103722A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберт Иванович Шабанов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Радиофизика"
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 Публичное акционерное общество "Радиофизика" filed Critical Публичное акционерное общество "Радиофизика"
Priority to RU2017103722A priority Critical patent/RU2646946C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646946C1 publication Critical patent/RU2646946C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering and communications.
SUBSTANCE: invention relates to the field of radio engineering, namely, to the loop antennas used as a source of a magnetic field. Radiating antenna comprises two identical frames, each of which is a metal tube having a transverse section dividing the tube into two isolated equal portions, in which a conductor is located, and an electrically connected matching device. Matching device has a metal housing on which specified metal tubes are fixed, with a cylindrical resistor located inside it, axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the body, and to each of the ends is connected the assembly of parallel connected and radially located chip capacitors. In this case, the resistor, specified assemblies and the antenna frames are electrically connected to form a bridge, in the diagonal of which the resistor is included, the specified assemblies of chip capacitors are integrated in one pair of arms, and the antenna frames are connected to the other.
EFFECT: technical result consists in extending the operating frequency range of the radiating antenna.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к рамочным антеннам, используемым в качестве источника магнитного поля.The invention relates to the field of radio engineering, namely to loop antennas used as a source of a magnetic field.

Известна излучающая антенна, содержащая рамку, представляющую собой металлическую трубку, имеющую поперечный разрез, делящий трубку на две изолированные друг от друга равные части, внутри которой расположен проводник, и электрически связанное с рамкой согласующее устройство, включающее в себя отрезки коаксиальных линий (см. US 4083006, Н04В 1/04, 04.04.1978).A known radiating antenna comprising a frame, which is a metal tube having a cross section, dividing the tube into two equal parts isolated from each other, inside which a conductor is located, and a matching device electrically connected to the frame, including pieces of coaxial lines (see US 4083006, Н04В 1/04, 04/04/1978).

Недостаток известной антенны состоит в том, что, вследствие наличия в согласующем устройстве отрезков коаксиальных линий, волновое сопротивление которых равно активному сопротивлению нагрузки, входное сопротивление антенны зависит от частоты входного сигнала. В результате согласование линии передачи сигнала с излучающей антенной в широком диапазоне частот (в частности, от 10 кГц до 30 МГц) невозможно, что делает невозможным эффективную работу излучающей антенны в данных условиях.A disadvantage of the known antenna is that, due to the presence in the matching device of segments of coaxial lines whose wave impedance is equal to the active resistance of the load, the input impedance of the antenna depends on the frequency of the input signal. As a result, matching the signal transmission line with the radiating antenna in a wide frequency range (in particular, from 10 kHz to 30 MHz) is impossible, which makes it impossible for the radiating antenna to work effectively under these conditions.

Известная излучающая антенна принята в качестве ближайшего аналога заявленной антенны.Known emitting antenna is adopted as the closest analogue of the claimed antenna.

Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является создание излучающей антенны, лишенной указанных недостатков.The technical problem solved by the present invention is the creation of a radiating antenna, devoid of these disadvantages.

В результате достигается технический результат, заключающийся в расширении диапазона рабочих частот излучающей антенны.The result is a technical result, which consists in expanding the range of operating frequencies of the radiating antenna.

Указанный технический результат достигается созданием излучающей антенны, содержащей две идентичные рамки, каждая из которых представляет собой металлическую трубку, имеющую поперечный разрез, делящий трубку на две изолированные друг от друга равные части, внутри которой расположен проводник, и электрически связанное с рамками согласующее устройство. Согласующее устройство имеет металлический корпус, на котором закреплены металлические трубки, с расположенным внутри его цилиндрическим резистором, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии корпуса, а к каждому из торцов присоединена сборка параллельно соединенных и радиально расположенных чип-конденсаторов, при этом резистор, упомянутые сборки чип-конденсаторов и рамки антенны электрически соединены между собой с образованием моста, в диагональ которого включен резистор, в одну пару плеч - упомянутые сборки чип-конденсаторов, а в другую - проводники рамок антенны.The specified technical result is achieved by creating a radiating antenna containing two identical frames, each of which is a metal tube having a cross section, dividing the tube into two equal parts isolated from each other, inside which a conductor is located, and a matching device electrically connected to the frames. The matching device has a metal case on which metal tubes are fixed, with a cylindrical resistor located inside it, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the case, and an assembly of parallel-connected and radially arranged chip capacitors is attached to each of the ends, and the resistor, said assemblies chip capacitors and antenna frames are electrically interconnected to form a bridge with a resistor included in the diagonal, in one pair of arms - the mentioned chip capacitor assemblies in, and in the other - the antenna conductors frames.

Согласно частному варианту выполнения, корпус согласующего устройства снабжен торцевыми крышками, что дополнительно позволяет обеспечить удобство установки, извлечения и пайки конструктивных элементов согласующего устройства.According to a particular embodiment, the housing of the matching device is equipped with end caps, which additionally allows for the convenience of installation, extraction and soldering of structural elements of the matching device.

Согласно другому частному варианту выполнения, одна из торцевых крышек содержит прижимной винт, обеспечивающий механический и электрический контакт резистора и сборок параллельно соединенных чип-конденсаторов.According to another particular embodiment, one of the end caps comprises a clamping screw, which provides mechanical and electrical contact of the resistor and assemblies of parallel-connected chip capacitors.

Согласно еще одному частному варианту выполнения, рамки расположены под углом 120°, что дополнительно повышает интенсивность поля, создаваемого антенной.According to another particular embodiment, the frames are arranged at an angle of 120 °, which further increases the intensity of the field created by the antenna.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение антенны.In FIG. 1 is a schematic illustration of an antenna.

На фиг. 2 представлено схематичное изображение согласующего устройства.In FIG. 2 is a schematic illustration of a matching device.

На фиг. 3 представлена электрическая схема согласующего устройства.In FIG. 3 shows an electrical diagram of a matching device.

На фиг. 4 представлено схематичное изображение антенны в рабочем состоянии.In FIG. 4 is a schematic representation of an antenna in operational condition.

Излучающая антенна, представленная на фиг. 1, содержит две идентичные рамки 1 и 2 и согласующее устройство 3.The radiating antenna shown in FIG. 1, contains two identical frames 1 and 2 and matching device 3.

Каждая из рамок 1 и 2 представляет собой металлическую трубку (выполняющую функцию электрического экрана), внутри которой расположен проводник 4а и 4b, отделенный от металлической трубки диэлектриком. Металлическая трубка каждой из рамок 1 и 2 имеет поперечный разрез, делящий трубку на две изолированные друг от друга равные части. Образовавшиеся в результате разрезов зазоры 5а и 5b обеспечивают компенсацию электрической составляющей поля каждой из рамок 1 и 2 и не влияют на магнитную составляющую поля. В качестве проводника с диэлектриком может быть, например, использован радиочастотный кабель РК 50-9-11, с которого снята оболочка и экранная оплетка.Each of the frames 1 and 2 is a metal tube (acting as an electric screen), inside which there is a conductor 4a and 4b, separated from the metal tube by a dielectric. The metal tube of each of the frames 1 and 2 has a transverse section dividing the tube into two equal parts isolated from each other. The gaps 5a and 5b formed as a result of the cuts compensate for the electric component of the field of each of the frames 1 and 2 and do not affect the magnetic component of the field. As a conductor with a dielectric, for example, an RF cable RK 50-9-11 can be used, from which the sheath and the screen braid are removed.

Согласующее устройство 3, представленное на фиг. 2, содержит корпус 6, на котором закреплены упомянутые металлические трубки (концами А, В, С, D, вставленными в соответствующие сквозные отверстия в боковой стенке корпуса 6). Внутри корпуса 6 расположен цилиндрический резистор 7, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии корпуса 6. К каждому из торцов резистора 7 присоединена сборка 8а (или 8b) параллельно соединенных и радиально расположенных чип-конденсаторов.Matching device 3 shown in FIG. 2, comprises a housing 6 on which said metal tubes are fixed (ends A, B, C, D inserted into corresponding through holes in the side wall of the housing 6). Inside the housing 6 is a cylindrical resistor 7, the axis of symmetry of which coincides with the axis of symmetry of the housing 6. An assembly 8a (or 8b) of parallel-connected and radially arranged chip capacitors is attached to each end of the resistor 7.

Резистор 7, сборки чип-конденсаторов 8а и 8b и проводники 4а и 4b рамок 1 и 2 антенны, как показано на фиг.3, соединены между собой с образованием моста. В диагональ моста включен резистор 7, в одну пару плеч включены сборки чип-конденсаторов 8а и 8b, а в другую - проводники 4а и 4b рамок 1 и 2 антенны.The resistor 7, the chip capacitor assemblies 8a and 8b, and the conductors 4a and 4b of the antenna frames 1 and 2, as shown in FIG. 3, are interconnected to form a bridge. A resistor 7 is included in the diagonal of the bridge, assemblies of chip capacitors 8a and 8b are included in one pair of arms, and conductors 4a and 4b of frames 1 and 2 of the antenna are included in the other pair of arms.

В корпусе 6 согласующего устройства 3 имеется радиочастотный разъем 9, через который подают сигнал на вход антенны.In the housing 6 of the matching device 3 there is a radio frequency connector 9, through which a signal is supplied to the input of the antenna.

В частном варианте выполнения, представленном на фиг. 2, корпус 6 согласующего устройства 3 снабжен торцевыми крышками 10а и 10b. С одной из торцевых крышек (в частности, 10b) соединен прижимной винт 11, обеспечивающий механический и электрический контакт резистора 7 и сборок параллельно соединенных чип-конденсаторов 8а и 8b.In the particular embodiment shown in FIG. 2, the housing 6 of the matching device 3 is provided with end caps 10a and 10b. A clamping screw 11 is connected to one of the end caps (in particular, 10b), which provides mechanical and electrical contact of the resistor 7 and assemblies of parallel-connected chip capacitors 8a and 8b.

В частном варианте, представленном на фиг. 4, рамки 1 и 2 антенны расположены под углом 120°, что повышает суммарную напряженность магнитного поля на оси симметрии излучающей антенны Н∑ в

Figure 00000001
раза по сравнению с напряженностью поля Н0, создаваемого одной рамкой.In the particular embodiment shown in FIG. 4, frame 1 and the antenna 2 are arranged at an angle of 120 °, which increases the total magnetic field intensity on the axis of symmetry of the radiating antenna H in Σ
Figure 00000001
times compared with the field strength H 0 created by one frame.

Параметры элементов согласующего устройства выбирают следующим образом. Сопротивление R резистора 7 выбирают таким образом, чтобы оно соответствовало сопротивлению источника сигнала. После изготовления рамок 1 и 2 антенны измеряют их индуктивность L и через соотношение

Figure 00000002
рассчитывают значение емкостей С, которые необходимо включить в соответствующие плечи моста. С учетом того, что используются сборки 8а и 8b параллельно соединенных чип-конденсаторов, емкость каждого отдельного чип-конденсатора Сn может быть вычислена по формуле
Figure 00000003
, где N - количество чип-конденсаторов в каждой сборке 8а и 8b.The parameters of the elements of the matching device are selected as follows. The resistance R of the resistor 7 is selected so that it matches the resistance of the signal source. After the manufacture of the frames 1 and 2 of the antenna measure their inductance L and through the ratio
Figure 00000002
calculate the value of the capacitance C, which must be included in the corresponding shoulders of the bridge. Given the use of chip assemblies 8a and 8b of parallel-connected chip capacitors, the capacitance of each individual chip capacitor C n can be calculated by the formula
Figure 00000003
where N is the number of chip capacitors in each assembly 8a and 8b.

Заявленная антенна может быть, например, использована в качестве излучающей антенны для создания магнитного поля при проведении испытаний технических средств на устойчивость к воздействию магнитного поля.The claimed antenna can, for example, be used as a radiating antenna to create a magnetic field when testing technical means for resistance to magnetic fields.

Для этого на радиочастотный разъем 9 согласующего устройства 3 подают сигнал заданной мощности и частоты от генератора сигналов, обеспечивающий заданный уровень магнитного поля в области размещения испытуемых технических средств.To do this, to the radio-frequency connector 9 of the matching device 3, a signal of a given power and frequency is supplied from a signal generator, providing a given level of the magnetic field in the area of placement of the tested technical means.

Использование чип-конденсаторов, объединенных в сборки 8а и 8b, расположенных симметрично относительно резистора 7, а также двух идентичных рамок 1 и 2 антенны позволяет значительно снизить паразитную индуктивность общей распределенной емкости чип-конденсаторов. В результате предотвращается нарушение симметричности мостовой схемы согласующего устройства 3 на всем диапазоне частот и рассогласование между сопротивлением линии передачи сигнала и входным сопротивлением антенны, и, тем самым, обеспечивается широкая полоса рабочих частот антенны.The use of chip capacitors combined in assemblies 8a and 8b located symmetrically with respect to the resistor 7, as well as two identical antenna frames 1 and 2, can significantly reduce the stray inductance of the total distributed capacitance of the chip capacitors. As a result, violation of the symmetry of the bridge circuit of the matching device 3 over the entire frequency range and the mismatch between the resistance of the signal transmission line and the input impedance of the antenna are prevented, and thereby a wide operating frequency band of the antenna is ensured.

Claims (4)

1. Излучающая антенна, содержащая рамку, представляющую собой металлическую трубку, имеющую поперечный разрез, делящий трубку на две изолированные друг от друга равные части, внутри которой расположен проводник, и электрически связанное с рамкой согласующее устройство, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной рамкой, идентичной первой, электрически связанной с согласующим устройством, имеющим металлический корпус, на котором закреплены металлические трубки, с расположенным внутри него цилиндрическим резистором, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии корпуса, а к каждому из торцов присоединена сборка параллельно соединенных и радиально расположенных чип-конденсаторов, при этом резистор, упомянутые сборки чип-конденсаторов и проводники рамок антенны электрически соединены между собой с образованием моста, в диагональ которого включен резистор, в одну пару плеч - упомянутые сборки чип-конденсаторов, а в другую - проводники рамок антенны.1. A radiating antenna comprising a frame, which is a metal tube having a cross section, dividing the tube into two equal parts isolated from each other, inside which a conductor is located, and a matching device electrically connected to the frame, characterized in that it is provided with an additional frame, identical to the first one, electrically connected with a matching device having a metal body on which metal tubes are fixed, with a cylindrical resistor located inside it, the axis of symmetry which coincides with the axis of symmetry of the case, and to each of the ends is attached an assembly of parallel-connected and radially arranged chip capacitors, while the resistor, the mentioned chip-capacitor assemblies and the conductors of the antenna frames are electrically connected to form a bridge with a resistor in the diagonal of which in one pair of shoulders - the mentioned assembly of chip capacitors, and in the other - the conductors of the antenna frames. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что корпус согласующего устройства снабжен торцевыми крышками.2. The antenna according to claim 1, characterized in that the housing of the matching device is equipped with end caps. 3. Антенна по п. 2, отличающаяся тем, что содержит прижимной винт, соединенный с одной из торцевых крышек, обеспечивающий механический и электрический контакт резистора и сборок параллельно соединенных чип-конденсаторов.3. The antenna according to claim 2, characterized in that it contains a clamping screw connected to one of the end caps, providing mechanical and electrical contact of the resistor and assemblies of parallel-connected chip capacitors. 4. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что рамки расположены под углом 120°.4. The antenna according to claim 1, characterized in that the frames are located at an angle of 120 °.
RU2017103722A 2017-02-06 2017-02-06 Radiation antenna RU2646946C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103722A RU2646946C1 (en) 2017-02-06 2017-02-06 Radiation antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017103722A RU2646946C1 (en) 2017-02-06 2017-02-06 Radiation antenna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2646946C1 true RU2646946C1 (en) 2018-03-12

Family

ID=61627573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017103722A RU2646946C1 (en) 2017-02-06 2017-02-06 Radiation antenna

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646946C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3434145A (en) * 1966-08-01 1969-03-18 S & A Electronics Inc Double loop antenna array with loops perpendicularly and symmetrically arranged with respect to feed lines
US4083006A (en) * 1973-07-10 1978-04-04 Agency Of Industrial Science & Technology Loop type standard magnetic field generator
US5285210A (en) * 1990-05-08 1994-02-08 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Double loop antenna with reactance elements
RU11930U1 (en) * 1999-05-05 1999-11-16 Павликов Сергей Николаевич ANTENNA FRAMEWORK NON-RESONANCE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3434145A (en) * 1966-08-01 1969-03-18 S & A Electronics Inc Double loop antenna array with loops perpendicularly and symmetrically arranged with respect to feed lines
US4083006A (en) * 1973-07-10 1978-04-04 Agency Of Industrial Science & Technology Loop type standard magnetic field generator
US5285210A (en) * 1990-05-08 1994-02-08 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Double loop antenna with reactance elements
RU11930U1 (en) * 1999-05-05 1999-11-16 Павликов Сергей Николаевич ANTENNA FRAMEWORK NON-RESONANCE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4621237A (en) Radiofrequency transducer and method of using same
EP2911238B1 (en) Integrated multiband antenna
KR20070037694A (en) Antenna, radio device, method of designing antenna, and method of measuring operating frequency of antenna
Wibisono et al. Multiband bandpass filter (BPF) based on folded dual crossed open stubs
US20130033402A1 (en) Lightning protection device for an antenna receiver, and aircraft comprising same
RU2646946C1 (en) Radiation antenna
RU2610387C1 (en) Capacitive double-resonance array for frequency usb
KR101675975B1 (en) Patch radiating element and series-fed array antenna using the same
US10170841B1 (en) Dual mode slotted monopole antenna
WO2023166357A1 (en) Passive antenna comprising a screened loop aerial
RU2020107095A (en) ISOLATING DEVICE FOR ELECTROSURGICAL DEVICE
KR101137578B1 (en) Band pass filter using a stub and communication device using the same
TW201006078A (en) Quarter wave stub surge suppressor with coupled pins
CN109672013B (en) Duplexer and filter thereof
US9837721B2 (en) Low profile dipole antenna assembly
RU2014625C1 (en) Gear for testing of radio electronic equipment in current-conducting cases for resistance to action of electromagnetic field
RU2650421C2 (en) Small-size directional coupler
Palson et al. Analysis of coaxial stub type balun fed dipole antenna
RU2009132546A (en) TRANSMISSION LINE FOR RADIO FREQUENCY SIGNALS WITHOUT CONSISTENT CIRCUITS
RU2486644C1 (en) Aircraft antenna
JP7485329B2 (en) Circuit having microwave amplifier circuit and impedance matching circuit, and microwave heating device using the same
RU2012101309A (en) HF DEVICE AND ACCELERATOR WITH SUCH A HF DEVICE
RU192509U1 (en) RF resonant transformer for powering Paul trap electrodes
RU2638974C1 (en) Power divider
Rahman et al. Review of a dual band textile antenna