RU2705745C1 - Directed vertical polarization antenna with resonator power supply - Google Patents

Directed vertical polarization antenna with resonator power supply Download PDF

Info

Publication number
RU2705745C1
RU2705745C1 RU2019106752A RU2019106752A RU2705745C1 RU 2705745 C1 RU2705745 C1 RU 2705745C1 RU 2019106752 A RU2019106752 A RU 2019106752A RU 2019106752 A RU2019106752 A RU 2019106752A RU 2705745 C1 RU2705745 C1 RU 2705745C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
wave
vibrator
reflector
directors
Prior art date
Application number
RU2019106752A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Милкин
Алексей Валентинович Гурин
Александр Евгеньевич Шульженко
Александр Андреевич Лобанов
Екатерина Андреевна Щепина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "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 образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ")
Priority to RU2019106752A priority Critical patent/RU2705745C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705745C1 publication Critical patent/RU2705745C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: radio equipment.SUBSTANCE: invention relates to radio engineering, specifically to vertical polarization antennas and a sectoral beam pattern in a horizontal plane, and can be used as directional antennas for wireless networks, primarily ISM bands. Device is made in the form of two rigidly connected metal rods, containing half-wave vibrator, supplied from its lower end through matching device in form of quarter-wave open line closed at lower end. As vibrators, providing directional properties of antenna, located parallel to axis of half-wave vibrator, introduced is a reflector and directors made active with shunt power supply devices and cross-connected connecting conductors of equal length to endings of a half-wave vibrator.EFFECT: technical result consists in the possibility of expanding the working frequency band and in the possibility of adjusting the width of the beam pattern while simplifying the design of the antenna.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антеннам с вертикальной поляризацией и секторальной диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и может быть использована в качестве направленных антенн для беспроводных сетей, преимущественно диапазона ISM.The invention relates to radio engineering, namely to antennas with vertical polarization and a sectoral radiation pattern in the horizontal plane and can be used as directional antennas for wireless networks, mainly the ISM range.

Общеизвестна направленная антенна типа «Волновой канал» (https://ru.wikipedia.org/wiki/Волновой канал). Антенна содержит размещенные на траверсе активный и ряд пассивных вибраторов - рефлекторов, расположенных относительно направления излучения за активным вибратором, а также директора, расположенные перед активным вибратором. Ток, наведенный излучением активного вибратора, в рефлекторе наводит напряжение. Для рефлектора, сопротивление которого носит индуктивный характер за счет его длины, большей 0,5λ, напряжение отстает по фазе от напряжения в активном вибраторе на 270°. В результате излучение активного вибратора и рефлектора в направлении рефлектора складывается в противофазе, а в направлении активного вибратора - в фазе, что приводит к усилению излучения в направлении активного вибратора, приблизительно вдвое. Аналогично рефлектору работают директоры, однако из-за емкостного характера их сопротивления (что определяется их меньшей длиной) излучение усиливается в направлении директоров. Каждый дополнительный рефлектор или директор дают прибавку усиления, но меньшую, чем предыдущий рефлектор и директор, причем для рефлектора эффект ослабления действия дополнительных элементов выражен намного сильней, и поэтому более одного рефлектора применяют достаточно редко.The well-known directional antenna type "Wave Channel" (https://ru.wikipedia.org/wiki/Wave Channel). The antenna contains an active and a number of passive vibrators - reflectors located on the traverse, located relative to the direction of radiation behind the active vibrator, as well as directors located in front of the active vibrator. The current induced by the radiation of the active vibrator in the reflector induces voltage. For a reflector, the resistance of which is inductive due to its length greater than 0.5λ, the voltage lags in phase from the voltage in the active vibrator by 270 °. As a result, the radiation of the active vibrator and the reflector in the direction of the reflector is in antiphase, and in the direction of the active vibrator in phase, which leads to an increase in radiation in the direction of the active vibrator, approximately twice. Directors work similarly to a reflector, however, due to the capacitive nature of their resistance (which is determined by their shorter length), radiation is amplified in the direction of the directors. Each additional reflector or director gives an increase in gain, but less than the previous reflector and director, and for the reflector the effect of attenuation of the action of additional elements is much stronger, and therefore more than one reflector is rarely used.

Недостатками классической антенны типа «Волновой канал» являются ее преимущественное использование с горизонтальной поляризацией из-за особенностей симметрирования и согласования с коаксиальными кабелями и ее большие габаритные размеры.The disadvantages of the classical antenna type "Wave channel" are its predominant use with horizontal polarization due to the peculiarities of balancing and matching with coaxial cables and its large overall dimensions.

Известна направленная антенна вертикальной поляризации (ПМ РФ №18020, опубл. 10.05.2001), содержащая полуволновый вибратор, переходящий у основания в замкнутую четвертьволновую двухпроводную линию, выполненную в виде двух жестко связанных металлических стержней, с введенными двумя диэлектрическими траверсами, которые установлены в средней части полуволнового вибратора перпендикулярно к оси полуволнового вибратора. Параллельно оси полуволнового вибратора с одной стороны в траверсе жестко устанавливается металлический стержень рефлектора, а с другой стороны параллельно оси полуволнового вибратора в траверсе жестко устанавливаются один или несколько металлических стержней директоров. Кроме того, антенна содержит элемент жесткого крепления траверс с вибратором.Known directional antenna of vertical polarization (PM RF №18020, publ. 10.05.2001), containing a half-wave vibrator, passing at the base into a closed quarter-wave two-wire line made in the form of two rigidly connected metal rods, with two dielectric traverses inserted, which are installed in the middle parts of the half-wave vibrator perpendicular to the axis of the half-wave vibrator. Parallel to the axis of the half-wave vibrator, the metal rod of the reflector is rigidly mounted in the traverse on the one hand, and one or more metal rods of the directors are rigidly mounted in parallel to the axis of the half-wave vibrator in the traverse. In addition, the antenna contains an element of rigid mounting of the traverse with a vibrator.

Недостатками известной направленной антенны являются использование двух диэлектрических траверс и элемента жесткого крепления траверс с вибратором, усложняющих устройство и производство антенны, снижающих механическую надежность конструкции и ее функциональность.The disadvantages of the known directional antennas are the use of two dielectric traverses and a rigid mount element traverses with a vibrator, complicating the design and manufacture of the antenna, reducing the mechanical reliability of the structure and its functionality.

Наиболее близкой заявленному изобретению является направленная УКВ антенна 433-435 МГц (АН5-433, ООО «Геолинк»), представляющая собой направленную антенну типа «Волновой канал», изготовленную в виде стальной сборной сварной конструкции. В известном техническом решении, прототипе, излучающий элемент адаптирован к использованию с вертикальной поляризацией и в структуре вибраторов типа «Волновой канал», содержит полуволновой вибратор, запитанный с его нижнего окончания через согласующее устройство в виде четвертьволновой открытой линии, замкнутой на нижнем конце с так называемым J-согласованием и заземленным основанием. Выполнение функций рефлектора и директоров определяются электрическими длинами стержневых элементов.The closest to the claimed invention is a directional VHF antenna 433-435 MHz (AN5-433, LLC "Geolink"), which is a directional antenna of the type "Wave Channel", made in the form of a steel prefabricated welded structure. In the known technical solution, the prototype, the radiating element is adapted for use with vertical polarization and in the structure of the Wave Channel vibrators, it contains a half-wave vibrator fed from its lower end through a matching device in the form of a quarter-wave open line closed at the lower end with the so-called J-matching and grounded base. The functions of the reflector and directors are determined by the electric lengths of the core elements.

Недостатками прототипа являются стационарные амплитудно-частотные характеристики, а также увеличенная протяженность вибраторной структуры и ее одноточечное крепление, снижающие механические нагрузки и ветроустойчивость, сложность настройки по месту установки с ограниченной функциональностью.The disadvantages of the prototype are stationary amplitude-frequency characteristics, as well as the increased length of the vibrator structure and its single-point fastening, which reduce mechanical stress and wind resistance, the complexity of the setup at the installation site with limited functionality.

Решаемая изобретением задача заключается в улучшении технико-эксплуатационных характеристик направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием, а также расширении функциональных возможностей.The problem solved by the invention is to improve the technical and operational characteristics of a directional antenna of vertical polarization with resonant power, as well as expanding the functionality.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, достигаемым при использовании изобретения, является возможность регулирования ширины диаграммы направленности и расширения полосы рабочих частот, упрощение конструкции антенны и снижение ее стоимости за счет унификации идентичных угловых элементов: - полувибраторов, для реализации активных рефлектора и директоров. Упрощается также настройка регулирования полосы частот и ширины диаграммы направленности антенны за счет того, что настройка осуществляется путем изменения угла раскрыва и длин полувибраторов.The technical result provided by the given set of features achieved by using the invention is the ability to control the radiation pattern width and expand the working frequency band, simplify the antenna design and reduce its cost by unifying identical angular elements: - half-vibrators, for realizing active reflector and directors. It also simplifies the adjustment of the frequency band and antenna beamwidth due to the fact that the adjustment is carried out by changing the aperture angle and the length of the half-vibrators.

Для решения поставленной задачи с достижением технического результата заявленная направленная антенна содержит два жестко связанных металлических стержня, включающих полуволновой вибратор, запитанный с нижнего окончания через согласующее устройство, в виде четвертьволновой открытой линии, замкнутой на нижнем конце, с расположенными вертикально, параллельно оси полуволнового вибратора, рефлектор и директоры. Рефлектор и директоры выполнены активными с устройствами шунтового питания и перекрестно подключены соединительными проводниками равной длины к окончаниям полуволнового вибратора.To solve the problem with achieving a technical result, the claimed directional antenna contains two rigidly connected metal rods, including a half-wave vibrator, powered from the lower end through a matching device, in the form of a quarter-wave open line closed at the lower end, with vertically parallel to the axis of the half-wave vibrator, reflector and directors. The reflector and directors are made active with shunt power devices and cross-connected by connecting wires of equal length to the ends of the half-wave vibrator.

Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:Additional embodiments of the device are possible, in which it is advisable that:

- использовался один активный рефлектор и один активный директор, где активный рефлектор и активный директор, расположенные в плоскости полуволнового вибратора, были выполнены в виде двух идентичных угловых элементов:- one active reflector and one active director were used, where the active reflector and active director, located in the plane of the half-wave vibrator, were made in the form of two identical angular elements:

- полувибратора с соединительным проводником, встречно соединенных между собой по длине шунтов;- a semi-vibrator with a connecting conductor, counter-interconnected along the length of the shunts;

- два идентичных директора, выполненные активными, с устройствами шунтового питания и перекрестно подключенные соединительными проводниками равной длины к окончаниям полуволнового вибратора, симметрично разведены от оси направленности в горизонтальной плоскости с образованием угла раскрыва α между собой.- two identical directors, made active, with shunt power devices and cross-connected by connecting conductors of equal length to the ends of the half-wave vibrator, symmetrically separated from the directivity axis in the horizontal plane with the formation of an aperture angle α between themselves.

Новизна в части устройства усматривается в том, что в направленной антенне вертикальной поляризации с резонаторным питанием рефлектор и директоры выполнены активными.The novelty in the device part is seen in the fact that in the directional antenna of vertical polarization with resonant power, the reflector and directors are made active.

Новизна в части устройства усматривается в том, что рефлектор и директоры электрически подключены к окончаниям полуволнового вибратора.The novelty in the device part is seen in the fact that the reflector and directors are electrically connected to the ends of the half-wave vibrator.

Новизна в части устройства усматривается в том, что рефлектор и директоры выполнены с устройствами шунтового питания.The novelty in the device part is that the reflector and directors are made with shunt power devices.

Новизна в части устройства усматривается в том, что соединительные проводники для каждого подключенного вибратора имеют равные длины и подключены перекрестно.The novelty in the device part is that the connecting conductors for each connected vibrator have equal lengths and are connected crosswise.

Новизна в части устройства усматривается в том, что рефлектор и директоры выполнены в виде двух идентичных угловых элементов: - полувибраторов с соединительными проводниками.The novelty in the device part is seen in the fact that the reflector and directors are made in the form of two identical angular elements: - semi-vibrators with connecting conductors.

Новизна в части устройства усматривается в том, что полувибраторы для создания вибратора встречно соединены между собой с перекрытием по протяженности длин шунтов.The novelty in the device part is seen in the fact that the half-vibrators for creating a vibrator are interconnected with each other with overlapping along the length of the shunts.

Новизна в части устройства усматривается в том, что перекрестно подключенные соединительными проводниками равной длины к окончаниям полуволнового вибратора директоры могут быть симметрично разведены от оси направленности в горизонтальной плоскости с образованием угла раскрыва α между собой.The novelty in the device part is seen in the fact that directors can be cross-connected by connecting conductors of equal length to the ends of the half-wave vibrator from the directivity axis in the horizontal plane with the formation of an aperture angle α between themselves.

Промышленная применимость предлагаемого технического решения усматривается в сравнительной простоте изготовления, высоких электрических характеристиках, возможности использования в мелкосерийном производстве и для широкого распространения на промышленной основе при высоком конкурентоспособном уровне. В сравнении с известными аналогами и прототипом предлагаемая антенна выгодно отличается повышенной функциональностью, технико-эксплуатационными и экономическими характеристиками.Industrial applicability of the proposed technical solution is seen in the comparative simplicity of manufacture, high electrical characteristics, the possibility of use in small-scale production and for wide distribution on an industrial basis at a high competitive level. In comparison with the known analogues and prototype, the proposed antenna compares favorably with increased functionality, technical and operational and economic characteristics.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются с помощью вариантов его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.These advantages, as well as the features of the present invention are explained using options for its implementation with reference to the accompanying drawings.

Фиг. 1 схематично изображает эскиз заявленного устройства;FIG. 1 schematically depicts a sketch of the claimed device;

Фиг. 2 - диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскости с основными электрическими характеристиками;FIG. 2 - radiation patterns in the horizontal and vertical plane with the main electrical characteristics;

Фиг. 3 схематично изображает эскиз заявленного устройства в версии с одним активным директором;FIG. 3 schematically depicts a sketch of the claimed device in a version with one active director;

Фиг. 4 - его диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскости с основными электрическими характеристиками;FIG. 4 - its radiation patterns in the horizontal and vertical plane with the main electrical characteristics;

Фиг. 5 схематично изображает эскиз заявленного устройства с разведенными директорами;FIG. 5 schematically depicts a sketch of the claimed device with divorced directors;

Фиг. 6 - его диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскости с основными электрическими характеристиками.FIG. 6 - its radiation patterns in the horizontal and vertical plane with the main electrical characteristics.

Направленная антенна вертикальной поляризации с резонаторным питанием (фиг. 1) содержит два жестко связанных металлических стержня 1 и 2. Полу волновой вибратор 3 запитан с его нижнего окончания (точка «а») через согласующее устройство в виде четвертьволновой открытой линии 4, замкнутой на нижнем конце. Параллельно оси 5 полуволнового вибратора 3 вертикально расположены рефлектор 6 и директоры 7 и 8. Рефлектор 6 и директоры 7, 8 выполнены активными с устройствами шунтового питания 9, 10 и 11. Рефлектор 6 и директоры 7, 8 перекрестно подключены соединительными проводниками 12, 13, 14 и 15, 16, 17, равной длины к нижнему окончанию «а» и верхнему окончанию «б» полуволнового вибратора 3.The directional antenna of vertical polarization with resonant power (Fig. 1) contains two rigidly connected metal rods 1 and 2. The half-wave vibrator 3 is powered from its lower end (point “a”) through a matching device in the form of a quarter-wave open line 4 closed on the lower the end. Reflector 6 and directors 7 and 8 are vertically arranged parallel to axis 5 of the half-wave vibrator 3. Reflector 6 and directors 7, 8 are made active with shunt power devices 9, 10 and 11. Reflector 6 and directors 7, 8 are cross-connected by connecting conductors 12, 13, 14 and 15, 16, 17, of equal length to the lower end "a" and the upper end "b" of the half-wave vibrator 3.

Для упрощения конструкции направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием за счет оптимизации, из-за того, что дополнительный директор 8 дает прибавку усиления, но меньшую, чем предыдущий директор 7, направленная антенна вертикальной поляризации с резонаторным питанием представлена в версии с одним активным директором 7 (фиг. 3). При этом активный рефлектор 6 и активный директор 7, расположенные в плоскости 18 полуволнового вибратора, выполнены в виде двух идентичных угловых элементов. Идентичные угловые элементы - полувибраторы 19 и 20, 21 и 22 с соединительными проводниками 12 и 13, 15 и 16, встречно соединены между собой по длине устройств шунтового питания 9 и 10.To simplify the design of the directional antenna of vertical polarization with resonant power due to optimization, due to the fact that the additional director 8 gives an increase in gain, but less than the previous director 7, the directional antenna of vertical polarization with resonant power is presented in the version with one active director 7 (Fig. 3). In this case, the active reflector 6 and the active director 7, located in the plane 18 of the half-wave vibrator, are made in the form of two identical angular elements. Identical angular elements - semi-vibrators 19 and 20, 21 and 22 with connecting conductors 12 and 13, 15 and 16, are counter-interconnected along the length of the shunt power devices 9 and 10.

Кроме того, в версии направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием с расширенной в горизонтальной плоскости диаграммой направленности и увеличенной полосой рабочих частот на эскизе (фиг. 5) заявленное устройство отображено с разведенными директорами. В антенне два идентичных директора 7 и 8 выполнены активными с устройствами шунтового питания 10 и 11 и перекрестно подключены соединительными проводниками соответственно 13, 16 и 14, 17 равной длины к окончаниям «а» и «б» полуволнового вибратора 3, симметрично разведены от оси 5 направленности в горизонтальной плоскости 23 с образованием угла раскрыва α между собой.In addition, in the version of a directional antenna of vertical polarization with resonant power with an expanded horizontal plane radiation pattern and an increased band of operating frequencies in the sketch (Fig. 5), the claimed device is displayed with divorced directors. In the antenna, two identical directors 7 and 8 are made active with shunt power devices 10 and 11 and are cross-connected by connecting conductors 13, 16 and 14, 17 of equal length, respectively, to the ends “a” and “b” of the half-wave vibrator 3, symmetrically separated from axis 5 directivity in the horizontal plane 23 with the formation of the aperture angle α between themselves.

Работает антенна (фиг. 1) следующим образом.The antenna works (Fig. 1) as follows.

Направленная антенна вертикальной поляризации с резонаторным питанием для приема и излучения радиосигналов, содержащая полуволновой вибратор 3, запитанный с его нижнего окончания в точке «а» через согласующее устройство в виде четвертьволновой открытой линии 4, замкнутой на нижнем конце, по своему виду напоминает латинскую букву «J». Вследствие этого в различной литературе такую антенну еще называют «J-антенной».A directional antenna of vertical polarization with resonant power for receiving and emitting radio signals, containing a half-wave vibrator 3, powered from its lower end at point “a” through a matching device in the form of a quarter-wave open line 4, closed at the lower end, in appearance resembles the Latin letter “ J ". As a result of this, in various literature such an antenna is also called a "J-antenna."

Высокое входное сопротивление полуволнового вибратора с любого конца, при питании с его нижнего окончания известным способом трансформируется к волновому сопротивлению кабеля выбором оптимального расстояния от точек подключения до замкнутого конца линии. Использование в качестве согласующего элемента открытой линии обеспечивает малые потери при большом коэффициенте трансформации. Коэффициент усиления «J-антенны» соизмерим с коэффициентом усиления классического диполя. При размещении в плоскости полуволнового вибратора, параллельно, вдоль оси направленности антенны ряда пассивных вибраторов - рефлектора, расположенного относительно направления излучения за активным вибратором, а также директоров, расположенных перед активным вибратором делает антенное устройство односторонне направленным. Ток, наведенный излучением активного вибратора, в рефлекторе создает напряжение. Для рефлектора, сопротивление которого носит индуктивный характер за счет его длины, большей 0,5λ, напряжение отстает по фазе от напряжения в активном вибраторе на 270°. В результате излучение активного вибратора и рефлектора в направлении рефлектора складывается в противофазе, а в направлении активного вибратора - в фазе, что приводит к усилению излучения в направлении активного вибратора, приблизительно вдвое. Аналогично рефлектору работают директоры, однако из-за емкостного характера их сопротивления (что определяется их меньшей длиной) излучение усиливается в направлении директоров. В свою очередь, излучение рефлектора и директоров возможно не только за счет наведенных токов, а и токами проводимости, что осуществляется в известных классических логопериодических антеннах при параллельном гальваническом соединении разрезных вибраторов с входными сопротивлениями в точках питания при суммировании соизмеримыми с волновым сопротивлением кабеля. В предлагаемом техническом решении гальваническое соединение осуществлено из физической точки снятия питания «а» с нижнего окончания активного полуволнового вибратора 3 и симметрично, с его верхнего окончания из точки «б», перекрестно подключенными соединительными проводниками равной длины 12, 13, 14 и 15, 16, 17 с подключением к рефлектору 6 и директорам 7 и 8. Для согласования сопротивления активного полуволнового вибратора 3 по сопротивлению с учетом электрической нагрузки с параллельным подключением в активный режим рефлектора 6 и директоров 7 и 8, применены устройства шунтового питания 9, 10 и 11, как в схемах классического включения шунтов в диполях. Таким образом, работа предлагаемой направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием подобна работе известных направленных логопериодических антенн.The high input impedance of a half-wave vibrator from either end, when powered from its lower end, is transformed in a known manner to the wave impedance of a cable by choosing the optimal distance from the connection points to the closed end of the line. The use of an open line as a matching element provides low losses with a large transformation ratio. The gain of the "J-antenna" is commensurate with the gain of a classical dipole. When placed in the plane of a half-wave vibrator, in parallel, along the directional axis of the antenna, a number of passive vibrators - a reflector located relative to the direction of radiation behind the active vibrator, as well as directors located in front of the active vibrator makes the antenna device unilaterally directed. The current induced by the radiation of the active vibrator in the reflector creates a voltage. For a reflector, the resistance of which is inductive due to its length greater than 0.5λ, the voltage lags in phase from the voltage in the active vibrator by 270 °. As a result, the radiation of the active vibrator and the reflector in the direction of the reflector is in antiphase, and in the direction of the active vibrator in phase, which leads to an increase in radiation in the direction of the active vibrator, approximately twice. Directors work similarly to a reflector, however, due to the capacitive nature of their resistance (which is determined by their shorter length), radiation is amplified in the direction of the directors. In turn, the radiation of the reflector and directors is possible not only due to induced currents, but also by conduction currents, which is carried out in well-known classical log-periodic antennas with parallel galvanic connection of split vibrators with input resistances at the power points when summed up commensurate with the wave impedance of the cable. In the proposed technical solution, the galvanic connection is made from the physical point of power supply "a" from the lower end of the active half-wave vibrator 3 and symmetrically, from its upper end from point "b", cross-connected connecting conductors of equal length 12, 13, 14 and 15, 16 , 17 with connection to the reflector 6 and directors 7 and 8. To coordinate the resistance of the active half-wave vibrator 3 by resistance, taking into account the electrical load with parallel connection to the active mode of reflector 6 and the director 7 and 8, applied power shunt device 9, 10 and 11 as in Schemes classical inclusion shunts dipoles. Thus, the operation of the proposed directional vertical polarization antenna with resonant power is similar to the operation of the known directional log-periodic antennas.

В свою очередь, версия упрощенной конструкции направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием за счет того, что дополнительный директор дает прибавку усиления, но меньшую, чем предыдущий директор, направленная антенна вертикальной поляризации с резонаторным питанием с одним активным директором 7 (фиг. 3) наиболее оптимальна. Снижение коэффициента усиления на 10-15 процентов компенсируется упрощением конструкции и повышением механической надежности антенного устройства. При этом активный рефлектор 6 и активный директор 7, расположенные в плоскости полуволнового вибратора 18, выполненные в виде двух идентичных угловых элементов, упрощают технологию изготовления антенны. Идентичные угловые элементы - полувибраторы 19 и 20, 21 и 22 с соединительными проводниками 12 и 13, 14 и 15, встречно соединенные между собой по длине устройств шунтового питания 9 и 10, работают однозначно, как и при классическом включении шунтов в диполях.In turn, the simplified version of the directional antenna of vertical polarization with resonant power due to the fact that the additional director gives an increase in gain, but less than the previous director, the directional antenna of vertical polarization with resonant power with one active director 7 (Fig. 3) the most optimal. A 10-15 percent reduction in gain is offset by a simplification of the design and an increase in the mechanical reliability of the antenna device. At the same time, the active reflector 6 and the active director 7, located in the plane of the half-wave vibrator 18, made in the form of two identical angular elements, simplify the manufacturing technology of the antenna. Identical angular elements - half vibrators 19 and 20, 21 and 22 with connecting conductors 12 and 13, 14 and 15, counter-connected along the length of the shunt power devices 9 and 10, work unambiguously, as with the classical inclusion of shunts in dipoles.

Для расширения в горизонтальной плоскости диаграммы направленности и увеличения полосы рабочих частот направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием (фиг. 5) в заявленном устройстве директоры 7 и 8 симметрично разведены от оси направленности в горизонтальной плоскости 23 с образованием угла раскрыва α между собой. В такой реализации, формируемые по направлениям директоров 7 и 8 диаграммы направленности, складываются, расширяя суммарную диаграмму направленности антенны. В качестве непредвиденного эффекта при разведении директоров от оси направленности в горизонтальной плоскости 23 с образованием угла раскрыва α между собой до 2 раз расширяется рабочая полоса частот заявленной антенны относительно выстроенных в одну линию директоров ив 1,5 раза относительно антенны с 1 директором.To expand the horizontal pattern and increase the operating frequency band of the directional vertical polarization antenna with resonant power (Fig. 5) in the claimed device, the directors 7 and 8 are symmetrically separated from the directivity axis in the horizontal plane 23 with the formation of an aperture angle α between themselves. In this implementation, the radiation patterns formed in the directions of the directors 7 and 8 are added up, expanding the total radiation pattern of the antenna. As an unforeseen effect, when the directors are diverged from the directivity axis in the horizontal plane 23 with the formation of an aperture angle α between themselves, the operating frequency band of the declared antenna is expanded up to 2 times relative to the aligned willows 1.5 times relative to the antenna with 1 director.

Компьютерное моделирование конструкции полностью подтверждает теоретические предпосылки при разработке технического решения направленной антенны вертикальной поляризации с резонаторным питанием. Расчетные коэффициенты усиления для антенны на 434 МГц у заявленного технического решения 9dBi, у антенны с одним директором 8,3dBi и у антенны с расширенной диаграммой направленности 8dBi., Ширина диаграмм направленностей, 70; 80; 90 и полосы рабочих частот 5,5 МГц; 10 МГц; 15 МГц - соответственно.Computer simulation of the structure fully confirms the theoretical background in the development of a technical solution for a directional antenna of vertical polarization with resonant power. The calculated gain for the antenna at 434 MHz for the claimed technical solution is 9dBi, for an antenna with one director 8.3dBi and for an antenna with an expanded radiation pattern of 8dBi., Width of radiation patterns, 70; 80; 90 and 5.5 MHz operating frequency bands; 10 MHz; 15 MHz - respectively.

Были организованы испытания заявленной антенны, результаты которых полностью подтвердили данные компьютерного моделирования.Tests of the claimed antenna were organized, the results of which fully confirmed the data of computer simulation.

Claims (2)

1. Направленная антенна вертикальной поляризации с резонаторным питанием, выполненная в виде двух жестко связанных металлических стержней, содержащая полуволновой вибратор, запитанный с его нижнего окончания через согласующее устройство в виде четвертьволновой открытой линии, замкнутой на нижнем конце, с вертикально расположенными параллельно оси полуволнового вибратора рефлектором и директорами, отличающаяся тем, что рефлектор и директоры выполнены активными с устройствами шунтового питания и перекрестно подключены соединительными проводниками равной длины к окончаниям полуволнового вибратора.1. Directional antenna of vertical polarization with resonant power, made in the form of two rigidly connected metal rods, containing a half-wave vibrator, powered from its lower end through a matching device in the form of a quarter-wave open line closed at the lower end, with a reflector vertically arranged parallel to the axis of the half-wave vibrator and directors, characterized in that the reflector and directors are made active with shunt power devices and cross-connected mi conductors of equal length to the ends of the half-wave vibrator. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что два идентичных директора, выполненные активными с устройствами шунтового питания и перекрестно подключенные соединительными проводниками равной длины к окончаниям полуволнового вибратора, симметрично разведены от оси направленности в горизонтальной плоскости с образованием угла раскрыва α между собой.2. The antenna according to claim 1, characterized in that two identical directors, made active with shunt power devices and cross-connected by connecting conductors of equal length to the ends of the half-wave vibrator, are symmetrically separated from the directivity axis in the horizontal plane with the formation of an aperture angle α between themselves.
RU2019106752A 2019-03-11 2019-03-11 Directed vertical polarization antenna with resonator power supply RU2705745C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106752A RU2705745C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Directed vertical polarization antenna with resonator power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106752A RU2705745C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Directed vertical polarization antenna with resonator power supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705745C1 true RU2705745C1 (en) 2019-11-11

Family

ID=68579473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106752A RU2705745C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Directed vertical polarization antenna with resonator power supply

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705745C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747516C1 (en) * 2020-06-26 2021-05-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Quasi-shunt directional antenna with resonator power

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU18020U1 (en) * 2001-01-15 2001-05-10 Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" DIRECTED VERTICAL POLARIZATION ANTENNA
RU19967U1 (en) * 2001-05-28 2001-10-10 Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" DIRECTED VERTICAL POLARIZATION ANTENNA WITH COAXIAL MATCHING
RU49369U1 (en) * 2005-06-22 2005-11-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" DOUBLE FRAME DIRECTOR DIRECTED ANTENNA
CN202917643U (en) * 2012-11-26 2013-05-01 江苏联海通信技术有限公司 WIFI dual-polarization directional antenna

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU18020U1 (en) * 2001-01-15 2001-05-10 Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" DIRECTED VERTICAL POLARIZATION ANTENNA
RU19967U1 (en) * 2001-05-28 2001-10-10 Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие государственного унитарного предприятия Военно-промышленного комплекса "МАПО" DIRECTED VERTICAL POLARIZATION ANTENNA WITH COAXIAL MATCHING
RU49369U1 (en) * 2005-06-22 2005-11-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Рязанский Приборный Завод" DOUBLE FRAME DIRECTOR DIRECTED ANTENNA
CN202917643U (en) * 2012-11-26 2013-05-01 江苏联海通信技术有限公司 WIFI dual-polarization directional antenna

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747516C1 (en) * 2020-06-26 2021-05-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") Quasi-shunt directional antenna with resonator power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5745582B2 (en) Antenna and sector antenna
KR20070055636A (en) A dual band phased array employing spatial second harmonics
JP2006174095A (en) Polarization switching antenna equipment
CN109411876B (en) Antenna and communication equipment
KR20130125361A (en) Smart antenna for wireless communications
TWI532256B (en) Methods for reducing near-field radiation and specific absorption rate (sar) values in communications devices
RU2705745C1 (en) Directed vertical polarization antenna with resonator power supply
KR101090113B1 (en) Radiation member using a dielectric member and antenna including the same
RU2580406C1 (en) Broadband directional zigzag quasi-shunt-fed antenna
RU2747516C1 (en) Quasi-shunt directional antenna with resonator power
RU190823U1 (en) Antenna of circular polarization of quasi-null "clover" with resonator power
JP2020098999A (en) Antenna device and radio terminal
RU2640095C2 (en) Milkin-kalitenkov triangle-arc circular polarization antenna
RU164857U1 (en) DIRECTED DIRECTOR ANTENA
JP2008060764A (en) Horizontal polarization omnidirectional antenna
US6967629B2 (en) Low profile antenna
RU161594U1 (en) Fragment of a multi-element controlled strip of a phased antenna array L RANGE
RU188892U1 (en) Circular polarized “clover” antenna with capacitive quasi shunts
JP5885011B1 (en) Antenna device and communication device
RU2636259C1 (en) Dual-polarized dipole antenna
RU223759U1 (en) Antenna amplifier of circular polarization with orthogonal polarization inclined vibrators
RU2378749C1 (en) Combined broadband television antenna
RU2231179C1 (en) Antenna
RU2556421C2 (en) Combined shipborne quasi-collinear antenna for automatic identification system
RU187840U1 (en) Antenna of circular polarization coaxial "clover"

Legal Events

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

Effective date: 20210312