RU2751648C1 - Quickly reconfigurable short-wave capacitive transceiving antenna - Google Patents
Quickly reconfigurable short-wave capacitive transceiving antenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751648C1 RU2751648C1 RU2020128462A RU2020128462A RU2751648C1 RU 2751648 C1 RU2751648 C1 RU 2751648C1 RU 2020128462 A RU2020128462 A RU 2020128462A RU 2020128462 A RU2020128462 A RU 2020128462A RU 2751648 C1 RU2751648 C1 RU 2751648C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- capacitive
- frequency
- capacitive element
- hopping
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании приемо-передающих антенных устройств для аппаратуры радиосвязи коротковолнового диапазона частот.The invention relates to antenna technology and can be used to create transceiving antenna devices for radio communication equipment in the short-wave frequency range.
Известными аналогами являются антенна малогабаритная емкостная с согласующей катушкой индуктивности (см. патент на изобретение РФ №2470424, М. кл. H01Q 9/04, опубл. 20.12.2012 г.), а также емкостная приемо-передающая антенна средневолнового диапазона (см. патент на изобретение RU 2728736, МПК H01Q 9/04, опубл. 30.07.2020), выбранная в качестве прототипа.Known analogs are a small-sized capacitive antenna with a matching inductance coil (see patent for invention of the Russian Federation No. 2470424, M.cl. H01Q 9/04, publ. 20.12.2012), as well as a capacitive transmitting and receiving antenna of the medium wavelength range (see. patent for invention RU 2728736, IPC H01Q 9/04, publ. 07/30/2020), selected as a prototype.
Данный прототип содержит развернутый в пространстве емкостный элемент в виде двух плоских токопроводящих поверхностей, расположенных перпендикулярно друг к другу. К емкостному элементу подключены катушка переменной индуктивности и подвижная катушка связи так, что электрически образуется перестраиваемый по частоте резонансный колебательный контур (антенный контур).This prototype contains a capacitive element deployed in space in the form of two flat conductive surfaces located perpendicular to each other. A variable inductance coil and a movable coupling coil are connected to the capacitive element so that a frequency-tunable resonant oscillatory circuit (antenna circuit) is electrically formed.
В коротковолновой радиосвязи часто применяется режим передачи, при котором рабочая частота скачкообразно изменяется по определенному алгоритму, задаваемому программным образом. Длительность передачи на любой из частот не превышает сотен или даже десятков миллисекунд, что требует соответствующей скорости перестройки резонансной частоты антенного контура емкостной антенны.In shortwave radio communication, a transmission mode is often used, in which the operating frequency hops according to a certain algorithm set in software. The duration of transmission at any of the frequencies does not exceed hundreds or even tens of milliseconds, which requires the corresponding speed of tuning the resonant frequency of the antenna circuit of the capacitive antenna.
В прототипе перестройка резонансной частоты антенного контура осуществляется путем введения в катушку переменной индуктивности ферромагнитного сердечника. При этом время перестройки рабочей частоты емкостной антенны оказывается существенно больше требуемого и в зависимости от интервала перестройки может составлять десятки и более секунд.In the prototype, the tuning of the resonant frequency of the antenna circuit is carried out by introducing a variable inductance of a ferromagnetic core into the coil. In this case, the tuning time of the operating frequency of the capacitive antenna turns out to be significantly longer than the required one and, depending on the tuning interval, can be tens or more seconds.
Быстрая (скачкообразная) перестройка частоты в емкостной антенне может быть реализована путем скачкообразного изменения величины емкости емкостного элемента антенного контура.Fast (hopping) frequency hopping in a capacitive antenna can be implemented by hopping the value of the capacitance of the capacitive element of the antenna circuit.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей емкостной приемо-передающей антенны путем реализации скачкообразной перестройки ее рабочей частоты по заданному алгоритму. The aim of the invention is to expand the functionality of a capacitive transmitting-receiving antenna by implementing a hopping of its operating frequency according to a given algorithm.
Технический результат достигается тем, что:The technical result is achieved by:
- с целью реализации скачкообразной перестройки резонансной частоты антенного контура в его емкостный элемент введены дополнительные токопроводящие пластины, подключение которых позволяет скачкообразно изменять его емкость и, соответственно, рабочую частоту антенны;- in order to implement the hopping of the resonant frequency of the antenna circuit, additional conductive plates are introduced into its capacitive element, the connection of which makes it possible to jumpwise change its capacitance and, accordingly, the operating frequency of the antenna;
- с целью обеспечения возможности задания алгоритма скачкообразной перестройки рабочей частоты емкостной антенны введен блок коммутации, обеспечивающий электрическое подключение в заданном порядке дополнительных токопроводящих пластин к нижней горизонтальной токопроводящей поверхности емкостного элемента.- in order to provide the possibility of setting the algorithm for hopping the operating frequency of the capacitive antenna, a switching unit is introduced, which provides electrical connection in a predetermined order of additional conductive plates to the lower horizontal conductive surface of the capacitive element.
На чертеже изображено:The drawing shows:
Фиг. 1 - Электрическая схема антенного контура быстро перестраиваемой емкостной приемо-передающей антенны коротковолнового диапазона, где цифрами обозначено:FIG. 1 - Electrical diagram of the antenna circuit of a quickly tunable capacitive receiving-transmitting antenna of the short-wave range, where the numbers indicate:
1 - токопроводящие поверхности емкостного элемента;1 - conductive surfaces of the capacitive element;
2 - катушка переменной индуктивности;2 - variable inductance coil;
3 - катушка связи;3 - communication coil;
4 - дополнительные токопроводящие пластины;4 - additional conductive plates;
5 - блок коммутации.5 - switching unit.
Быстро перестраиваемая емкостная приемо-передающая антенна коротковолнового диапазона состоит из развернутого в пространстве емкостного элемента, образованного двумя плоскими токопроводящими поверхностями 1, например, из листовой меди. Одна из токопроводящих поверхностей располагается горизонтально, а другая устанавливается выше перпендикулярно к ней. К емкостному элементу подключены соединенные последовательно катушка переменной индуктивности 2 и подвижная катушка связи 3 так, что вместе с ним они образуют перестраиваемый по частоте резонансный колебательный (антенный) контур (см. фиг. 1). Рабочая частота емкостной антенны, равная резонансной частоте антенного контура, определяется величиной суммарной индуктивности катушек 2 и 3, а также величиной емкости емкостного элементаA rapidly tunable capacitive transmitting and receiving antenna of the short wavelength range consists of a capacitive element deployed in space, formed by two flat
Медленная перестройка резонансной (рабочей) частоты антенного контура осуществляется катушкой 2, индуктивность которой может изменяться путем введения в катушку ферромагнитного сердечника.Slow tuning of the resonant (operating) frequency of the antenna circuit is carried out by
Для обеспечения возможности быстрой скачкообразной перестройки резонансной частоты под верхней токопроводящей поверхностью 1 вертикально установлены дополнительные токопроводящие пластины 4, разновеликие по площади. Эти пластины могут в любом сочетании и любой последовательности электрически подключаться блоком коммутации 5 к нижней горизонтальной токопроводящей поверхности 1 емкостного элемента. При этом будет дискретно изменяться его суммарная емкость и, соответственно, резонансная частота антенного контура в соответствии с заданным алгоритмом. Величина приращения (скачка) частоты будет зависеть от площади дополнительно подключаемых пластин, а число дискретных рабочих частот настройки антенны будет определяться количеством дополнительных пластин 4.To ensure the possibility of rapid hopping of the resonant frequency under the upper
Ввод высокочастотной энергии сигнала в антенный контур от внешнего источника осуществляется через катушку связи 3, расположенную соосно с катушкой 2 и связанную с ней единым магнитным полем (автотрансформаторная связь). Эта связь может изменяться путем продольного перемещения катушки связи, что приводит к изменению параметров входного импеданса антенны и позволяет производить подстройку согласования антенны с фидерной линией.The input of high-frequency signal energy into the antenna circuit from an external source is carried out through the
При излучении по фидерной линии от передатчика к катушке связи подводится напряжение сигнала высокой частоты. На резонансе между развернутыми в пространстве токопроводящими поверхностями емкостного элемента возникает переменное напряжение высокой частоты, в Q раз превышающее по величине входное напряжение, где Q является добротностью антенного контура. Высокочастотное электрическое поле большой напряженности, действующее в раскрыве емкостного элемента, индуцирует в окружающем пространстве токи смещения, благодаря которым и возникает излучение электромагнитной энергии.When radiating along the feeder line, a high-frequency signal voltage is applied from the transmitter to the communication coil. At resonance between the conductive surfaces of the capacitive element deployed in space, an alternating voltage of high frequency arises, which is Q times greater than the input voltage, where Q is the quality factor of the antenna circuit. A high-frequency electric field of high intensity, acting in the opening of the capacitive element, induces displacement currents in the surrounding space, due to which radiation of electromagnetic energy occurs.
Промышленная применимость устройства достигается тем, что для его изготовления могут быть использованы широко распространенные материалы и технологии.The industrial applicability of the device is achieved by the fact that widespread materials and technologies can be used for its manufacture.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128462A RU2751648C1 (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Quickly reconfigurable short-wave capacitive transceiving antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020128462A RU2751648C1 (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Quickly reconfigurable short-wave capacitive transceiving antenna |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2751648C1 true RU2751648C1 (en) | 2021-07-15 |
Family
ID=77020060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020128462A RU2751648C1 (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Quickly reconfigurable short-wave capacitive transceiving antenna |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2751648C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040263409A1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-12-30 | Hart Robert T. | Coaxial inductor and dipole EH antenna |
RU2470424C1 (en) * | 2011-10-12 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Авиационная и Морская Электроника" | Small-size capacitive antenna with matching inductance coil |
RU2610387C1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-02-09 | Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Авиационная и Морская Электроника" | Capacitive double-resonance array for frequency usb |
RU2625631C1 (en) * | 2016-10-14 | 2017-07-17 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Small-size quickly retunable antenna |
-
2020
- 2020-08-26 RU RU2020128462A patent/RU2751648C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040263409A1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-12-30 | Hart Robert T. | Coaxial inductor and dipole EH antenna |
RU2470424C1 (en) * | 2011-10-12 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Авиационная и Морская Электроника" | Small-size capacitive antenna with matching inductance coil |
RU2610387C1 (en) * | 2015-10-29 | 2017-02-09 | Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Авиационная и Морская Электроника" | Capacitive double-resonance array for frequency usb |
RU2625631C1 (en) * | 2016-10-14 | 2017-07-17 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Small-size quickly retunable antenna |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110771048B (en) | RF transmitting apparatus and method for transmitting RF signal from antenna | |
JP6819753B2 (en) | Antenna device and wireless device | |
KR101540193B1 (en) | High efficiency and power transfer in wireless power magnetic resonators | |
US11211711B2 (en) | Antenna dynamically matched with electromechanical resonators | |
RU2488927C1 (en) | Tunable resonant antenna with matching device | |
RU154886U1 (en) | SMALL VIBRATOR ANTENNA OF SYSTEMS OF DATA TRANSMISSION NETWORK IN THE RANGE OF MEDIUM AND INTERMEDIATE WAVES | |
RU174319U1 (en) | MOBILE NE / HF VIBRATOR ANTENNA | |
RU2470424C1 (en) | Small-size capacitive antenna with matching inductance coil | |
JP2004515183A (en) | Device using antenna | |
RU2751648C1 (en) | Quickly reconfigurable short-wave capacitive transceiving antenna | |
RU2610387C1 (en) | Capacitive double-resonance array for frequency usb | |
Li et al. | Investigation of wireless power transfer using planarized, capacitor-loaded coupled loops | |
Esser et al. | Geometry tuning of an electrically small antenna for ionospheric heating | |
RU2696882C1 (en) | Resonance tunable antenna | |
KR101776263B1 (en) | Metamaterial antenna | |
RU2728736C1 (en) | Medium-wave band capacitive transceiving antenna | |
Liashuk et al. | Small monopole transceiver antenna for medium frequencies | |
EP3159966B1 (en) | Antenna device and terminal | |
RU2700332C1 (en) | Capacitive two-resonance antenna | |
RU186461U1 (en) | RESONANT TUNING ANTENNA | |
RU189384U1 (en) | Broadband aerial based on vibrator with upper capacitive load | |
KR20120134817A (en) | Metamaterial antenna | |
CN112771720B (en) | Resonant multipass antenna | |
RU183348U1 (en) | Shortened resonant antenna | |
Yun et al. | Dual-band cavity-backed slot antenna using series resonator |