RU2680609C1 - Способ уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона - Google Patents
Способ уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680609C1 RU2680609C1 RU2018108503A RU2018108503A RU2680609C1 RU 2680609 C1 RU2680609 C1 RU 2680609C1 RU 2018108503 A RU2018108503 A RU 2018108503A RU 2018108503 A RU2018108503 A RU 2018108503A RU 2680609 C1 RU2680609 C1 RU 2680609C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- antennas
- metal structures
- metal
- parameters
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 title 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано, например, в системах ведомственной, корпоративной и мобильной связи. Технический результат заключается в уменьшении влияния близкорасположенных металлических конструкций на электрические и электродинамические параметры антенн. Сущность изобретения заключается в уменьшении влияния близкорасположенных металлических конструкций на электрические и электродинамические параметры антенн за счет повышения резонансных частот вертикальных элементов конструкций до величин, много больших верхней рабочей частоты антенны, путем разрыва протекающих в них токов, обусловленных работающей близкорасположенной антенной, а также «отрыва» металлической конструкции от противовеса, при помощи создания на внешней поверхности металлических конструкций сосредоточенных или распределенных индуктивностей посредством применения ферритовых колец, установленных на металлические конструкции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое устройство относится к области антенной техники и может быть использовано, например, в системах ведомственной, корпоративной и мобильной связи.
Системы и средства связи, работающие в различных диапазонах частот, требуют применения индивидуальных антенн и антенных устройств различного типа. При этом антенны некоторых типов (штыревая) могут устанавливаться непосредственно, например, на крышах транспортных средств. Антенны других типов (дипольные, рамочные, параболические и пр.) часто требуют их размещения на металлических конструкциях (подставках, мачтах) различной высоты. В силу ограниченности размеров имеющегося пространства на транспортных средствах или на крышах небольших зданий, применяемые антенны располагаются в непосредственной близости от металлических вертикальных конструкций, и протекающие по этим конструкциям токи приводят к их заметному влиянию на параметры антенн, выражающемуся в искажении диаграммы направленности и ухудшению согласования. Это особенно актуально для штыревых антенн УКВ-диапазона, использующих в качестве противовеса металлическую подстилающую поверхность, например, крышу транспортного средства, поскольку в этом случае близкорасположенная металлическая конструкция электрически является частью противовеса, и, соответственно, токи, протекающие по ней, имеют значительную величину. Для широкополосных антенн, к тому же, вероятность то-го, что резонансная частота близкорасположенной металлической конструкции попадает в рабочий диапазон антенны или близка к нему, выше, чем для узкополосных. Это требует принятия мер по уменьшению действия отрицательных факторов.
Известны способы уменьшения влияния вертикальных конструкций на параметры антенн.
Наиболее очевидный способ - разнос на максимально возможное расстояние - не всегда осуществим в силу ограниченного пространства на транспортных средствах и на крышах зданий.
Для антенн, размещенных на вертикальных конструкциях (мачтах), не лежащих на поверхности нулевого потенциала, (например, дипольных антенн вертикальной поляризации), для уменьшения влияния мачты на параметры антенны применяют диэлектрические мачты и различные способы уменьшения связи с мачтами (развязка).
Для уменьшения антенного эффекта фидера применяются способы нейтрализации протекающих по внешней поверхности фидера токов. Это симметрирующие устройства (balun) различных типов (четвертьволновый стакан, U-колено и др.), в том числе в виде сосредоточенной индуктивности. Например, широкополосное симметрирующее устройство, в котором коаксиальный кабель, образующий внутреннюю жилу симметрирующего коаксиального резонатора, выполнен в виде цилиндрической катушки индуктивности (патент №117711 СССР от 01.01.1958, автор Э.А. Дудковский); симметрирующее устройство по а.с. №150886 СССР от 01.01.1962, автор Ю.Р. Мединец.
Вышеперечисленные способы улучшения параметров антенн применяются либо для системы "фидер - антенна" (симметрирующие устройства), либо для системы "антенна - несущая конструкция" (устройства развязки) и не затрагивают электрические свойства близкорасположенных металлических конструкций, и влияние их на антенну они не устраняют.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является функционирование антенны по патенту 2207671, H01Q 1/52.
На фиг. 1 представлена электрическая схема антенны-прототипа, где обозначено:
1 - излучающие фрагменты;
2 - ключевые элементы;
3 - отрезки проводов;
4 - высокочастотные фильтры-дроссели;
5 - токоограничивающие резисторы.
Антенна-прототип содержит излучающие фрагменты 1, соединенные высокочастотными ключевыми элементами 2, каждый из которых соединен посредством отрезков проводов 3, высокочастотных фильтров-дросселей 4 и токоограничивающих резисторов 5 со схемой управления. (На фиг. 1 условно показан только один токоограничивающий резистор 5).
Антенна-прототип работает следующим образом.
Для того чтобы привести антенну в активный режим, т.е. обеспечить ее работу на прием или передачу, на высокочастотные ключевые элементы 2 подается замыкающее напряжение от схемы управления, в результате чего излучающие фрагменты 1 соединяются между собой и образуют единый излучатель (первый режим работы). В этом режиме антенна влияет на близкорасположенные антенны как обычная антенна. По окончании работы антенна отключается от фидерного тракта, на высокочастотные ключевые элементы 2 от схемы управления подается соответствующее размыкающее напряжение, в результате чего антенна как бы распадается на части, величина которых менее одной шестнадцатой длины волны, соответствующей верхней частоте рабочего диапазона близкорасположенной антенны (второй режим работы). Во втором режиме полоса рабочих частот антенны смещается вверх по частотному диапазону и выходит за пределы прежней рабочей полосы частот.
Недостатками способа-прототипа является то, что:
- уменьшается влияние предлагаемой антенны, т.е. источника излучения, на свойства других, близкорасположенных к ним антенн, но не влияние окружающих антенну тел на ее свойства;
- уменьшение влияния обеспечивается путем существенного усложнения конструкции предлагаемой антенны;
- влияние пассивных металлических тел на свойства близкорасположенных к ним антенн, остается неизменным.
Задача - упрощение способа уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона без изменения взаимного расположения антенны и мешающих конструкций, а также без вмешательства в конструкцию антенны и ее мачтового устройства.
Для решения поставленной задачи в способе уменьшения влияния металлических конструкций на электрические и электродинамические параметры близкорасположенных антенн, заключающемся в разнесении резонансных частот металлических конструкций от рабочей частоты антенны посредством разрыва протекающих в них токов, а также посредством «отрыва» металлической конструкции от противовеса для штыревой антенны, согласно изобретению, разрыв протекающих токов обеспечивают созданием на внешней поверхности металлических конструкций сосредоточенных или распределенных индуктивностей посредством применения ферритовых колец, установленных на металлические конструкции.
Заявляемый способ заключается в следующем.
Предлагается использовать для вертикальных конструкций, не относящихся к антенне, повышение резонансной частоты металлической конструкции посредством разрыва в одном или нескольких местах протекающих в них токов, обусловленных как наведенной ЭДС от близкорасположенной антенны, так и принадлежностью конструкции противовесу (для штыревых антенн). Для штыревых антенн в первую очередь важно электрически "оторвать" мешающую металлическую конструкцию от "земли". Вертикальный размер получившихся частей должен быть <<λант/4 с тем, чтобы разнести как можно далее их резонансные частоты от рабочей частоты антенны. Получившиеся укороченные металлические отрезки будут иметь частоту возбуждения значительно более высокую, чем рабочая частота антенны. Связь их с антенной существенно ослабляется.
При этом разрыв токов основан на создании на внешней поверхности металлических конструкций сосредоточенных или распределенных индуктивностей посредством применения ферритовых материалов. При этом для металлических конструкций небольшого поперечного размера (трубы, мачты, в том числе мачты и подставки близкорасположенных антенн), удобно использовать стандартные ферритовые кольца (фиг. 2). Для конструкций большого поперечного размера (ящики, короба, кожухи габаритных устройств, например, дизельных электроагрегатов, кондиционеров и пр.) возможно применение ферритовых пластин, располагаемых по периметру и образующих замкнутый контур вокруг металлической конструкции (фиг. 3).
Техническим результатом предлагаемого способа является уменьшение влияния металлических конструкций, расположенных в непосредственной близости от антенн, на электрические и электродинамические характеристики этих антенн.
Отличительной особенностью предлагаемого способа уменьшения влияния близкорасположенных металлических конструкций на параметры антенн является достижение эффекта без изменения взаимного расположения антенны и мешающих конструкций, а также без вмешательства в конструкцию антенны и ее мачтового устройства.
Claims (2)
1. Способ уменьшения влияния металлических конструкций на электрические и электродинамические параметры близкорасположенных антенн, заключающийся в разнесении резонансных частот металлических конструкций от рабочей частоты антенны посредством разрыва протекающих в них токов, а также посредством «отрыва» металлической конструкции от противовеса для штыревой антенны, отличающийся тем, что разрыв протекающих токов обеспечивают созданием на внешней поверхности металлических конструкций сосредоточенных или распределенных индуктивностей посредством применения ферритовых колец, установленных на металлические конструкции.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ферритовых колец большого размера используют набор ферритовых пластин, образующих замкнутый контур вокруг металлической конструкции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108503A RU2680609C1 (ru) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Способ уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108503A RU2680609C1 (ru) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Способ уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680609C1 true RU2680609C1 (ru) | 2019-02-25 |
Family
ID=65479351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108503A RU2680609C1 (ru) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Способ уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680609C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2207671C1 (ru) * | 2001-10-31 | 2003-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное предприятие "Полет" | Антенна |
US7289080B1 (en) * | 2006-06-28 | 2007-10-30 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Ultra broadband linear antenna |
US20080143628A1 (en) * | 2005-08-08 | 2008-06-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Reference oscillator assembly |
RU105079U1 (ru) * | 2010-12-16 | 2011-05-27 | Открытое акционерное общество "Барнаульское специальное конструкторское бюро "ВОСТОК" | Кольцевая экранированная рамочная антенна |
RU2427946C1 (ru) * | 2010-03-11 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Логопериодическая комбинированная антенна |
US9379441B2 (en) * | 2012-05-21 | 2016-06-28 | Shakespeare Company, Llc | Very wide band tactical vehicular antenna system |
-
2018
- 2018-03-07 RU RU2018108503A patent/RU2680609C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2207671C1 (ru) * | 2001-10-31 | 2003-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное предприятие "Полет" | Антенна |
US20080143628A1 (en) * | 2005-08-08 | 2008-06-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Reference oscillator assembly |
US7289080B1 (en) * | 2006-06-28 | 2007-10-30 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Ultra broadband linear antenna |
RU2427946C1 (ru) * | 2010-03-11 | 2011-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия связи имени С.М. Буденного" Министерства обороны Российской Федерации | Логопериодическая комбинированная антенна |
RU105079U1 (ru) * | 2010-12-16 | 2011-05-27 | Открытое акционерное общество "Барнаульское специальное конструкторское бюро "ВОСТОК" | Кольцевая экранированная рамочная антенна |
US9379441B2 (en) * | 2012-05-21 | 2016-06-28 | Shakespeare Company, Llc | Very wide band tactical vehicular antenna system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3742511A (en) | Low-loss antenna system with counterpoise insulated from earth | |
US3945013A (en) | Double omni-directional antenna | |
US6917341B2 (en) | Top-loading monopole antenna apparatus with short-circuit conductor connected between top-loading electrode and grounding conductor | |
US2647211A (en) | Radio antenna | |
US20050168393A1 (en) | Collapsible wide band width discone antenna | |
JP6528496B2 (ja) | アンテナ装置 | |
US20170149137A1 (en) | Antenna device | |
US11646495B2 (en) | Antenna coupling element, antenna device, and electronic device | |
AU2016250326B2 (en) | Multiband antenna | |
RU2413344C1 (ru) | Вибраторная антенна | |
RU2680609C1 (ru) | Способ уменьшения влияния металлических конструкций на параметры близкорасположенных антенн УКВ-диапазона | |
JPWO2012090721A1 (ja) | 周波数可変回路及びマルチバンドアンテナ装置 | |
CN108258403A (zh) | 小型化双频嵌套天线 | |
KR102463269B1 (ko) | 안테나 장치 및 단말기 | |
US4131895A (en) | Apparatus for isolating from ground and exciting a conductive tower for use as a vertical antenna | |
KR20160091846A (ko) | 저주파 송신 안테나 | |
US2510698A (en) | Radio aerial, particularly for aircraft and other vehicles | |
RU168941U1 (ru) | Корабельная передающая антенная система - 4 | |
US20200373083A1 (en) | Antenna coupling element, antenna device, and communication terminal device | |
US2283617A (en) | Antenna | |
EP3719527B1 (en) | Loran device with electrically short antenna and crystal resonator and related methods | |
US20100013731A1 (en) | Coaxial cable dipole antenna for high frequency applications | |
JP2013175895A (ja) | アンテナ | |
JP2012085234A (ja) | 伝送システム及び伝送装置 | |
RU2557485C2 (ru) | Дипольная антенна |