RU2750029C1 - Вибраторная антенна - Google Patents
Вибраторная антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750029C1 RU2750029C1 RU2020137172A RU2020137172A RU2750029C1 RU 2750029 C1 RU2750029 C1 RU 2750029C1 RU 2020137172 A RU2020137172 A RU 2020137172A RU 2020137172 A RU2020137172 A RU 2020137172A RU 2750029 C1 RU2750029 C1 RU 2750029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screens
- plates
- antenna
- vibrator
- metal
- 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
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники, в частности к вибраторным антеннам, и может быть использовано в качестве приемопередающих антенн в радиотехнических системах различного назначения, в том числе в судовых системах радиосвязи. Техническим результатом изобретения является улучшение формы диаграммы направленности вибраторной антенны в горизонтальной плоскости, повышение механической прочности конструкции антенны, увеличение рабочего диапазона частот. Технический результат достигается тем, что вибраторная антенна, содержащая первый и второй металлические экраны, между которыми установлен несимметричный вибратор, выполненный в виде двух одинаковых металлических пластин прямоугольной формы с полукруглой нижней частью и установленных соосно и перпендикулярно друг другу и обоим экранам, вершины полукруглых нижних частей пластин соединены с центральным проводником коаксиальной линии, внешний проводник коаксиальной линии соединен с первым металлическим экраном, второй металлический экран прикреплен к верхним концам обеих пластин, отличается от прототипа тем, что дополнительно оба экрана соединены между собой кромками в точках, образующихся на пересечении кромок экранов с линией продолжения плоскости пластин, изогнутыми проводниками, выполненными из двух равных частей, при этом точки соединения частей проводников расположены в плоскости металлических пластин и вынесены от линии соединения точек кромок обоих экранов вовне антенны на расстояние, соизмеримое с 0,1 λmах. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области вибраторных антенн, и может применяться в качестве приемопередающих антенн для использования в радиотехнических системах различного назначения, в том числе в судовых системах радиосвязи.
Известна вибраторная антенна (см. Antenna engineering handbook. Fourth edition. Dr. John L. Volakis. 2007 г., p. 37-14, fig. 37-15d), содержащая металлический экран, над которым соосно и перпендикулярно ему установлен несимметричный вибратор, выполненный в виде металлической пластины прямоугольной формы с полукруглой нижней частью, вершина которой соединена с центральным проводником коаксиальной линии, внешний проводник которой соединен с металлическим экраном.
Недостатком указанного устройства является эллипсоидная форма с неравномерностью до 4dB диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и недостаточно широкий рабочий диапазон частот.
Среди известных технических решений, наиболее близким к заявленному устройству, является вибраторная антенна, выбранная в качестве прототипа (Пат. РФ №2679487, опубл. 11.02.2019). Антенна содержит первый и второй металлические экраны, над первым из которых соосно и перпендикулярно ему установлен несимметричный вибратор, выполненный в виде идентичных, первой и, перпендикулярно размещенной ей, второй, металлических пластин прямоугольной формы. К верхним концам металлических пластин прикреплен второй металлический экран, а полукруглая нижняя часть пластин вибратора вершинами соединена с центральным проводником коаксиальной линии, внешний проводник которой соединен с первым металлическим экраном.
Недостатком прототипа является недостаточно высокая механическая надежность конструкции из-за крепления утяжеленного вибратора на одном проходном изоляторе, и недостаточно расширенный рабочий диапазон частот.
Задачей настоящего технического решения является создание вибраторной антенны повышенной механической и электрической надежности, обладающей улучшенным качеством приема-передачи информации.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении механической прочности конструкции антенны, улучшении формы диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, увеличении рабочего диапазона частот.
Для достижения технического результата в вибраторной антенне, содержащей первый и второй металлические экраны, между которыми установлен несимметричный вибратор, выполненный в виде двух одинаковых металлических пластин прямоугольной формы с полукруглой нижней частью и установленных соосно и перпендикулярно друг другу и обоим экранам, вершины полукруглых нижних частей пластин соединены с центральным проводником коаксиальной линии, внешний проводник коаксиальной линии соединен с первым металлическим экраном, второй металлический экран прикреплен к верхним концам обеих пластин, дополнительно оба экрана соединены между собой кромками в точках, образующихся на пересечении кромок экранов с линией продолжения плоскости пластин, изогнутыми проводниками, выполненными из двух равных частей, при этом точки соединения частей проводников расположены в плоскости металлических пластин и вынесены от линии соединения точек кромок обоих экранов вовне антенны на расстояние, соизмеримое с 0,1 λmах.
Благодаря тому, что дополнительно оба экрана соединены между собой кромками в точках, образующихся на пересечении кромок экранов с линией продолжения плоскости пластин, изогнутыми проводниками, выполненными из двух равных частей, при этом точки соединения частей проводников расположены в плоскости металлических пластин и вынесены от линии соединения точек кромок обоих экранов вовне антенны на расстояние, соизмеримое с 0,1 λmах, достигается указанный технический результат.
Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в сравнительной простоте изготовления, тиражирования и эксплуатации, в возможности выбора версий для адаптации по местам установки и согласования с питающими фидерами, в повышенной конструктивной механической и электрической надежности, в возможности использования в качестве судового средства связи на промышленной основе и конкурентоспособном уровне.
Предлагаемая вибраторная антенна иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.
На фиг. 1 схематично представлен общий вид биконической антенны, на фиг. 2 - диаграмма направленности в горизонтальной и вертикальной плоскости вибраторной антенны с основными электрическими характеристиками; на фиг. 3 - график изменения коэффициента стоячей волны в рабочем диапазоне антенны, отражающий ее согласование с 50-Омным коаксиальным кабелем питания;
Вибраторная антенна (фиг. 1) содержит первый металлический экран 1 и второй металлический экран 2. Между экранами 1 и 2 соосно и перпендикулярно им обоим установлен несимметричный вибратор 4. Вибратор 4 выполнен в виде одинаковых металлических пластин 5, 6 прямоугольной формы с полукруглой нижней частью. Пластины 5, 6 установлены относительно друг друга соосно и перпендикулярно. К верхним концам пластин 5 и 6 прикреплен второй металлический экран 2, а полукруглая нижняя часть пластин 5, 6 вибратора 4 вершинами соединена с центральным проводником коаксиальной линии 7, внешний проводник которой соединен с первым металлическим экраном 1. Дополнительно металлические экраны 1, 2 соединены друг с другом соединительными проводниками 8 между точками кромок 9 и 10 соответственно экранов 1 и 2. Точки 9 и 10 находятся на линиях 11 и 12 пересечения экранов 1 и 2 с продолжениями плоскостей расположения металлических пластин 5 и 6. Каждый проводник 8 выполнен из двух равных составных частей 13 и 14, которые обеспечивают внешний вынос точек 15 соединения частей проводников 13 и 14 в плоскости расположения металлических пластин 5, 6 от прямой линии 16, соединяющей точки кромок 9 и 10, на расстояние , соизмеримое с 0,1 λmах (фиг. 1).
Вибраторная антенна работает следующим образом. Высокочастотный сигнал, подключенный к антенне питающим фидером с центральным проводником коаксиальной линии 7, возбуждает токи в первой 5 и второй 6 металлических пластинах вибратора 4 с первым металлическим экраном 1 (фиг. 1), за счет которых происходит формирование в пространстве электромагнитного поля с практически круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости (фиг. 2). Подключение коаксиальной линии осуществляется соединением полукруглых нижних частей пластин 5 и 6 вибратора 4 при соединении вершин с центральным проводником коаксиальной линии 7, внешний проводник которой соединен с первым металлическим экраном 1. Металлический экран 2 выполняет роль емкостной нагрузки на верхнем конце несимметричного вибратора 4, за счет которой происходит компенсация реактивной составляющей входного сопротивления антенны. Первый 1 и второй 2 металлические экраны соединены друг с другом соединительными изогнутыми проводниками 8 между точками кромок 9 и 10 этих экранов, образуя электрические шунты, позволяющие изменять входное сопротивление антенны и регулировать ширину полосы рабочих частот (фиг. 3). При этом каждый проводник 8 состоит из двух равных составных частей 13 и 14, обеспечивающих внешний вынос точки соединения 15 частей проводников 13 и 14 в плоскости расположения металлических пластин от прямой линии 16, соединяющей точки кромок 9 и 10, на расстояние , соизмеримое с 0,1λmах. Благодаря этому диаграмма направленности в вертикальной плоскости вытягивается вдоль горизонтальной плоскости (фиг. 2). Кроме того, вектор суммарного тока вертикально ориентирован, что обеспечивает работу шунта и в качестве директора, влияющего на превалирующее формирование диаграммы направленности в горизонтальной плоскости (фиг. 2). Помимо этого, проводники 8 повышают механическую прочность конструкции и обеспечивают защиту от статического напряжения, а также грозозащиту, разгружая изолятор электрической развязки вибратора 4 от первого металлического экрана 1. Элементы вибраторной антенны в зависимости от рабочего диапазона частот могут быть выполнены и в скелетных вариантах, как это показано на исследованных конструкциях версий.
Результаты компьютерного моделирования в программе MMANA-GAL (фиг. 2, 3) полностью подтверждают теоретические предпосылки использования шунтов, что отражает анализ работы вибраторной антенны. Предложенное техническое решение антенного устройства обеспечивает круговую диаграмму направленности (фиг. 2). Соотношение и уровень коэффициентов усиления и защитного действия подтверждают эффективность работы антенны, а график изменения коэффициента стоячих волн дополняет подтверждение повышенной эффективности (фиг. 3). Для использования в радиотехнических системах различного назначения, в том числе в судовых системах радиосвязи, в дециметровом и метровом диапазоне радиоволн вибраторная антенна может быть полностью реализована в скелетном исполнении из проволочных элементов одного сортамента ажурной конструкцией повышенной надежности от внешних воздействий. Таким образом, использование технического решения заявляемой вибраторной антенны обеспечивает как улучшение формы диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, так и ее синтез в горизонтальной плоскости. Нестандартное использование шунтов повышает эксплуатационно-технические характеристики за счет увеличения конструктивной надежности и обеспечивает возможность настройки при согласовании с коаксиальной линией и увеличение рабочего диапазона частот.
Claims (2)
1. Вибраторная антенна, содержащая первый и второй металлические экраны, между которыми установлен несимметричный вибратор, выполненный в виде двух одинаковых металлических пластин прямоугольной формы с полукруглой нижней частью и установленных соосно и перпендикулярно друг другу и обоим экранам, вершины полукруглых нижних частей пластин соединены с центральным проводником коаксиальной линии, внешний проводник коаксиальной линии соединен с первым металлическим экраном, второй металлический экран прикреплен к верхним концам обеих пластин, отличающаяся тем, что дополнительно оба экрана соединены между собой кромками в точках, образующихся на пересечении кромок экранов с линией продолжения плоскости пластин, изогнутыми проводниками, выполненными из двух равных частей, при этом точки соединения частей проводников расположены в плоскости металлических пластин и вынесены от линии соединения точек кромок обоих экранов вовне антенны на расстояние, соизмеримое с 0,1 λmах.
2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что оба экрана и обе металлические пластины несимметричного вибратора могут быть выполнены и в скелетном варианте.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137172A RU2750029C1 (ru) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Вибраторная антенна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137172A RU2750029C1 (ru) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Вибраторная антенна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2750029C1 true RU2750029C1 (ru) | 2021-06-21 |
Family
ID=76504881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137172A RU2750029C1 (ru) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | Вибраторная антенна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2750029C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814795C1 (ru) * | 2023-06-27 | 2024-03-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Способ изготовления антенны на основе проводной сетки |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU803800A1 (ru) * | 1979-10-11 | 1999-01-10 | Б.В. Сосунов | Сверхвысокочастотная турникетная антенна |
CN105244633A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 深圳信息职业技术学院 | 宽带异频正交偶极子天线 |
EP3367499A1 (en) * | 2015-11-20 | 2018-08-29 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Dual-polarized antenna |
RU2679487C1 (ru) * | 2018-02-26 | 2019-02-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Вибраторная антенна |
-
2020
- 2020-11-11 RU RU2020137172A patent/RU2750029C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU803800A1 (ru) * | 1979-10-11 | 1999-01-10 | Б.В. Сосунов | Сверхвысокочастотная турникетная антенна |
CN105244633A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 深圳信息职业技术学院 | 宽带异频正交偶极子天线 |
EP3367499A1 (en) * | 2015-11-20 | 2018-08-29 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Dual-polarized antenna |
RU2679487C1 (ru) * | 2018-02-26 | 2019-02-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Вибраторная антенна |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814795C1 (ru) * | 2023-06-27 | 2024-03-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Способ изготовления антенны на основе проводной сетки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5999132A (en) | Multi-resonant antenna | |
US2267889A (en) | Antenna with wide wave range | |
CA2260380C (en) | The log-periodic staggered-folded-dipole antenna | |
US8749441B2 (en) | Simultaneous transmit and receive antenna system | |
US5818397A (en) | Circularly polarized horizontal beamwidth antenna having binary feed network with microstrip transmission line | |
Yadav et al. | Design of rectangular microstrip patch antenna with DGS at 2.45 GHz | |
RU2750029C1 (ru) | Вибраторная антенна | |
US3483563A (en) | Combination vertically-horizontally polarized paracylinder antennas | |
RU2705745C1 (ru) | Направленная антенна вертикальной поляризации с резонаторным питанием | |
CN113871848A (zh) | 一种星载高增益宽频带小型化复合天线 | |
RU2636259C1 (ru) | Двухполяризационная дипольная антенна | |
RU2655638C1 (ru) | Антенна вертикальной поляризации | |
RU2101810C1 (ru) | Вертикальный коаксиальный вибратор | |
US20200321701A1 (en) | Sleeved Dipole Antenna for Multi-Octave Broadside Radiation Pattern Control | |
KR100969883B1 (ko) | 반사형 편파 변환기와 편파 발생 장치 및 무선 신호의 송수신 장치 | |
RU161594U1 (ru) | Фрагмент многоэлементной управляемой полосковой фазированной антенной решетки l диапазона | |
TW201616729A (zh) | 雙頻指向性天線裝置及其陣列 | |
RU2783475C1 (ru) | Многодиапазонная антенная система круговой направленности на основе волновых вибраторов с устройствами симметрирования и согласования | |
CN115036692B (zh) | 一种应用于环焦天线的三频组合馈源 | |
CN114300833B (zh) | 一种盘锥天线及数字广播天线 | |
JP4521567B2 (ja) | ダイポールアンテナ及びこれを用いたアンテナ装置 | |
Taguchi et al. | Offset fed planar inverted L antenna with built-in coplanar waveguide | |
RU189384U1 (ru) | Широкополосная антенна на основе вибратора с верхней емкостной нагрузкой | |
RU124516U1 (ru) | Фрагмент многоэлементной управляемой полосковой фазированной антенной решетки l диапазона | |
RU115569U1 (ru) | Сверхширокополосный излучающий элемент с коаксиальным входом и антенная решетка, содержащая такой излучающий элемент |