RU2708098C1

RU2708098C1 - Antenna system with circular pattern for several transmitters

Info

Publication number: RU2708098C1
Application number: RU2019114804A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Сергеев; Владимир Андреевич Шуваев; Евгений Михайлович Красов; Виктор Григорьевич Маркин
Original assignee: Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2019-12-04

Abstract

FIELD: radio equipment.SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in signal transmission systems using several transmitters emitting signals in spaced apart frequency bands and forming a circular pattern in the azimuth plane. Antenna system with circular diagrams of directives for several transmitters consists of an insulating radiotransparent housing, inside which there are N antennae, each of which consists of a half-wave dipole located one above the other on one vertical line with a circular pattern in the horizontal plane and zero in the vertical direction on the pipe of insulating material, inside which coaxial cables pass, connecting each antenna to the corresponding radio signal transmitter.EFFECT: technical result consists in provision of decoupling between transmitters, absence of losses between transmitters and antennas and circular pattern for each transmitter.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах передачи сигналов с применением нескольких передатчиков, излучающих сигналы в разнесенных полосах частот и формирующих круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in signal transmission systems using several transmitters emitting signals in spaced frequency bands and forming a circular radiation pattern in the azimuthal plane.

Известно устройство для работы нескольких передатчиков на одну антенну [1], состоящее из антенны, общего фидера, передатчиков с отдельными фидерными линиями, в которые до их соединения в общий фидер включены системы Лехера, пропускающие волну своего передатчика и запирающие волны остальных передатчиков.A device is known for operating several transmitters per antenna [1], consisting of an antenna, a common feeder, transmitters with separate feeder lines, into which Leher systems are included in the common feeder, transmitting the wave of their transmitter and blocking the waves of the remaining transmitters.

Недостатком данного устройства является то, что реализуемая в нем схема устранения взаимных влияний между передатчиками за счет включения в фидерную линию каждого передатчика системы Лехера эффективна для двух передатчиков. Эффективность устройства снижается при включении в его состав трех и большего числа передатчиков, тем более, если они работают на разнесенных частотах. При этом конструктивное исполнение устройства существенно усложняется.The disadvantage of this device is that the scheme implemented in it to eliminate mutual influences between transmitters by including each transmitter in the feeder line of the Leher system is effective for two transmitters. The efficiency of the device decreases when three or more transmitters are included in its structure, especially if they operate at separated frequencies. Moreover, the design of the device is significantly complicated.

Известно устройство, в котором работа двух передатчиков с близкими частотами осуществляется на одну антенную систему [2], состоящее из двух передатчиков подключенных к антенной системе, имеющей несколько антенн (две антенны), которые расположены параллельно друг другу.A device is known in which the operation of two transmitters with close frequencies is carried out on one antenna system [2], consisting of two transmitters connected to an antenna system having several antennas (two antennas) that are parallel to each other.

Недостатком данного устройства является то, что данному техническому решению свойственна изрезанность диаграммы направленности для каждого передатчика из-за взаимного влияния антенн, что приводит к потерям излучаемой мощности в отдельных направлениях. С ростом числа передатчиков и соответствующих антенн потери мощности будут увеличиваться.The disadvantage of this device is that this technical solution is characterized by a rugged radiation pattern for each transmitter due to the mutual influence of the antennas, which leads to loss of radiated power in separate directions. With an increase in the number of transmitters and associated antennas, the power loss will increase.

Целью предлагаемого изобретения является разработка антенной системы для нескольких работающих на разных частотах передатчиков, обеспечивающей развязку между передатчиками при отсутствии потерь между передатчиками и антеннами и круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости для каждого передатчика.The aim of the invention is the development of an antenna system for several transmitters operating at different frequencies, providing isolation between transmitters in the absence of losses between transmitters and antennas and a circular radiation pattern in the azimuthal plane for each transmitter.

Поставленная цель достигается тем, что антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков состоит из изоляционного радиопрозрачного корпуса, внутри которого вертикально размещено N антенн, каждая из которых представляет собой полуволновый вибратор, размещенных друг над другом на трубе из изоляционного материала, внутри которой проходят N коаксиальных кабелей, соединяющих каждую антенну с соответствующим передатчиком радиосигнала.This goal is achieved in that the antenna system with circular radiation patterns for several transmitters consists of an insulating radio-transparent body, inside of which vertically placed N antennas, each of which is a half-wave vibrator, placed one above the other on a pipe of insulating material, inside of which N coaxial cables connecting each antenna to the corresponding radio transmitter.

Технический результат заключается в обеспечении развязки между передатчиками, отсутствии потерь между передатчиками и антеннами и круговой диаграммы направленности для каждого передатчика.The technical result consists in providing isolation between the transmitters, the absence of losses between the transmitters and antennas and a circular radiation pattern for each transmitter.

Сущность изобретения поясняется рисунками. На Фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемой антенной системы с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков, на Фиг. 2 приведено место А подключения фидерной линии к плечам полуволнового вибратора.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 is a structural diagram of the proposed antenna system with pie patterns for several transmitters, FIG. 2 shows the location A connecting the feeder line to the shoulders of a half-wave vibrator.

Антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков состоит из антенной системы 1 в виде корпуса 1.1, внутри которого размещена труба 1.2 с расположенными на ней антеннами 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N.The antenna system with pie charts for several transmitters consists of antenna system 1 in the form of a housing 1.1, inside which a pipe 1.2 with antennas 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N located on it is placed.

Каждая антенна 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N соединена с соответствующим передатчиком радиосигнала 2.1, 2.2, …, 2.N отдельным коаксиальным кабелем 3.1, 3.2, …, 3.N, проходящим через внутреннюю полость трубы 1.2.Each antenna 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N is connected to the corresponding radio signal transmitter 2.1, 2.2, ..., 2.N by a separate coaxial cable 3.1, 3.2, ..., 3.N, passing through the internal cavity of the pipe 1.2.

Отдельные коаксиальные кабели 3.1, 3.2, …, 3.N проходят через внутреннюю полость трубы 1.2 и выходят на внешнюю сторону трубы 1.2 к соответствующей антенне 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N через отверстия 1.2.1.Separate coaxial cables 3.1, 3.2, ..., 3.N pass through the internal cavity of the pipe 1.2 and go to the outside of the pipe 1.2 to the corresponding antenna 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N through the holes 1.2.1.

Отверстие 1.2.1 располагается между вибраторами антенн 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N.The hole 1.2.1 is located between the vibrators of the antennas 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N.

Каждая антенна 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N отделена друг от друга изолятором 4.Each antenna 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N is separated from each other by insulator 4.

Каждая антенна 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N представляет собой полуволновый вибратор λ/2, у которого каждое плечо равно λ/4.Each antenna 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N is a half-wave vibrator λ / 2, in which each arm is equal to λ / 4.

Антенны 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N располагаются на трубе 1.2 друг над другом на одной вертикальной линии с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и нулем в вертикальном направлении.Antennas 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N are located on the pipe 1.2 one above the other in the same vertical line with a circular radiation pattern in the horizontal plane and zero in the vertical direction.

Центральные жилы коаксиальных кабелей 3.1, 3.2, …, 3.N соединены с верхними плечами вибраторов антенн 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N, а оплетки соединены с нижними плечами вибраторов антенн 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N соответственно.The central veins of coaxial cables 3.1, 3.2, ..., 3.N are connected to the upper arms of the antenna vibrators 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N, and the braids are connected to the lower arms of the antenna vibrators 1.3.1, 1.3.2, ... , 1.3.N, respectively.

Антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков работает следующим образом. Передатчики радиосигнала 2.1, 2.2, …, 2.N генерируют радиосигналы, которые по коаксиальным кабелям 3.1, 3.2, …, 3.N передаются на антенны 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N. Антенны 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N, получив сгенерированный радиосигнал, излучают его, обеспечивая круговую диаграмму направленности для каждого передатчика радиосигнала 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N и развязку между передатчиками.The antenna system with pie patterns for several transmitters works as follows. Radio transmitters 2.1, 2.2, ..., 2.N generate radio signals that are transmitted via coaxial cables 3.1, 3.2, ..., 3.N to antennas 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N. Antennas 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N, having received the generated radio signal, emit it, providing a circular radiation pattern for each transmitter of the radio signal 1.3.1, 1.3.2, ..., 1.3.N and the isolation between the transmitters.

Предлагаемая антенная система с круговой диаграммой направленности для нескольких передатчиков наиболее целесообразна для реализации в дециметровом диапазоне длин волн, в котором обеспечивается компактность устройства при невысокой массе, и может быть использована в системах вещания и сотовой связи, в том числе реализующей технологию MIMO (Multiple Input Multiple Output), а также других системах, использующих несколько полос частот и предполагающих равномерное покрытие зоны обслуживания независимо от направления.The proposed antenna system with a circular radiation pattern for several transmitters is most suitable for implementation in the decimeter wavelength range, which ensures the compactness of the device at low mass, and can be used in broadcast and cellular communication systems, including those implementing MIMO technology (Multiple Input Multiple) Output), as well as other systems using several frequency bands and assuming uniform coverage of the service area regardless of direction.

Литература.Literature.

1. Авторское свидетельство на изобретение 39849 SU, МПК Н03Н 7/46. Устройство для работы нескольких передатчиков на одну антенну / Г.Я. Михельсон (SU); Г.Я. Михельсон (SU). - №138180; заявлено 28.11.1933; Опубл. 30.11.1934.1. Copyright certificate for the invention 39849 SU, IPC Н03Н 7/46. A device for the operation of several transmitters on one antenna / G.Ya. Michelson (SU); G.Ya. Michelson (SU). - No. 138180; claimed 11/28/1933; Publ. 11/30/1934.

2. Вунтесмери В.С., Красилич Г.П. Работа двух передатчиков с близкими частотами на одну антенную систему. Электроника и связь 4. Тематический выпуск «Электроника и нанотехнологии», 2010. С. 198-201.2. Vuntesmeri V.S., Krasilich G.P. The work of two transmitters with close frequencies on one antenna system. Electronics and communication 4. Thematic issue "Electronics and Nanotechnology", 2010. P. 198-201.

Claims

Antenna system with circular radiation patterns for several transmitters, consisting of N antennas, characterized in that the antenna system is made in an insulating radio-transparent body, inside which there are N antennas, each of which consists of a half-wave vibrator located one above the other on the same vertical line with in a circular radiation pattern in the horizontal plane and zero in the vertical direction, on a pipe of insulating material, inside of which coaxial cables pass, connecting each antenna with a corresponding radio signal transmitter.