RU2742673C1

RU2742673C1 - Antenna

Info

Publication number: RU2742673C1
Application number: RU2020122882A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Антропов
Original assignee: Дмитрий Алексеевич Антропов
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2021-02-09

Abstract

FIELD: antenna engineering.SUBSTANCE: invention relates to antenna engineering, in particular to antenna-feeder devices in the meter range of wavelengths for providing a wide range of radar and radio communication problems for stationary and mobile objects. The technical result is achieved in that in the antenna containing the «wave channel» antenna, which consists of four large passive single symmetric directors arranged on the dielectric bar, active vibration system of six parallel small symmetric vibrators, connected in parallel to the own two-wire collector line, single-wire end-symmetric reflector, unlike the prototype in conjunction with the antenna type «wave channel» a logo-periodic structure consisting of symmetric vibrators fed by its own two-wire distribution line is applied, the length of the shortest symmetrical vibrator of the speech periodical structure is approximately equal to one half of the wavelength of the highest frequency of the working range, and the length of the longest symmetric vibrator of the logo-periodical structure is approximately half the wavelength of the lowest frequency of the working range, with the reflector of the antenna type «wave channel» is structurally integrated with a logothermere structure vibrator, which is additionally mounted on the basis of the geometric length thereof, the geometric length of which is in turn equal to the length of the shortest symmetric vibrator of the logothermere structure, an additional vibrator, a dipole of the lower frequencies, which is arranged in parallel after the longest symmetric vibrator of the logographical structure and is equal to the geometric length thereof, is also mounted.EFFECT: technical result of the invention consists in increasing several times the number of spare working frequencies in the high-frequency region of the working range, and also in eliminating an unacceptable reduction in the running-wave coefficient in the high-frequency region of the working range.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике, а именно к антенно-фидерным устройствам метрового диапазона длин волн и может быть использовано для обеспечения задач радиолокации и радиосвязи стационарных и подвижных объектов связи в условиях воздействия групповых радиоэлектронных помех различного происхождения.The invention relates to antenna technology, namely to antenna-feeder devices of the meter wavelength range and can be used to ensure the tasks of radar and radio communication of stationary and mobile communication objects under the influence of group radio-electronic interference of various origins.

Известны конструкции антенн типа «волновой канал», именуемые еще антеннами Уда и Яги, иногда Уда, состоящие из нескольких параллельных вибраторов, укрепленных на общей штанге. В зависимости от способа питания различают антенны типа «волновой канал» с активными или пассивными вибраторами. В первом случае питание подводится ко всем вибраторам, а во втором только к одному вибратору, который называется активным. Вибраторы, к которым не подводится питание, называются пассивными. Антенна типа «волновой канал» с пассивными вибраторами обычно выполняется из одного активного вибратора, одного рефлектора и нескольких директоров. Данные антенны часто используются для формирования различных фазированных антенных решеток, входящих в состав радиолокационных станций метрового диапазона длин волн /1/.Known designs of antennas of the "wave channel" type, also called Uda and Yagi antennas, sometimes Uda, consisting of several parallel vibrators, mounted on a common rod. Depending on the method of feeding, there are “wave channel” antennas with active or passive vibrators. In the first case, power is supplied to all vibrators, and in the second only to one vibrator, which is called active. Vibrators that are not powered are called passive vibrators. A wave channel antenna with passive vibrators is usually made up of one active vibrator, one reflector, and several directors. These antennas are often used to form various phased antenna arrays that are part of VHF radar stations / 1 /.

Однако в условиях применения групповых радиоэлектронных помех природного и искусственного происхождения зачастую не хватает требуемого количества запасных радиочастот, которые можно использовать в сложной электромагнитной обстановке.However, in the conditions of the use of group radio-electronic interference of natural and artificial origin, the required number of spare radio frequencies that can be used in a difficult electromagnetic environment is often lacking.

Для устранения указанных недостатков в известной антенне типа «волновой канал», выбранной в качестве прототипа /2/, состоящей из четырех больших пассивных одиночных симметричных директоров, расположенных на диэлектрической штанге, активной вибрационной системы из шести параллельных малых симметричных вибраторов, подключенных параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии, однопроводного оконечного симметричного рефлектора, двухпроводного несимметричного кабеля питания, совместно применяется логопериодическая конструкция, состоящая из симметричных вибраторов, питаемых от собственной двухпроводной распределительной линии, причем длина самого короткого симметричного вибратора логопериодической конструкции приблизительно равна половине длины волны самой высокой частоты выбранного рабочего диапазона, а длина самого длинного симметричного вибратора логопериодической конструкции приблизительно равна половине длины волны самой низкой частоты выбранного рабочего диапазона, при этом рефлектор антенны типа «волновой канал» конструктивно совмещен с равным ему по геометрической длине дополнительно установленным вибратором логопериодической конструкции, получившего условное наименование диполя верхних частот, геометрическая длина которого равна длине самого короткого симметричного вибратора логопериодической конструкции и установленного рядом параллельно с ним, а также установлен дополнительный вибратор, носящий условное название диполя нижних частот, размещенный параллельно рядом после самого длинного симметричного вибратора логопериодической конструкции и равный его геометрической длине /3/.To eliminate these disadvantages in the known antenna of the "wave channel" type, selected as a prototype / 2 /, consisting of four large passive single symmetrical directors located on a dielectric rod, an active vibration system of six parallel small symmetrical vibrators connected in parallel to its own two-wire a collecting line, a single-wire terminal symmetrical reflector, a two-wire unbalanced power cable, a log-periodic design, consisting of symmetrical vibrators powered by its own two-wire distribution line, is combined, the length of the shortest symmetrical log-periodic design is approximately equal to half the wavelength of the highest frequency of the selected operating range, and the length of the longest symmetrical vibrator of a log-periodic design is approximately equal to half the wavelength of the lowest frequency of the selected operating range, while the reflector of the antenna of the "wave channel" type is structurally combined with an additionally installed vibrator of a log-periodic design, equal to it in geometric length, which received the code name of a high-frequency dipole, the geometric length of which is equal to the length of the shortest symmetrical log-periodic structure and installed next to it in parallel with it, and an additional a vibrator, conventionally called a low-frequency dipole, placed in parallel next to the longest symmetrical vibrator of a log-periodic design and equal to its geometric length / 3 /.

Таким образом, заявляемое устройство отличается от прототипа наличием новых блоков в новой конструкции антенны и эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии технических решений критерию «новизна». В тоже время, как признаки, отличающие технические решения от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию «существенные отличия».Thus, the claimed device differs from the prototype by the presence of new blocks in the new antenna design, and these differences allow us to conclude that the technical solutions comply with the "novelty" criterion. At the same time, as features that distinguish technical solutions from the prototype, are not identified in other technical solutions in the study of this and related areas of technology and, therefore, ensure the claimed technical solutions compliance with the criterion of "significant differences".

На фигуре 1 изображен общий вид известной антенны типа «волновой канал», выбранной в виде прототипа. Данная антенна содержит четыре больших пассивных одиночных симметричных диполя 2, расположенных на диэлектрической штанге 1, активную вибрационную систему 3 из шести параллельных активных вибраторов 4, подключаемых параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии 5, а также однопроводный оконечный симметричный вибратор, называемый рефлектором 6.Figure 1 shows a General view of a known antenna of the "wave channel" type, selected as a prototype. This antenna contains four large passive single symmetric dipoles 2 located on a dielectric rod 1, an active vibration system 3 of six parallel active vibrators 4 connected in parallel to its own two-wire collecting line 5, and a single-ended terminal symmetrical dipole called reflector 6.

На фигуре 2 изображен общий вид заявляемой конструкции антенны, включающей четыре больших пассивных одиночных симметричных диполя 2, расположенных на диэлектрической штанге 1, активную вибрационную систему 3 из шести параллельных активных отдельных вибраторов 4, подключаемых параллельно к собственной двухпроводной собирательной линии 5, оконечный симметричный вибратор - рефлектор 6, диполь дополнительной верхней частоты 7, сливаемый в единый конструкторский элемент с рефлектором 6, вибраторы с 8 по 14 логопериодической конструкции, а также дополнительный диполь нижней частоты 15, фидер 16 и симметричную питающую линию 17.Figure 2 shows a general view of the claimed antenna design, including four large passive single symmetrical dipoles 2 located on a dielectric rod 1, an active vibration system 3 of six parallel active individual vibrators 4, connected in parallel to its own two-wire collecting line 5, the terminal symmetrical dipole - reflector 6, an additional upper frequency dipole 7, merged into a single design element with a reflector 6, vibrators 8 to 14 of a log-periodic design, as well as an additional lower frequency dipole 15, a feeder 16 and a symmetrical supply line 17.

Техническими результатами изобретения является увеличение в несколько раз количества запасных рабочих частот в высокочастотной области рабочего диапазона, которые могут быть использованы при выполнении комплекса мероприятий радиоэлектронной защиты при воздействии групповых радиоэлектронных помех различного происхождения на вход антенны, а также устранение недопустимого снижения коэффициента бегущей волны в высокочастотной области рабочего диапазона.The technical results of the invention are an increase in several times the number of spare operating frequencies in the high-frequency region of the operating range, which can be used when performing a set of electronic protection measures when exposed to group radio-electronic interference of various origins at the antenna input, as well as eliminating an unacceptable decrease in the traveling wave coefficient in the high-frequency region working range.

Предложенная конструкция антенны работает следующим образом. При подключении основного передатчика метрового диапазона длин волн, настроенного на штатную рабочую частоту, к входу главного питающего фидера 5, высокочастотная энергия затем распределяется по всем симметричным кабелям отдельных излучателей 4 фигуры 2. В случае оперативной необходимости возможен автоматический, либо ручной переход на одну из заранее настроенных (не более четырех) запасных частот. Однако при воздействии групповых радиоэлектронных помех этого количества запасных частот может оказаться недостаточно. Поэтому, не разрушая имеющуюся структуру фазированных антенных решеток, их излучающие элементы, к работе антенны подключается в автоматическом или ручном режимах логопериодическая вибраторная конструкция, которая за счет своей широкополосности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости обеспечивает дополнительные запасные частоты, создаваемые отдельным подключаемым радиопередатчиком метрового диапазона радиоволн, фидером 16 и собственной аппаратурой настройки.The proposed antenna design works as follows. When connecting the main transmitter of the meter wavelength range, tuned to the nominal operating frequency, to the input of the main supply feeder 5, high-frequency energy is then distributed over all symmetrical cables of individual emitters 4 of Figure 2. In case of operational need, an automatic or manual transition to one of the tuned (no more than four) spare frequencies. However, when exposed to group radio-electronic interference, this amount of spare frequencies may not be enough. Therefore, without destroying the existing structure of phased antenna arrays, their radiating elements, a log-periodic vibrator structure is connected to the antenna operation in automatic or manual modes, which, due to its broadband radiation pattern in the horizontal plane, provides additional spare frequencies created by a separate plug-in radio transmitter of the meter radio wave range, feeder 16 and its own tuning equipment.

Проведенные исследования доказали получаемые технические результаты - расширение возможности противостоять воздействию групповых радиоэлектронных помех за счет увеличения количества запасных частот, размещенных по выделенному рабочему диапазону метровых волн.The studies carried out proved the obtained technical results - the expansion of the ability to withstand the effects of group radio-electronic interference by increasing the number of spare frequencies located in the dedicated working range of meter waves.

Таким образом, поставленная цель увеличить количество рабочих частот широкополосной комбинированной антенны достигнута. Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного нового устройства заключается в возможности повышения эффективности выполнения поставленных технических задач в условиях отрицательного воздействия различных факторов естественного природного и искусственного происхождения. Количественная величина технико-экономического эффекта от предложенного устройства зависит от способов организации радиолокационного процесса и радиосвязи.Thus, the goal to increase the number of operating frequencies of the broadband combined antenna has been achieved. The technical and economic effect due to the use of the proposed new device lies in the possibility of increasing the efficiency of fulfilling the assigned technical tasks in conditions of the negative impact of various factors of natural and artificial origin. The quantitative value of the technical and economic effect of the proposed device depends on the methods of organizing the radar process and radio communication.

Источники информацииSources of information

1. Вестник ПВО (РЛС - П-8, РЛС - П-10, РЛС - П-12) pvo.guns.ru1. Bulletin of Air Defense (radar - P-8, radar - P-10, radar - P-12) pvo.guns.ru

2. Петухов С.И., Шестов И.В. История создания и развития вооружения и военной техники ПВО Сухопутных войск России. М.: Издательство ВПК. 1999.2. Petukhov S.I., Shestov I.V. The history of the creation and development of weapons and military equipment of the air defense of the Land Forces of Russia. Moscow: VPK Publishing House. 1999.

3. Антропов Д.А., Перфилов О.Ю., Фидельман В.Е. Разработка новых видов логопериодических вибраторных антенн с улучшенными техническими характеристиками//Антенны. 2018. №9 (253). С. 16-19.3. Antropov D.A., Perfilov O.Yu., Fidelman V.E. Development of new types of log-periodic dipole antennas with improved technical characteristics // Antennas. 2018. No. 9 (253). S. 16-19.

Claims

An antenna containing a "wave channel" antenna consisting of four large passive single symmetrical directors located on a dielectric rod, an active vibration system of six parallel small symmetrical vibrators connected in parallel to its own two-wire collecting line, a single-wire terminal symmetrical reflector, characterized in that in conjunction with an antenna of the "wave channel" type, a log-periodic design is used, consisting of symmetrical vibrators, powered by its own two-wire distribution line, and the length of the shortest symmetrical log-periodic structure is approximately equal to half the wavelength of the highest frequency of the operating range, and the length of the longest symmetrical log-periodic vibrator design is approximately equal to half the wavelength of the lowest frequency of the operating range, while the reflector of the antenna of the "wave channel" type is structurally aligned with the same geom metric length by an additionally installed vibrator of a log-periodic structure - a high-frequency dipole, the geometric length of which, in turn, is equal to the length of the shortest symmetric vibrator of a log-periodic structure, and an additional vibrator is installed - a low-frequency dipole, placed in parallel after the longest symmetric vibrator of a log-periodic structure and equal to its geometric length.