RU2757407C1 - Tunable antenna of lf, mr, hf bands - Google Patents

Tunable antenna of lf, mr, hf bands Download PDF

Info

Publication number
RU2757407C1
RU2757407C1 RU2021101717A RU2021101717A RU2757407C1 RU 2757407 C1 RU2757407 C1 RU 2757407C1 RU 2021101717 A RU2021101717 A RU 2021101717A RU 2021101717 A RU2021101717 A RU 2021101717A RU 2757407 C1 RU2757407 C1 RU 2757407C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
cable
conductive
multicopter
counterweight
Prior art date
Application number
RU2021101717A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Милкин
Борис Владимирович Козелов
Александр Николаевич Миличенко
Алексей Валентинович Гурин
Александр Евгеньевич Шульженко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Полярный геофизический институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Полярный геофизический институт" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Полярный геофизический институт"
Priority to RU2021101717A priority Critical patent/RU2757407C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2757407C1 publication Critical patent/RU2757407C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: tunable antenna of the low frequency, midrange, and high frequency ranges belongs to the field of radio engineering and can be used as an antenna raised by an aircraft to work in the ranges of radio wave lengths of low frequencies, medium frequencies and high frequencies. Most effectively, this antenna can be used in radio transmitting non-stationary radio centers with their variable dislocation on the ground (mobile for the operational organization of radio transmitting centers and relocated radio transmitters associated with the radiation of electromagnetic waves, scientific laboratories). Essence: in the invention, the supporting aircraft is a multicopter, the self-supporting cable is made of a flexible conductive antenna rope and passed through a conductive snatcher fixed to the insulating device of the multicopter, and the extension of the passed self-supporting cable is omitted, with the formation of an antenna web in the form of an isosceles triangle by the conductive antenna rope, and passed further through a conductive snatcher having a point of contact with the counterweight conductor, from which the self-supporting cable is fed to the winch drum with the possibility of adjusting and fixing the released length of the self-supporting cable, while the contact points of the counterweight with the conductive snatcher and the first antenna electrode are spaced in the form of a triangle base.
EFFECT: increasing efficiency of the antenna device with an extended adjustable operating frequency band during operational adjustment with precise adjustment, installed on the basis of the structure of a wind-resistant lifting device, as well as improving the electrical characteristics of antennas when used in the low-frequency, midrange, and high-frequency bands due to non-standard reconstruction of the Pistolkors loop.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, а именно - к антенной технике, и может быть использовано в качестве антенны, поднимаемой летательным аппаратом, для работы в диапазонах длин радиоволн низких частот (НЧ), средних частот (СЧ) и высоких частот (ВЧ). Наиболее эффективно данная антенна может быть использована в радиопередающих нестационарных радиоцентрах с изменяемой дислокацией их на местности (мобильных для оперативной организации радиопередающих центров и перебазируемых радиопередатчиков, связанных с излучением электромагнитных волн, научных лабораторий).The invention relates to the field of radio engineering, namely to antenna technology, and can be used as an antenna lifted by an aircraft to operate in the ranges of radio wavelengths of low frequencies (LF), medium frequencies (MF) and high frequencies (HF). Most effectively, this antenna can be used in non-stationary radio transmitting centers with variable dislocation on the ground (mobile for the operational organization of radio transmitting centers and relocatable radio transmitters associated with the radiation of electromagnetic waves, scientific laboratories).

Наиболее широкое распространение для подъема антенн, преимущественно для использования в качестве радиопередающих в НЧ и СЧ диапазонах длин радиоволн, получили летательные аппараты легче воздуха в виде привязных аэростатов (патент RU №2722087 от 26.05.2020 Бюл. №15). Известная аэростатная система для подъема антенного устройства с большой подъемной силой обладает значительной парусностью и только для обеспечения аэродинамики, защиты от воздействия метеорологических условий и грозозащиты его несущая конструкция выполнена из комбинации верхнего токопроводящего и нижнего диэлектрического полотен, натянутых на каркас, набора токопроводящих медных тросовых лееров, стяжек и штанг с катенарными поясами и привязных кефларовых строп, которые делают необходимым применения кабель-троса для грузонесущей части из высокопрочного каната, с использованием оплетки кабель-троса из медной проволоки в качестве излучающего элемента монопольной антенны.The most widespread for raising antennas, mainly for use as radio transmitting in the LF and MF ranges of radio wavelengths, are lighter-than-air aircraft in the form of tethered balloons (patent RU No. 2722087 dated 05/26/2020 Bul. No. 15). The known balloon system for lifting an antenna device with a high lifting force has significant windage and only to ensure aerodynamics, protection from the effects of meteorological conditions and lightning protection, its supporting structure is made of a combination of upper conductive and lower dielectric sheets stretched over the frame, a set of conductive copper cable rails, cable ties and rods with catenary belts and tied keflar slings, which make it necessary to use a cable-cable for the load-carrying part of a high-strength rope, using a cable-cable braid made of copper wire as a radiating element of a monopole antenna.

Недостатком известной антенной системы с привязным аэростатом полужесткой конструкции является громоздкость и конструктивная сложность подъемного устройства, неудобства транспортирования, длительное время развертывания и приведения в исходное состояние.The disadvantage of the known antenna system with a tethered balloon of a semi-rigid design is the cumbersomeness and structural complexity of the lifting device, inconvenience of transportation, long deployment and initialization time.

Известна аэростатная антенна зонтичного типа, включающая аэростат с оболочкой сферической формы (патент RU №2340986 от 10.12.2008 Бюл. №34) Аэростат имеет пропущенную через верхний и нижний полюсы оболочки вертикальную штангу, на вершине которой с помощью строп закреплено флюгирующее аэродинамическое объемное тело, емкостную нагрузку зонтичного типа, выполненную в виде радиально расходящихся проводников, размещенных на поверхности аэродинамического объемного тела, лебедку и привязные тросы, один из которых с токопроводящей оплеткой (кабель-трос), а также противовес в виде расположенных на поверхности земли проводников.Known umbrella-type balloon antenna, including a balloon with a spherical shell (patent RU No. 2340986 from 10.12.2008 Bul. No. 34) The balloon has a vertical bar passed through the upper and lower poles of the shell, at the top of which a feathering aerodynamic volumetric body is fixed with the help of slings, an umbrella-type capacitive load, made in the form of radially diverging conductors placed on the surface of an aerodynamic volumetric body, a winch and tie ropes, one of which is with a conductive braid (cable-rope), as well as a counterweight in the form of conductors located on the ground surface.

Недостатками известной аэростатной антенны зонтичного типа являются сложность и утяжеление за счет флюгирующего аэродинамического объемного тела с емкостной нагрузкой, не позволяющих использования антенной системы с малообъемными подъемными устройствами. И, кроме того, обе известные конструкции недостаточно ветроустойчивы.The disadvantages of the known umbrella-type balloon antenna are complexity and weight due to a feathered aerodynamic volumetric body with a capacitive load, which does not allow the use of an antenna system with low-volume lifting devices. And besides, both known structures are not sufficiently wind resistant.

Известна также аэростатная антенна НЧ диапазона (патент RU №119942 от 27.08.2012 Бюл. №24) Антенна-прототип включает поддерживаемый в вертикальном положении малообъемным аэростатом кабель-трос, содержащий грузонесущий трос из синтетических нитей, покрытый токопроводящим слоем, диэлектрической защитной оболочкой и оплеткой из синтетических нитей, противовес в виде нескольких проводников, расположенных на поверхности земли, с точкой противовеса, которая является одним электродом вывода антенны, а нижний конец кабеля-троса является другим электродом вывода антенны, подключаемым к радиопередающему устройству.Also known is a low-frequency balloon antenna (patent RU No. 119942 from 27.08.2012 Bul. No. 24) The prototype antenna includes a cable-cable supported in a vertical position by a low-volume balloon, containing a load-carrying cable made of synthetic threads, covered with a conductive layer, a dielectric protective sheath and braid made of synthetic filaments, a counterweight in the form of several conductors located on the surface of the earth, with a counterweight point, which is one electrode of the antenna output, and the lower end of the cable-cable is the other electrode of the antenna output connected to the radio transmitting device.

Недостатками известной антенны являются низкая стабилизация местоположения аэростата при воздействии ветра и отсутствие адаптации к изменению его направления при обеспечении положения только одним кабель-тросом, узкая полоса частот из-за использования однопроводного вибратора и невозможность оперативной корректировки настройки при смене частот при заданной с развертыванием длине кабель-троса.The disadvantages of the known antenna are the low stabilization of the balloon location under the influence of the wind and the lack of adaptation to a change in its direction while ensuring the position with only one cable-rope, a narrow frequency band due to the use of a single-wire vibrator and the impossibility of prompt adjustment of the tuning when changing frequencies at a given cable length -rope.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания перестраиваемой антенны, предназначенной преимущественно для работы в диапазонах длин радиоволн низких частот (НЧ), средних частот (СЧ) и высоких частот (ВЧ), с расширенной полосой рабочих частот и возможностями оперативной перестройки с точной настройкой, установленной на базе конструкции устойчивого к ветровой нагрузке подъемного устройства.The proposed invention solves the problem of creating a tunable antenna designed primarily for operation in the ranges of radio wavelengths of low frequencies (LF), medium frequencies (MF) and high frequencies (HF), with an extended band of operating frequencies and the possibility of operational tuning with fine tuning installed on the basis of construction of a wind-resistant lifting device.

Поставленная задача достигается тем, что перестраиваемая антенна НЧ, СЧ, ВЧ диапазонов, включает поддерживаемый летательным аппаратом кабель-трос, с поверхностным проводящим слоем на всей его протяженности, проводниковый противовес, одна из точек проводников которого является первым электродом вывода антенны, а нижний конец кабель-троса является вторым электродом вывода антенны. При этом поддерживающим летательным аппаратом служит мультикоптер, кабель-трос выполнен из гибкого проводящего антенного канатика и пропущен через проводящий канифас-блок, закрепленный к изолирующему устройству мультикоптера, причем удлинение пропущенного кабель-троса опущено, с формированием проводящим антенным канатиком антенного полотна в виде равнобедренного треугольника, и пропущено через проводящий канифас-блок, имеющий точку контакта с проводником противовеса, от которого кабель-трос подан на барабан лебедки, с возможностью регулировки и фиксации выпущенной длины кабель-троса, при этом точки контакта противовеса с проводящим канифас-блоком и первого электрода антенны разнесены в виде основания треугольника.The task is achieved by the fact that the tunable antenna of the LF, MF, HF ranges includes a cable-cable supported by the aircraft, with a surface conductive layer along its entire length, a conductor counterweight, one of the conductor points of which is the first electrode of the antenna output, and the lower end of the cable - the cable is the second electrode of the antenna output. In this case, a multicopter serves as a supporting aircraft, the cable-cable is made of a flexible conductive antenna cable and passed through a conductive rosin-block, fixed to the isolation device of the multicopter, and the lengthening of the passed cable-cable is lowered, with the formation of an isosceles triangle by the conductive antenna cable , and passed through the conductive rosifas-block having a point of contact with the conductor of the counterweight, from which the cable-cable is fed to the winch drum, with the possibility of adjusting and fixing the extended length of the cable-cable, while the contact points of the counterweight with the conductive rosin-block and the first electrode antennas are spaced apart in a triangle base.

Задача решается тем, что установочная длина кабель-троса от второго электрода с удлинением, пропущенного через проводящий канифас-блок, закрепленный к изолирующему устройству мультикоптера, до проводящего канифас-блока составляет 0,5λраб., а протяженность разноса от точки противовеса первого электрода вывода антенны до точки контакта противовеса с проводящим канифас-блоком, соизмерима с 0,05λраб..The problem is solved by the fact that the installation length of the cable-cable from the second electrode with an extension, passed through the conducting rosin-block, fixed to the insulating device of the multicopter, to the conducting rosin-block is 0.5λ slave. , and the length of the spacing from the point of counterweight of the first electrode of the antenna output to the point of contact of the counterweight with the conductive rosifas block is commensurate with 0.05λ slave. ...

Другое отличие заявляемой антенны состоит в том, что она дополнительно содержит измеритель коэффициента согласования антенны, с возможностью подключения к электродам вывода антенны при настройке антенны на рабочую частоту путем коррекции установочной длины кабель-троса из условия оптимального коэффициента стоячей волны.Another difference of the inventive antenna is that it additionally contains an antenna matching ratio meter, with the ability to connect to the antenna output electrodes when tuning the antenna to the operating frequency by correcting the installation length of the cable-cable from the condition of the optimal standing wave ratio.

Решение поставленной задачи может осуществляться, когда поддерживающим летательным аппаратом служит привязной мультикоптер, кабель питания к которому подводится по линии от центра разноса.The solution to this problem can be carried out when a tethered multicopter serves as the supporting aircraft, the power cable to which is fed along the line from the center of the spacing.

Решение поставленной задачи может осуществляться, когда поддерживающим летательным аппаратом служит привязной мультикоптер, кабель питания к которому подводится по линии ребра треугольной пирамиды, расположенного против треугольного полотна из антенного канатика.The solution to this problem can be carried out when a tethered multicopter serves as a supporting aircraft, the power cable to which is fed along the line of the edge of the triangular pyramid located opposite the triangular web from the antenna cable.

Отличие заявляемой антенны состоит и в том, что она может быть снабжена дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа, конструктивно выполненной в виде двух и более электрических проводников, каждый из которых верхним концом прикреплен к проводящему канифас-блоку, закрепленному к изолирующему устройству мультикоптера, а нижним, через дополнительный изолятор, соединен с диэлектрической регулируемой длины растяжкой, заякоренной к земле.The difference between the claimed antenna lies in the fact that it can be equipped with an additional capacitive load of the umbrella type, structurally made in the form of two or more electrical conductors, each of which is attached with the upper end to the conductive rosin-block, fixed to the insulating device of the multicopter, and the lower, through an additional insulator, it is connected to a dielectric adjustable length with a brace anchored to the ground.

Изобретение поясняется чертежамиThe invention is illustrated by drawings

Фиг. 1 - эскиз прототипа с электронной моделью и графической характеристикой КСВ в полосе рабочих частот, где 1 - летательный аппарат, 2 - кабель-трос, 3 - проводниковый противовес, 4 - первый электрод выхода антенны, 5 - второй электрод выхода антенны;FIG. 1 is a sketch of a prototype with an electronic model and a graphical characteristic of the SWR in the operating frequency band, where 1 is an aircraft, 2 is a cable-rope, 3 is a conductor counterweight, 4 is the first electrode of the antenna output, 5 is the second electrode of the antenna output;

Фиг. 2 - эскиз перестраиваемой антенны с электронной моделью и графической характеристикой КСВ в полосе рабочих частот, где 1 - мультикоптер, 2 - кабель-трос, 3 - проводниковый противовес, 4 - первым электрод выхода антенны, 5 - второй электрод выхода антенны, 6 - проводящий канифас-блок, 7 - изолирующее устройство, 8 - удлинение пропущенного кабель-троса, 9 - проводящий канифас-блок, 10 - проводник противовеса, 11 - барабан лебедки, 12 - основание треугольника, 13 - измеритель коэффициента согласования антенны, 14 - кабель питания;FIG. 2 - a sketch of a tunable antenna with an electronic model and a graphical characteristic of the SWR in the operating frequency band, where 1 is a multicopter, 2 is a cable-rope, 3 is a conductor counterweight, 4 is the first electrode of the antenna output, 5 is the second electrode of the antenna output, 6 is a conductive one rosin-block, 7 - insulating device, 8 - lengthening of the passed cable-rope, 9 - conducting rosin-block, 10 - counterweight conductor, 11 - winch drum, 12 - triangle base, 13 - antenna matching coefficient meter, 14 - power cable ;

Фиг. 3 - эскиз перестраиваемой антенны с электронной моделью и графической характеристикой КСВ в полосе рабочих частот с привязным мультикоптером и дополнением, где 15 - кабель питания на линии ребра треугольной пирамиды;FIG. 3 - a sketch of a tunable antenna with an electronic model and a graphical characteristic of the SWR in the operating frequency band with a tethered multicopter and an addition, where 15 is the power cable on the edge of the triangular pyramid;

Фиг. 4 - эскиз перестраиваемой антенны с электронной моделью и емкостной настройкой, с графической характеристикой КСВ в полосе рабочих частот с привязным мультикоптером и дополнением отображения емкостной нагрузки, где 16 электрические проводники нагрузки, 17 - изолятор, 18 растяжка.FIG. 4 - a sketch of a tunable antenna with an electronic model and a capacitive tuning, with a graphical characteristic of the SWR in the operating frequency band with a tethered multicopter and the addition of a capacitive load display, where 16 are electrical load conductors, 17 is an insulator, 18 is an extension.

Предлагаемая перестраиваемая антенна НЧ, СЧ, ВЧ диапазонов содержит поддерживаемый летательным аппаратом 1 кабель-трос 2, с поверхностным проводящим слоем на всей его протяженности, проводниковый противовес 3, одна из точек проводников которого является первым электродом 4 вывода антенны, а нижний конец кабель-троса является вторым электродом 5 вывода антенны. При этом поддерживающим летательным аппаратом 1 служит мультикоптер, кабель-трос 2 выполнен из гибкого проводящего антенного канатика и пропущен через проводящий канифас-блок 6, закрепленный к изолирующему устройству 7 мультикоптера 1, причем удлинение 8 пропущенного кабель-троса 2 опущено, с формированием проводящим антенным канатиком антенного полотна в виде равнобедренного треугольника, и пропущено далее через проводящий канифас-блок 9, имеющий точку контакта с проводником противовеса 10, от которого кабель-трос подан на барабан лебедки 11, с возможностью фиксации выпущенной длины кабель-троса, при этом точки контакта противовеса с проводящим канифас-блоком 9 и первого электрода 4 антенны разнесены в виде основания треугольника 12.The proposed tunable antenna for LF, MF, HF ranges contains 1 cable-cable 2 supported by the aircraft, with a surface conductive layer along its entire length, conductor counterweight 3, one of the conductor points of which is the first electrode 4 of the antenna output, and the lower end of the cable-cable is the second electrode 5 of the antenna output. In this case, the supporting aircraft 1 is a multicopter, the cable-cable 2 is made of a flexible conductive antenna cable and passed through the conductive rosipas block 6, fixed to the insulating device 7 of the multicopter 1, and the extension 8 of the passed cable-cable 2 is omitted, with the formation of a conductive antenna cable of the antenna web in the form of an isosceles triangle, and passed further through the conductive rosifas-block 9, which has a point of contact with the counterweight conductor 10, from which the cable-cable is fed to the winch drum 11, with the possibility of fixing the extended length of the cable-cable, while the contact point counterweight with a conductive rosin-block 9 and the first electrode 4 of the antenna are spaced apart in the form of the base of the triangle 12.

В предлагаемой антенне установочная длина кабель-троса 2 от первого электрода 4 до проводящего канифас-блока 6 с удлинением 8 составляет 0,5λраб., а протяженность разноса 12 от точки противовеса первого электрода 4 вывода антенны доточки контакта противовеса 10 с проводящим канифас-блоком 9, соизмерима с 0,05λраб.In the proposed antenna, the installation length of the cable-rope 2 from the first electrode 4 to the conductive rosin-block 6 with an extension of 8 is 0.5λ slave. , and the length of the spacing 12 from the point of the counterweight of the first electrode 4 of the antenna output to the point of contact of the counterweight 10 with the conductive rosipas block 9 is commensurate with 0.05λ slave .

Работа антенны обеспечивается измерителем коэффициента согласования антенны 13, с возможностью подключения к электродам вывода антенны 4 и 8 при настройке антенны на рабочую частоту, путем коррекции установочной длины кабель-троса 2 от первого электрода 4 до проводящего канифас-блока 6 с удлинением 8 до проводящего канифас-блока 9, из условия оптимального коэффициента стоячей волны.The operation of the antenna is provided by a meter of the antenna matching coefficient 13, with the ability to connect to the antenna output electrodes 4 and 8 when the antenna is tuned to the operating frequency, by correcting the installation length of the cable-cable 2 from the first electrode 4 to the conductive rosin block 6 with an extension of 8 to the conductive rosin -block 9, from the condition of the optimal standing wave ratio.

Поддерживающим летательным аппаратом может служить привязной мультикоптер 1, кабель питания 14 к которому подводится по линии от центра разноса 12.The tethered multicopter 1 can serve as the support aircraft, the power cable 14 to which is fed along the line from the center of the spacing 12.

Поддерживающим летательным аппаратом может служить привязной мультикоптер 1, кабель питания к которому может подводиться по линии ребра 15 треугольной пирамиды, расположенного против треугольного полотна антенны из антенного канатика.The supporting aircraft can be a tethered multicopter 1, the power cable to which can be fed along the line of the rib 15 of the triangular pyramid, located opposite the triangular antenna web from the antenna cable.

Предлагаемая антенна может быть снабжена дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа, конструктивно выполненной в виде двух и более электрических проводников 16, каждый из которых верхним концом прикреплен к проводящему канифас-блоку 6, закрепленному к изолирующему устройству 7 мультикоптера 1, а нижним, через дополнительный изолятор 17, соединен с диэлектрической регулируемой длины растяжкой 18, заякореннойк земле.The proposed antenna can be equipped with an additional capacitive umbrella-type load, structurally made in the form of two or more electrical conductors 16, each of which is attached with the upper end to the conductive rosin-block 6, fixed to the insulating device 7 of the multicopter 1, and the lower, through an additional insulator 17 , connected to a dielectric adjustable length by a brace 18, anchored to the ground.

Принцип работы заявляемой антенны кардинально отличается от известных монопольных антенн, применяемых в рассматриваемых диапазонах частот и состоит в том, что вместо стержневого проводника 2 (Фиг. 1), с классической длиной 0,25λраб., применяется с такой же протяженностью боковых сторон 2 и 8 (Фиг. 2), остроугольная при вершине, поддерживающей летательным аппаратом 1, мультикоптером, треугольная петля из антенного канатика с разносом по основанию 12 соизмеримым с 0,05λраб., при подключении радиопередатчика в разрез 4-5 одной из сторон 2 или 8, при угле у основания 12. Переход от кабель-троса с грузонесущей частью из высокопрочного каната, с использованием оплетки кабель-троса из медной проволоки в качестве излучающего элемента к широко используемому проводящему антенному канатику связан со снятием нагрузок на удержание в экстремальных условиях аэростатных систем. Соотношения сторон и форма петли, из-за малой протяженности основания, исключают ее работу, как треугольной рамочной антенны, приближая к принципу работы плеча шлейф-вибратора Пистолькорса, с близко расположенными параллельными проводниками, широко применяемого полноразмерным в ультракоротковолновом диапазоне радиочастот, работа которого подтверждается компьютерным моделированием в программе MMANA-GAL из анализа данных фигур 1-4. С учетом того, чтобы обеспечить длительность использования развернутой антенны вне зависимости от емкости заряда аккумуляторов мультикоптера, получают развитие привязные мультикоптеры, с подачей электропитания с земли по кабалю, учтено в показанной версии предлагаемой антенны размещением кабеля питания 14 по линии высоты равнобедренного треугольника (Фиг. 2). При сравнении с прототипом, вертикальным кабель-тросом 2, имеющим при настройке на 495 кГц полосу пропускания равную, 2,2 кГц при КСВ менее 1,5 (Фиг. 1), предлагаемая перестраиваемая антенна на меньшей частоте соизмеримого диапазона 470 кГц имеет полосу пропускания 28,7 кГц, что выгодно отличает ее от прототипа и подобных аналогов.The principle of operation of the claimed antenna is fundamentally different from the known monopole antennas used in the frequency ranges under consideration and consists in the fact that instead of the rod conductor 2 (Fig. 1), with a classic length of 0.25λ slave. , is used with the same length of the lateral sides 2 and 8 (Fig. 2), acute-angled at the apex, supporting the aircraft 1, multicopter, triangular loop from the antenna cord with a distance along the base 12 commensurate with 0.05λ slave. , when connecting a radio transmitter in a 4-5 cut of one of the sides 2 or 8, at an angle at the base 12. Transition from a cable-cable with a load-carrying part of a high-strength rope, using a cable-cable braid made of copper wire as a radiating element to the widely used conductive antenna cord is associated with the removal of loads for holding in extreme conditions of balloon systems. The aspect ratios and the shape of the loop, due to the small length of the base, exclude its operation as a triangular loop antenna, bringing the Pistolkors loop-vibrator arm closer to the principle of operation, with closely spaced parallel conductors, widely used full-size in the ultrashort-wave radio frequency range, the operation of which is confirmed by the computer modeling in the MMANA-GAL program from the data analysis of Figures 1-4. Taking into account in order to ensure the duration of use of the deployed antenna, regardless of the battery charge capacity of the multicopter, tethered multicopters are being developed, with power supply from the ground by cable, taken into account in the shown version of the proposed antenna by placing the power cable 14 along the line of the height of the isosceles triangle (Fig. 2 ). When compared with the prototype, a vertical cable-rope 2, which, when tuned to 495 kHz, has a bandwidth equal to 2.2 kHz with a VSWR less than 1.5 (Fig. 1), the proposed tunable antenna at a lower frequency of a comparable range of 470 kHz has a bandwidth 28.7 kHz, which distinguishes it favorably from the prototype and similar analogs.

В свою очередь, настройка антенны при поддержке мультикоптером 1, из-за изолирующего устройства 7, не имеющим контакта с проводниковым антенным канатиком сторон 2 и 8, вложенным в проводниковый канифас-блок 6 и опущенный к имеющему контакт с проводником 10 противовеса проводниковый канифас-блок 9, через него с помощью намотки или размотки на барабане лебедки 11, регулируется притягивание или отпускание с подъемом мультикоптера 1, то есть регулировка суммарной длины сторон 2 и 8.In turn, the tuning of the antenna with the support of the multicopter 1, because of the insulating device 7, does not have contact with the conductive antenna cable of sides 2 and 8, inserted into the conductor rosin-block 6 and the conductor rosin-block, which is in contact with the conductor 10 of the counterweight 9, through it by winding or unwinding on the drum of the winch 11, the attraction or release with the rise of the multicopter 1 is regulated, that is, the adjustment of the total length of sides 2 and 8.

Дополнительно к этому антенна содержит измеритель 13 коэффициента согласования антенны, с возможностью подключения к электродам вывода антенны 4 и 5 при настройке антенны на рабочую частоту, по которому отслеживается настройка антенны и при минимальном КСВ барабан лебедки 11 фиксируется, обеспечивая работу антенного устройства на заданной частотеIn addition to this, the antenna contains a meter 13 of the antenna matching coefficient, with the ability to connect to the antenna output electrodes 4 and 5 when the antenna is tuned to the operating frequency, along which the antenna tuning is monitored and at the minimum SWR the winch drum 11 is fixed, ensuring the operation of the antenna device at a given frequency

В целях варьирования особенностями назначения предлагаемой антенны, для повышения помехоустойчивости радиосистем за счет сужения полосы частот, в версии пирамидальной конструкции антенны (Фиг. 3) кабель питания подводится по линии ребра 15 треугольной пирамиды, расположенного против треугольного полотна антенны из антенного канатика. Введение такого переизлучателя обеспечивает сужение полосы на рабочей частоте 470 кГц до 2, 2 кГц при КСВ менее 1,5.In order to vary the features of the purpose of the proposed antenna, to increase the noise immunity of radio systems by narrowing the frequency band, in the version of the pyramidal design of the antenna (Fig. 3), the power cable is led along the line of the rib 15 of the triangular pyramid, located opposite the triangular fabric of the antenna from the antenna cable. The introduction of such a re-emitter provides a narrowing of the band at the operating frequency of 470 kHz to 2.2 kHz with a VSWR of less than 1.5.

В свою очередь при снабжении пирамидальной конструкции дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа (Фиг. 4), в версии конструктивно выполненной в виде трех электрических проводников 16, каждый из которых верхним концом прикреплен к проводящему канифас-блоку 6, закрепленному к изолирующему устройству 7 мультикоптера 1, а нижним, через дополнительный изолятор 17, соединен с диэлектрической регулируемой длины растяжкой 18, заякоренной к земле высота подвеса антенны уменьшается со 150 метров до 100 метров, что также выгодно отличает заявленную антенну от аналогов.In turn, when supplying the pyramidal structure with an additional capacitive umbrella-type load (Fig. 4), in the version structurally made in the form of three electrical conductors 16, each of which is attached with its upper end to a conductive rosin-block 6 fixed to the insulating device 7 of the multicopter 1, and the lower one, through an additional insulator 17, is connected to a dielectric adjustable length by a brace 18, anchored to the ground, the antenna suspension height is reduced from 150 meters to 100 meters, which also distinguishes the declared antenna from analogues.

Эффективность работы антенного устройства подтверждают результаты компьютерного моделирования в программе MMANA-GAL по возможностям расширенной регулируемой полосы рабочих частот при оперативной перестройке с точной настройкой, установленной на базе конструкции устойчивого к ветровой нагрузке подъемного устройства. Предложенное техническое решение на более высоком уровне обеспечивает классическое укорочение путем введения емкостной нагрузки. Компактность поддерживающего летательного аппарата в виде мультикоптера, предназначенного только для обеспечения нагрузки в виде антенного полотна и малый его вес расширяют возможности по использованию предложенной антенны в мобильных версиях. Нестандартная реконструкция петли Пистолькорса, улучшающая электрические характеристики антенн при применении в НЧ, СЧ, ВЧ диапазонах открывает новые возможности по совершенствованию радиотехнических систем, использующих эти частоты.The efficiency of the antenna device operation is confirmed by the results of computer simulation in the MMANA-GAL program in terms of the capabilities of the extended adjustable operating frequency band during operational restructuring with fine tuning, installed on the basis of a lifting device resistant to wind load. The proposed technical solution at a higher level provides classical shortening by introducing a capacitive load. The compactness of the supporting aircraft in the form of a multicopter, designed only to provide the load in the form of an antenna web and its low weight, expand the possibilities for using the proposed antenna in mobile versions. Non-standard reconstruction of the Pistolkors loop, which improves the electrical characteristics of antennas when used in the LF, MF, HF bands, opens up new opportunities for improving radio engineering systems using these frequencies.

Из показанного на фигурах 1-4 и описанных некоторых фрагментах осуществления технических решений, специалистам в данной области техники понятно, что возможны другие измененные версии осуществления без отхода от принципов и сущности настоящего изобретения, объем которого определен в формуле изобретения.From shown in figures 1-4 and described some fragments of the implementation of technical solutions, specialists in the art will understand that other modified versions of the implementation are possible without departing from the principles and essence of the present invention, the scope of which is defined in the claims.

Из раскрытого в содержании, новизна в части устройства по предложенному техническому решению перестраиваемой антенны НЧ, СЧ, ВЧ диапазонов усматривается в сочетании отличительных признаков и свойств как в заявленном изобретении из технической, научной литературы и патентной документации не выявлено, поэтому оно соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.From the disclosed content, the novelty in the part of the device according to the proposed technical solution of the tunable antenna of the LF, MF, HF ranges is seen in a combination of distinctive features and properties as in the claimed invention from the technical, scientific literature and patent documentation, it is not revealed, therefore it meets the criteria of novelty and inventive level.

Claims (6)

1. Перестраиваемая антенна НЧ, СЧ, ВЧ диапазонов, включающая поддерживаемый летательным аппаратом кабель-трос с поверхностным проводящим слоем на всей его протяженности, проводниковый противовес, одна из точек проводников которого является первым электродом вывода антенны, а нижний конец кабеля-троса является вторым электродом вывода антенны, отличающаяся тем, что поддерживающим летательным аппаратом служит мультикоптер, кабель-трос выполнен из гибкого проводящего антенного канатика и пропущен через проводящий канифас-блок, закрепленный к изолирующему устройству мультикоптера, причем удлинение пропущенного кабеля-троса опущено, с формированием проводящим антенным канатиком антенного полотна в виде равнобедренного треугольника, и пропущено далее через проводящий канифас-блок, имеющий точку контакта с проводником противовеса, от которого кабель-трос подан на барабан лебедки с возможностью регулировки и фиксации выпущенной длины кабеля-троса, при этом точки контакта противовеса с проводящим канифас-блоком и первого электрода антенны разнесены в виде основания треугольника.1. A tunable antenna for LF, MF, HF ranges, including a cable-cable supported by an aircraft with a surface conductive layer throughout its entire length, a conductor counterweight, one of the points of the conductors of which is the first electrode of the antenna output, and the lower end of the cable-cable is the second electrode antenna output, characterized in that a multicopter serves as the supporting aircraft, the cable-cable is made of a flexible conductive antenna cable and passed through a conducting rosin-block attached to the isolating device of the multicopter, and the lengthening of the passed cable-cable is lowered, with the formation of a conductive antenna cable canvas in the form of an isosceles triangle, and passed further through the conductive rosifas-block, which has a point of contact with the counterweight conductor, from which the cable-cable is fed to the winch drum with the possibility of adjusting and fixing the extended length of the cable-cable, while the points of contact of the counterweight with the conductor The antenna rosin-block and the first electrode of the antenna are spaced apart in the form of a triangle base. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что установочная длина кабеля-троса от второго электрода с удлинением, пропущенного через проводящий канифас-блок, закрепленный к изолирующему устройству мультикоптера, до проводящего канифас-блока составляет 0,5λраб., а протяженность разноса от точки противовеса первого электрода вывода антенны до точки контакта противовеса с проводящим канифас-блоком соизмерима с 0,05λраб.2. Antenna according to claim 1, characterized in that the installation length of the cable-cable from the second electrode with extension, passed through the conducting rosin-block, fixed to the isolating device of the multicopter, to the conducting rosin-block is 0.5λ slave. , and the length of the spacing from the counterweight point of the first electrode of the antenna output to the point of contact of the counterweight with the conductive rosifas block is commensurate with 0.05λ slave . 3. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит измеритель коэффициента согласования антенны с возможностью подключения к электродам вывода антенны при настройке антенны на рабочую частоту путем коррекции установочной длины кабеля-троса из условия оптимального коэффициента стоячей волны.3. Antenna according to claim 1, characterized in that it further comprises an antenna matching coefficient meter with the ability to connect to the antenna output electrodes when tuning the antenna to the operating frequency by correcting the installation length of the cable-cable from the condition of the optimal standing wave ratio. 4. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что поддерживающим летательным аппаратом служит привязной мультикоптер, кабель питания к которому подводится по линии от центра разноса.4. Antenna according to claim. 1, characterized in that a tethered multicopter serves as the supporting aircraft, the power cable to which is fed along the line from the center of the spacing. 5. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что поддерживающим летательным аппаратом служит привязной мультикоптер, кабель питания к которому подводится по линии ребра треугольной пирамиды, расположенного против треугольного полотна из антенного канатика.5. Antenna according to claim. 1, characterized in that a tethered multicopter serves as the supporting aircraft, the power cable to which is fed along the edge of the triangular pyramid located opposite the triangular web from the antenna cord. 6. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа, конструктивно выполненной в виде двух и более электрических проводников, каждый из которых верхним концом прикреплен к проводящему канифас-блоку, закрепленному к изолирующему устройству мультикоптера, а нижним через дополнительный изолятор соединен с диэлектрической регулируемой длины растяжкой, заякоренной к земле.6. Antenna according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional capacitive umbrella-type load, structurally made in the form of two or more electrical conductors, each of which is attached with the upper end to the conductive rosin-block, fixed to the insulating device of the multicopter, and the lower end through an additional insulator is connected to a dielectric adjustable length with an anchored to the ground.
RU2021101717A 2021-01-26 2021-01-26 Tunable antenna of lf, mr, hf bands RU2757407C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101717A RU2757407C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Tunable antenna of lf, mr, hf bands

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101717A RU2757407C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Tunable antenna of lf, mr, hf bands

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2757407C1 true RU2757407C1 (en) 2021-10-15

Family

ID=78286593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021101717A RU2757407C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Tunable antenna of lf, mr, hf bands

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2757407C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779047C1 (en) * 2021-06-01 2022-08-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") Low-frequency antenna

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781893A (en) * 1972-01-31 1973-12-25 J Beukers Antenna for weather balloon
JPH1065428A (en) * 1996-08-23 1998-03-06 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Antenna
RU2226021C2 (en) * 2002-05-13 2004-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения Mobile wide-band untuned rod antenna
RU2320058C2 (en) * 2005-11-02 2008-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро "Геофизика" Balloon antenna
RU2340986C1 (en) * 2007-10-23 2008-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Umbrella-type balloon antenna
RU119942U1 (en) * 2012-05-10 2012-08-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" AEROSTAT ANTENNA OF THE LF BAND

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3781893A (en) * 1972-01-31 1973-12-25 J Beukers Antenna for weather balloon
JPH1065428A (en) * 1996-08-23 1998-03-06 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Antenna
RU2226021C2 (en) * 2002-05-13 2004-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения Mobile wide-band untuned rod antenna
RU2320058C2 (en) * 2005-11-02 2008-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро "Геофизика" Balloon antenna
RU2340986C1 (en) * 2007-10-23 2008-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Umbrella-type balloon antenna
RU119942U1 (en) * 2012-05-10 2012-08-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" AEROSTAT ANTENNA OF THE LF BAND

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2779047C1 (en) * 2021-06-01 2022-08-31 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") Low-frequency antenna
RU2779124C1 (en) * 2021-06-28 2022-09-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") Low-frequency folded dipole antenna

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN211320320U (en) Short wave omnidirectional broadband antenna
CN111342218B (en) Short wave antenna and use method thereof
RU2757407C1 (en) Tunable antenna of lf, mr, hf bands
RU2340986C1 (en) Umbrella-type balloon antenna
CN102487158A (en) Very high frequency (VHF) band communication short antenna
CN201829617U (en) High-gain large-power short-wave wideband omni-directional antenna
RU179700U1 (en) ULTRA-BAND LOGOPERIODIC ANTENNA WITH COLLINEAR VIBRATORS
US2014784A (en) Wave antenna
CN114256628B (en) Miniaturized short wave soft vibrator log periodic antenna
US20130335283A1 (en) Slotted Wave Guide Antenna With Angled Subsection
US3212094A (en) Vertically polarized unidirectional log periodic antenna over ground
US3701159A (en) Discone antenna
RU2779124C1 (en) Low-frequency folded dipole antenna
CN216214134U (en) Log-periodic antenna
RU2320058C2 (en) Balloon antenna
CN202423544U (en) Very-high-frequency (VHF) frequency range communication short antenna
RU2779047C1 (en) Low-frequency antenna
CN111342197B (en) Miniaturized log periodic antenna
RU119942U1 (en) AEROSTAT ANTENNA OF THE LF BAND
KR102228184B1 (en) Tower based antenna including multiple sets of elongate antenna elements and related methods
US5028932A (en) Inverted delta high efficiency loop antenna for all high frequencies
RU188638U1 (en) ANTENNA GRID OF TURNICET TYPE KV RANGE
RU2356139C1 (en) Multiwire wideband dipole antenna
RU2649676C1 (en) Short wave band omnidirectional antenna
US2508648A (en) Aerial system