RU2713163C1 - Method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna that implements it - Google Patents
Method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna that implements it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713163C1 RU2713163C1 RU2019122874A RU2019122874A RU2713163C1 RU 2713163 C1 RU2713163 C1 RU 2713163C1 RU 2019122874 A RU2019122874 A RU 2019122874A RU 2019122874 A RU2019122874 A RU 2019122874A RU 2713163 C1 RU2713163 C1 RU 2713163C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- antenna elements
- phase
- antenna array
- phase centers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
- H01Q11/08—Helical antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
- H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и предназначено, в частности, для использования в системах подвижной и стационарной связи: сухопутной, воздушной, морской в метровом и дециметровом диапазонах.The invention relates to the field of radio engineering and is intended, in particular, for use in mobile and stationary communication systems: land, air, sea in the meter and decimeter ranges.
Известен способ передачи сигналов через всенаправленную кольцевую логопериодическую антенную решетку вертикальной поляризации (патент на изобретение RU2587495, МПК H01Q11/10, H01Q21/20, опубл. 20.06.2016 г.), основанный на разделении полной рабочей полосы частот на два диапазона частот передачи, при этом для каждого из диапазонов выделяют свои секции антенной решетки, назначают передаваемым сигналам канал передачи, распределяют назначенные каналы по диапазонам передачи и передают сигнал через соответствующие секции антенной решетки. Диапазон работы секции определен максимальным радиусом удаления фазового центра вдоль фидерной линии логопериодических антенных элементов (далее ЛПАЭ). Таким образом, широкополосность системы обусловлена снижением влияния эффекта увеличения электрического радиуса решетки, за счет масштабирования ЛПАЭ для каждого из диапазонов полной рабочей полосы. Недостатком данного способа является усложненная фидерная система, требующая отдельных устройств сложения мощности и диаграммобразования для каждого из диапазонов, и кроме того частотно-разделительных устройств. Использование в качестве антенных элементов (далее АЭ) логопериодических антенн, отличающихся подвижным фазовым центром, перемещающимся с ростом частоты от длинных к коротким излучателям ЛПАЭ, влечет за собой большее изменение электрического радиуса решетки, нежели при использовании АЭ с неподвижным (фиксированным) фазовым центром.A known method of transmitting signals through an omnidirectional ring log-periodic antenna array of vertical polarization (patent for invention RU2587495, IPC H01Q11 / 10, H01Q21 / 20, published on 06/20/2016), based on the division of the full working frequency band into two transmission frequency ranges, with in this case, for each of the ranges, their sections of the antenna array are allocated, the transmission channel is assigned to the transmitted signals, the assigned channels are distributed among the transmission ranges and the signal is transmitted through the corresponding sections of the antenna array. The range of operation of the section is determined by the maximum radius of removal of the phase center along the feeder line of log-periodic antenna elements (hereinafter LPAE). Thus, the broadband of the system is due to a decrease in the effect of an increase in the electric radius of the lattice due to the scaling of the LPAE for each of the ranges of the full working band. The disadvantage of this method is the complicated feeder system, requiring separate power addition devices and beamforming for each of the ranges, and in addition, frequency separation devices. The use of log periodic antennas as antenna elements (hereinafter referred to as AEs), characterized by a moving phase center, moving with increasing frequency from long to short emitters of the LPAE, entails a greater change in the electric radius of the grating than when using AEs with a fixed (fixed) phase center.
Известен метод CSA (current sheet array) ([1] c. 583-586), принятый за прототип, предусматривающий создание антенной решетки в виде системы сильно связанных АЭ. Антенная система (решетка), построенная по методу CSA, отличается тем, что имеет большую широкополосность в область низких частот по сравнению с отдельным составляющим ее элементом. Метод включает размещение АЭ как в вертикальной (относительно экрана), так и в горизонтальной (взаимное) плоскостях, таким образом, чтобы расстояние между соседними АЭ не превышало половины наименьшей длины волны в рабочем диапазоне, что в свою очередь обеспечивает отсутствие побочных минимумов/максимумов диаграммы направленности (далее ДН) решетки. Система построена так, чтобы емкостная связь между АЭ обеспечивала согласование в нижней части рабочего диапазона антенной решетки там, где АЭ не обеспечивает (в виду своего малого электрического размера (произведение волнового числа (отношение 2π к длине волны) на половину максимального габаритного размера антенного элемента, составляет величину не более 0,5 [1] с.475) согласование с трактом. Недостатком известного метода является снижение коэффициента усиления (далее КУ) в отношении коэффициента полезного действия (далее КПД), вследствие запасания части энергии, подводимой к АЭ, в областях сильной емкостной связи.The known method CSA (current sheet array) ([1] p. 583-586), adopted as a prototype, providing for the creation of an antenna array in the form of a system of strongly coupled AEs. The antenna system (array), constructed by the CSA method, is characterized in that it has a greater broadband in the low frequency region compared to its individual component. The method includes placing AEs both in the vertical (relative to the screen) and horizontal (mutual) planes, so that the distance between adjacent AEs does not exceed half the shortest wavelength in the operating range, which in turn ensures the absence of side minima / maxima of the diagram directivity (hereinafter NAM) of the lattice. The system is designed so that the capacitive coupling between the AEs ensures matching in the lower part of the operating range of the antenna array where the AE does not provide (in view of its small electrical size (the product of the wave number (ratio 2π to wavelength) and half the maximum overall size of the antenna element, is a value of not more than 0.5 [1] p. 475) matching with the path The disadvantage of this method is to reduce the gain (hereinafter KU) in relation to the efficiency (hereinafter referred to as efficiency), due to Pasanen of the energy supplied to the AE in the strong capacitive coupling.
Известна комбинированная «квазикарусельная» антенна (патент на изобретение RU2469448, МПК H01Q19/00, опубл. 10.12.2012 г.), содержащая 4 размещенных по периметру симметричных вибратора (АЭ) с центральным питанием, выполненных из двух квадратно-рамочных элементов с разомкнутыми проводниками в боковых углах и замкнутыми проводниками в верхних и нижних углах. Выполнение квадратно-рамочных АЭ выгнутыми относительно центральной точки окружности квадратно-рамочного полотна влечет за собой увеличение электрического радиуса решетки АЭ, что, в свою очередь, снижает верхнюю границу рабочего диапазона антенны. Выполнение АЭ в виде квадратно-рамочных элементов является диапазонным решением, что также ограничивает рабочую полосу антенны.Known combined "quasicarrier" antenna (patent for invention RU2469448, IPC H01Q19 / 00, published December 10, 2012) containing 4 centrally-mounted symmetrical vibrators (AEs) made of two square-frame elements with open conductors in the lateral corners and closed conductors in the upper and lower corners. The implementation of the square-frame AE curved relative to the center point of the circumference of the square-frame web entails an increase in the electric radius of the AE grating, which, in turn, reduces the upper boundary of the antenna operating range. The implementation of AE in the form of square-frame elements is a range solution, which also limits the working band of the antenna.
Известна антенна с отражателем (патент DE102005003685, МПК H01Q 9/28, опубл. 03.08.2006 г.), работающая в диапазоне от 180 до 600 МГц, принятая за прототип, содержащая, по меньшей мере, один отражатель и, по меньшей мере, один излучатель (антенный элемент), расположенный на некотором расстоянии от отражателя, при этом излучатель дипольный и состоит из двух обращенных друг к другу элементов, представляющих собой сечение трехосного эллипсоида. Таким образом, излучатели синфазные и обладают фиксированным фазовым центром. Наиболее благоприятный режим работы достигается при использовании восьми излучателей. Работа в широкой полосе частот обеспечена не только за счет широкополосного согласования излучателя, но и за счет взаимного размещения АЭ и расстояния между ними (для обеспечения должного электрического радиуса антенной решетки, требуемого для сохранения квазивсенаправленной формы диаграммы направленности (далее ДН)). Недостаток антенны заключается в том, что для достижения наиболее благоприятного режима работы необходимо использовать большое количество излучателей (восемь), что обуславливает снижение эффективности системы (мощность делится на 8 каналов) и относительно большой габаритный размер (согласно с.5 описания оптимальный размер антенной системы из восьми АЭ составляет около 800 мм, т.е. для частоты 180 МГц примерно 0,48 длины волны).A known antenna with a reflector (patent DE102005003685, IPC H01Q 9/28, published 03.08.2006), operating in the range from 180 to 600 MHz, adopted as a prototype, containing at least one reflector and at least one emitter (antenna element) located at a certain distance from the reflector, while the emitter is dipole and consists of two elements facing each other, which are a section of a triaxial ellipsoid. Thus, the emitters are in-phase and have a fixed phase center. The most favorable operating mode is achieved using eight emitters. Work in a wide frequency band is ensured not only due to the broadband matching of the emitter, but also due to the mutual arrangement of the AE and the distance between them (to ensure the proper electric radius of the antenna array, required to maintain the quasi-directional shape of the radiation pattern (hereinafter referred to as the radiation pattern). The disadvantage of the antenna is that in order to achieve the most favorable operating mode, it is necessary to use a large number of emitters (eight), which leads to a decrease in system efficiency (power is divided into 8 channels) and a relatively large overall size (according to
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении широкой полосы рабочих частот при сохранении эффективности и малого габаритного размера.The technical result to which the invention is directed is to provide a wide band of operating frequencies while maintaining efficiency and small overall size.
Для достижения указанного технического результата способ построения всенаправленной кольцевой антенной решетки, при котором размещают АЭ с фиксированным фазовым центром таким образом, чтобы расстояние между фазовыми центрами соседних АЭ не превышало половины наименьшей длины волны в рабочем диапазоне и организуют связь между АЭ с обеспечением согласования кольцевой антенной решетки с фидерным трактом на наибольшей длине волны рабочего диапазона, заключается в том, что АЭ выбирают электрически полноразмерным (т.е. величина электрического размера больше 0,5 [2]), а связь между АЭ выполняют гальванической таким образом, что АЭ имеют общий неразрывный геометрический контур излучающей части, электрически удлинены (т.е. электрический размер увеличился) и в них установлен режим бегущей волны.To achieve the specified technical result, a method of constructing an omnidirectional ring antenna array, in which AEs with a fixed phase center are placed so that the distance between the phase centers of adjacent AEs does not exceed half the smallest wavelength in the operating range and organize a connection between AEs with matching ring antenna array with a feeder path at the longest wavelength of the operating range, the AE is electrically electrically full-sized (i.e. size larger than 0.5 [2]), and the connection between the AEs is galvanic in such a way that the AEs have a common inextricable geometric contour of the radiating part, are electrically elongated (ie, the electric size has increased), and the traveling wave mode is established in them.
Указанный технический результат в антенне содержащей АЭ с фиксированными фазовыми центрами, образующие всенаправленную антенную решетку, при этом АЭ запитаны синфазно достигается за счет того, что каждый АЭ электрически соединен с соседним своим окончанием, АЭ выполнены в виде двухзаходных спиральных антенн и расстояние между фазовыми центрами АЭ не более половины наименьшей длины волны в рабочем диапазоне. АЭ могут быть выполнены в виде вогнутого эллипсоида. Для оптимального режима работы количество АЭ выбирается равным трем. Антенна может быть снабжена рефлектором.The specified technical result in an antenna containing AEs with fixed phase centers, forming an omnidirectional antenna array, while the AEs are fed in-phase is achieved due to the fact that each AE is electrically connected to its neighboring end, the AEs are made in the form of double-helical antennas and the distance between the AE phase centers no more than half of the smallest wavelength in the operating range. AE can be made in the form of a concave ellipsoid. For optimal operation, the number of AEs is selected equal to three. The antenna can be equipped with a reflector.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид антенны; на фиг.2 – пример конструкции, в состав которой входит антенна; на фиг. 3 – зависимость коэффициента перекрытия кольцевой антенной решетки от количества АЭ; на фиг. 4 – общий вид антенны, АЭ которой выполнены в виде вогнутых эллипсоидов; на фиг. 5 – форма ДН в азимутальной плоскости на частотах 300, 500 и 645 МГц; на фиг. 6 – форма ДН в азимутальной плоскости на частотах 1000, 1100 и 1200 МГц; на фиг.7 – график зависимости КСВ (коэффициента стоячей волны) антенны из изолированных и самонагруженных АЭ. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the antenna; figure 2 is an example of a structure comprising an antenna; in FIG. 3 - dependence of the overlap coefficient of the annular antenna array on the number of AEs; in FIG. 4 is a general view of an antenna whose AE is made in the form of concave ellipsoids; in FIG. 5 - shape of the pattern in the azimuthal plane at frequencies of 300, 500 and 645 MHz; in FIG. 6 - the shape of the pattern in the azimuthal plane at frequencies of 1000, 1100 and 1200 MHz; 7 is a graph of the dependence of the SWR (standing wave coefficient) of the antenna from isolated and self-loaded AE.
Антенна представляет собой синфазную эквидистантную кольцевую антенную решетку АЭ 1 с фиксированными фазовыми центрами (см. фиг. 1). Для обеспечения работоспособности антенна также может содержать делитель мощности и фидеры (на фиг. не показаны, фидеры могут быть исключены из конструкции при непосредственном подключении АЭ 1 к делителю мощности), либо антенна может содержать отдельные фидерные тракты (по количеству АЭ 1), которые подключаются к приемнику/передатчику. АЭ 1 запитаны синфазно и каждый АЭ 1 гальванически соединен своим окончанием с соседним. На фиг.1 также обозначена излучающая щель 2 АЭ 1 и микрополосковая линия 3. На фиг. 2 представлен пример конструкции на основе представленной антенны, в которой дополнительно введен диэлектрический каркас 4, металлическое основание 5, металлическая крышка 6, радиопрозрачный кожух 7, металлический корпус 8 и крепление к антенно-мачтовому устройству 9.The antenna is an in-phase equidistant annular
В качестве АЭ 1 могут быть использованы магнитные (щелевые) или электрические излучатели с фиксированными фазовыми центрами. В качестве конкретного примера реализации рассматривается антенна, включающая АЭ 1 в виде двухзаходных спиральных антенн (с круговой поляризацией).As
Количество и взаимное расположение АЭ 1 определяют широкоплосность антенны в смысле сохранения квазивсенаправленной формы ДН в азимутальной плоскости. Причём широкополосность кольцевой антенной решетки ограничена не только широкоплосностью АЭ 1, а также взаимным удалением фазовых центров АЭ 1. Это обусловлено следующим:The number and relative position of
Для сохранения круговой поляризации наибольшая длина волны рабочего диапазона связана с максимальным габаритным размером АЭ 1 следующим соотношением [5]:To maintain circular polarization, the largest wavelength of the operating range is associated with the maximum overall size of
(1) (1)
где 2а – габаритный размер антенного элемента;where 2A is the overall size of the antenna element;
– длина волны, соответствующая нижней рабочей частоте антенны. - the wavelength corresponding to the lower working frequency of the antenna.
Верхнюю рабочую частоту (соответствующую наименьшей длине волны рабочего диапазона) ограничивает то, что с ростом частоты растёт и электрическое расстояние между фазовыми центрами АЭ 1, что в свою очередь вызывает организацию побочных максимумов/минимумов в азимутальной ДН и, следовательно, ухудшению ее равномерности. Согласно [3] расстояние между фазовыми центрами АЭ 1 не должно превышать половины длины волны, т.е. справедливо следующее выражение:The upper working frequency (corresponding to the shortest wavelength of the working range) is limited by the fact that with increasing frequency the electric distance between the phase centers of
(2) (2)
где R – электрический радиус кольцевой антенной решетки; where R is the electric radius of the annular antenna array;
N – количество АЭ 1;N is the amount of
– длина волны, соответствующая верхней рабочей частоте антенны. - the wavelength corresponding to the upper working frequency of the antenna.
Из геометрических соображений радиус кольцевой антенной решетки определяется как For geometric reasons, the radius of the ring antenna array is defined as
(3) (3)
Соответственно коэффициент перекрытия рабочего диапазона, равный отношению наибольшей частоты диапазона рабочих частот к наименьшей частоте этого же диапазона, определяется следующим выражением:Accordingly, the coefficient of overlap of the operating range, equal to the ratio of the highest frequency of the range of operating frequencies to the lowest frequency of the same range, is determined by the following expression:
(4) (4)
где k – коэффициент перекрытия рабочего диапазона частот.where k is the coefficient of overlap of the working frequency range.
Согласно фиг. 3 (пунктирная линия) наибольший коэффициент перекрытия (соответствующий наиболее широкому диапазону рабочих частот антенны) обеспечен при количестве АЭ 1 равным трём. Одновременно при всенаправленной работе эквивалентная излученная в пространство мощность окажется наибольшей при наименьшем количестве АЭ 1. Наибольший коэффициент усиления при сохранении квазивсенаправленной ДН кольцевая антенная решетка будет иметь при наименьшем количестве элементов. Как показывают расчет и натурные эксперименты два АЭ 1 не обеспечивают достаточную равномерность ДН и сохранение круговой поляризации всей кольцевой антенной решетки. Таким образом, наибольший коэффициент усиления при сохранении квазивсенаправленной ДН антенны будет обеспечен при выборе количества АЭ 1 равным трём.According to FIG. 3 (dashed line) the largest overlap coefficient (corresponding to the widest range of operating frequencies of the antenna) is provided when the number of
При достижении минимума АЭ 1 их четное или нечетное количество определяет широкополосность по критерию всенаправленности ДН. Форма ДН в азимутальной плоскости может быть определена согласно (5) [4]:When the
где F(φ) – ненормированная ДН эквидистантной кольцевой антенной решетки по азимутальному углу φ;where F (φ) is the unnormalized pattern of the equidistant annular antenna array along the azimuthal angle φ;
n = 1, …, N – порядковый номер АЭ;n = 1, ..., N is the serial number of the AE;
λ – рабочая длина волны.λ is the working wavelength.
Вычисленные значения коэффициента перекрытия (нижняя граница рабочего диапазона выбрана согласно (1), верхняя из условия сохранения равномерности (неравномерность не более 3 дБ) ДН, определенной (5)) приведены на фиг. 3 сплошной линией.The calculated values of the overlap coefficient (the lower boundary of the operating range is selected according to (1), the upper one from the condition for maintaining uniformity (unevenness of not more than 3 dB) of the DN determined (5)) is shown in FIG. 3 solid line.
Анализ фиг. 3 (сплошная линия) показывает, что наибольший коэффициент перекрытия соответствует нечетному количеству АЭ 1 (поскольку при четном количестве АЭ 1 и их эквидистантном размещении в кольцевой антенной решетке количество противофазных векторов напряженности поля одинаково и они компенсируют друг друга, для нечетного же количества АЭ 1 остается некомпенсированный вектор напряженности поля).The analysis of FIG. 3 (solid line) shows that the largest overlap coefficient corresponds to an odd number of AE 1 (since with an even number of
На основании вышеизложенного количество АЭ 1 должно быть минимальным и нечетным для обеспечения наибольшей широкополосности при сохранении квазивсенаправленной формы ДН антенны, что подтверждается проведенными исследованиями, результаты которых приведены на фиг. 5, 6.Based on the foregoing, the number of
Каждый АЭ 1 является самонагруженным, т.е. своим окончанием связан гальванически с соседним АЭ 1, что обеспечивает не только электрическое удлинение АЭ 1, но и режим бегущей волны в элементе для низкочастотной области рабочего диапазона частот, что в свою очередь расширяет нижнюю границу последнего. Это позволяет уменьшить габаритный размер АЭ 1, уменьшить электрический радиус решетки, и тем самым увеличить верхнюю частоту рабочего диапазона антенны.Each
Диэлектрический каркас 4 служит для обеспечения жесткости конструкции. Металлическая крышка 6 и металлическое основание 5 используются для экранирования сигнала, отраженного от подстилающей поверхности и других близ расположенных металлических конструкций. Радиопрозрачный кожух 7 служит для защиты от воздействующих факторов окружающей среды. В металлическом корпусе 8 может быть размещен делитель мощности или фидерные тракты. Крепление к антенно-мачтовому устройству 9 позволяет установить антенну на объекте.The
На фиг.7 сплошной линией изображен график зависимости КСВ решетки самонагруженных АЭ от частоты, линией с точками изображен график зависимости КСВ решетки изолированных АЭ от частоты. Согласно опытным данным и анализа фиг.7 примененный в изобретении, принцип самонагружения АЭ 1 позволяет расширить рабочий диапазон в область низких частот примерно в 1,2 раза. In Fig. 7, the solid line shows a graph of the dependence of the SWR of a lattice of self-loaded AEs on frequency, the line with dots shows a graph of the dependence of the SWR of an array of isolated AEs on frequency. According to the experimental data and analysis of Fig. 7 applied in the invention, the principle of self-loading of
Для большего сближения фазовых центров и увеличения верхней частоты рабочего диапазона, форму АЭ 1 выбирают вогнутой (например, в виде эллипсоида) (см. фиг. 4).To bring the phase centers closer together and increase the upper frequency of the operating range, the
Для повышения коэффициента усиления в состав антенны может входить рефлектор (размещенный в центре кольцевой антенной решетки).To increase the gain, the antenna may include a reflector (located in the center of the annular antenna array).
Антенна работает следующим образом. The antenna works as follows.
В качестве примера будет рассмотрена антенна, содержащая делитель мощности и фидеры. Синфазное доведение сигнала от передатчика до АЭ 1 обеспечено делителем мощности и фидерами. Количество фидеров и выходов делителя мощности соответствует количеству АЭ 1. Делитель мощности разделяет сигнал от передатчика и через фидеры разделенные равноамплитудные и синфазные сигналы поступают к АЭ. Принцип работы АЭ 1 основан на построении его как квазисамодополнительной двухзаходной спиральной щелевой антенны с фидерным устройством в виде микрополосковой линии 3 переменной ширины. Каждый АЭ 1 имеет гальваническую связь с соседним АЭ 1 (за счет общего непрерывного контура излучающей щели 2), что обеспечивает не только электрическое удлинение АЭ 1, но и режим бегущей волны в элементе для низкочастотной области рабочего диапазона частот. При подаче сигнала на вход АЭ 1 микрополосковые линии 3 возбуждают излучающие щели 2 АЭ 1. При этом формируется квазивсенаправленная ДН, определяемая равноамплитудным и синфазным распределением сигнала, эквидистантным размещением АЭ 1 и выбором их количества.As an example, an antenna comprising a power divider and feeders will be considered. In-phase signal conditioning from the transmitter to
На основе предложенного решения был изготовлен опытный образец с плоскими квадратными АЭ 1 печатного исполнения с размером стороны 270 мм (0,27 наибольшей длины волны рабочего диапазона), обеспечивающий работу в диапазоне от 300 до 1100 МГц (см. фиг. 5,6,7). Based on the proposed solution, a prototype with a flat
Способ построения всенаправленной кольцевой антенной решетки осуществляется следующим образом.The method of constructing an omnidirectional ring antenna array is as follows.
На первом этапе выбирают тип АЭ 1 с фиксированным фазовым центром. В качестве АЭ 1 могут быть использованы как магнитные, так и электрические излучатели, как дипольные, так и спиральные или иные. Выбор типа АЭ 1 производят исходя из его собственной направленности, коэффициента усиления и для обеспечения квазивсенаправленной формы ДН решетки. АЭ 1 выбирают электрически полноразмерным (2πa/λ>0.5 ([1] c.476])) для сохранения высокого КПД и круговой поляризации в области низких частот рабочего диапазона.At the first stage, type
Для обеспечения квазивсенаправленная формы ДН антенны в азимутальной плоскости АЭ 1 размещают таким образом, чтобы расстояние между фазовыми центрами не превышало половины длины волны в рабочем диапазоне (и, соответственно, электрический радиус решетки удовлетворял выражению (3)).To ensure a quasidirectional shape of the antenna beam in the azimuthal plane of
Количество АЭ 1 выбирают минимальным и определяют исходя из необходимого коэффициента усиления антенны (для обеспечения наибольшего КПД и в зависимости от типа АЭ 1). Для увеличения верхней частоты рабочего диапазона количество АЭ 1 выбирают нечетным.The number of
Выполняют гальваническую связь между каждыми соседними АЭ 1, так, что АЭ 1 имеют общий неразрывный геометрический контур излучающей части, что обеспечивает электрическое удлинение АЭ 1 и режим бегущей волны, что, в свою очередь, расширяет нижнюю границу рабочего диапазона частот при сохранении эффективности. A galvanic connection is made between each neighboring
Для уменьшения электрического радиуса решетки и соответствующего дополнительного расширения верхней границы рабочего диапазона частот форму АЭ 1 выбирают вогнутой (например, в виде эллипсоида (см. фиг.4)).To reduce the electric radius of the grating and the corresponding additional expansion of the upper boundary of the operating frequency range, the shape of
Далее каждый АЭ 1 подключают к источнику/приемнику энергии (например, к передатчику/приемнику), например, при помощи делителя мощности с фидерами или при помощи отдельных фидерных трактов и осуществляют прием/передачу сигналов.Next, each
Таким образом, представленный способ построения всенаправленной кольцевой антенной решетки и построенная на его принципе антенна позволяют обеспечить широкую полосу рабочих частот при сохранении эффективности и малого габаритного размера.Thus, the presented method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna built on its principle make it possible to provide a wide band of operating frequencies while maintaining efficiency and a small overall size.
Источники информации:Sources of information:
1. Constantine A. Balanis Modern antenna handbook. – Published by John Wiley & Sons, Inc., 2008 г.1. Constantine A. Balanis Modern antenna handbook. - Published by John Wiley & Sons, Inc., 2008.
2. «Handbook of antenna technologies» Published by Zhi Ning Chen – Springer reference 2016-3473p. с. 198, 201.2. “Handbook of antenna technologies” Published by Zhi Ning Chen - Springer reference 2016-3473p. from. 198, 201.
3. Кочержевский Г.Н., Ерохин Г.А., Козырев Н.Д. Антенно-фидерные устройства: учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1989 г.3. Kocherzhevsky G.N., Erokhin G.A., Kozyrev N.D. Antenna-feeder devices: a textbook for universities. - M .: Radio and communications, 1989.
4. Коротковолновые антенны. Айзенберг Г.З., Белоусов С.П., Журбенко Э.М., Клитер Г.А., Курамов А.Г. Под редакцией Г.З.Айзенберга – 2-е, перераб. И доп. – М.: Радио и связь, 1985 г.4. Shortwave antennas. Aizenberg G.Z., Belousov S.P., Zhurbenko E.M., Cliter G.A., Kuramov A.G. Edited by G.Z.Aisenberg - 2nd, revised. And add. - M .: Radio and communications, 1985
5. Юрцев О.А., Рунов А.В., Казарин А.Н. Спиральные антенны. – М.: Сов. Радио, 1974 г.5. Yurtsev O.A., Runov A.V., Kazarin A.N. Spiral antennas. - M .: Owls. Radio, 1974
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122874A RU2713163C1 (en) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | Method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna that implements it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122874A RU2713163C1 (en) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | Method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna that implements it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713163C1 true RU2713163C1 (en) | 2020-02-04 |
Family
ID=69625266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122874A RU2713163C1 (en) | 2019-07-19 | 2019-07-19 | Method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna that implements it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713163C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772933C2 (en) * | 2020-10-28 | 2022-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева (ФГУП НИИР) | Ground-based all-round antenna and method for implementing a multifunctional heating facility |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206159C2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-06-10 | Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио | Omnidirectional antenna array |
RU115569U1 (en) * | 2011-10-21 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | ULTRA-BAND RADIATING ELEMENT WITH COAXIAL INPUT AND ANTENNA ARRAY CONTAINING SUCH RADIATING ELEMENT |
US9024831B2 (en) * | 2011-05-26 | 2015-05-05 | Wang-Electro-Opto Corporation | Miniaturized ultra-wideband multifunction antenna via multi-mode traveling-waves (TW) |
RU2587495C2 (en) * | 2014-05-23 | 2016-06-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Method of transmitting signals through omnidirectional circular log periodic vertically polarised antenna array and antenna array therefor |
-
2019
- 2019-07-19 RU RU2019122874A patent/RU2713163C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206159C2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-06-10 | Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио | Omnidirectional antenna array |
US9024831B2 (en) * | 2011-05-26 | 2015-05-05 | Wang-Electro-Opto Corporation | Miniaturized ultra-wideband multifunction antenna via multi-mode traveling-waves (TW) |
RU115569U1 (en) * | 2011-10-21 | 2012-04-27 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | ULTRA-BAND RADIATING ELEMENT WITH COAXIAL INPUT AND ANTENNA ARRAY CONTAINING SUCH RADIATING ELEMENT |
RU2587495C2 (en) * | 2014-05-23 | 2016-06-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Method of transmitting signals through omnidirectional circular log periodic vertically polarised antenna array and antenna array therefor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772933C2 (en) * | 2020-10-28 | 2022-05-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Российский научно-исследовательский институт радио имени М.И. Кривошеева (ФГУП НИИР) | Ground-based all-round antenna and method for implementing a multifunctional heating facility |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7283102B2 (en) | Radial constrained lens | |
US11894624B2 (en) | Slotted patch antenna | |
US20100328173A1 (en) | Single feed planar dual-polarization multi-loop element antenna | |
US10135156B2 (en) | Multi-mode composite antenna | |
US20150155636A1 (en) | Dual antenna system | |
KR20120086841A (en) | Base station antenna structure having multi-band dipole element array improved in isolation-characteristics | |
CN111052507B (en) | Antenna and wireless device | |
KR101803208B1 (en) | Beamfoaming anttena using single radiator multi port | |
US20140191914A1 (en) | Multi-channel antenna device | |
Alieldin et al. | A reconfigurable broadband dual-mode dual-polarized antenna for sectorial/omnidirectional mobile base stations | |
RU2713163C1 (en) | Method of constructing an omnidirectional annular antenna array and an antenna that implements it | |
Ta et al. | A cavity-backed angled-dipole antenna array for low millimeter-wave bands | |
US9590311B2 (en) | Antenna system with reduced multipath reception | |
JP2005117493A (en) | Frequency sharing nondirectional antenna and array antenna | |
US6930647B2 (en) | Semicircular radial antenna | |
JPH05299925A (en) | Mobile body antenna system | |
CN108417984B (en) | Balanced dipole unit and broadband omnidirectional collinear array antenna | |
JP3304019B2 (en) | ARRAY ANTENNA, RECEIVER HAVING THE SAME, AND METHOD OF DETERMINING DIRECTIVITY CHARACTERISTICS IN ARRAY ANTENNA | |
Jessintha et al. | Design of Optimized low-power GPS-Yagi Antenna using Machine Learning techniques | |
JPH11330848A (en) | Base station antenna device | |
US5877729A (en) | Wide-beam high gain base station communications antenna | |
US9859622B2 (en) | Array antenna | |
KR102158981B1 (en) | Antenna with a symmetrical Feeder Circuit for Improving Antenna Pattern | |
CN217334388U (en) | Broadband low-standing-wave antenna and antenna area array device | |
Penkovskaya et al. | Cophased Subarray of Multibeam Array Based on Printed Dipole Antennas |