RU2780297C1 - Щелевая антенна - Google Patents
Щелевая антенна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780297C1 RU2780297C1 RU2021132735A RU2021132735A RU2780297C1 RU 2780297 C1 RU2780297 C1 RU 2780297C1 RU 2021132735 A RU2021132735 A RU 2021132735A RU 2021132735 A RU2021132735 A RU 2021132735A RU 2780297 C1 RU2780297 C1 RU 2780297C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- metal
- cables
- wedge
- shaped
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 6
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 6
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002986 polymer concrete Substances 0.000 description 1
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к антенной технике, а именно к антенно-фидерным устройствам метрового и дециметрового диапазонов длин волн, и служит для повышения надежности систем приземной радиосвязи в условиях сложной помеховой обстановки и чрезвычайных природно-климатических условиях. Техническим результатом является расширение диапазонных свойств в условиях сложной помеховой обстановки, а также повышение механической надежности конструкции антенны в чрезвычайных условиях эксплуатации. Технический результат достигается тем, что в новой конструкции логопериодической антенны в качестве активных и пассивных вибраторов применены клиновидные щелевые излучатели V-образного вида с окружностями на заостренных концах, геометрические размеры которых рассчитываются исходя из применяемых участков диапазона метровых и дециметровых волн, а в экранах - металлических оплетках и диэлектрических слоях кабелей собирательной линии антенны выполнены кольцевые разрезы для подключения экранов - металлических оплеток кабелей собирательной линии с правых и левых сторон соответствующих окружностей щелевых излучателей V-образного вида для обеспечения их возбуждения, при этом клиновидные щелевые излучатели антенны прорезаны в трапециевидной металлической крышке эндовибратора. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к антенной технике, а именно к антенно-фидерным устройствам метрового и дециметрового диапазонов длин волн и может быть использовано в целях повышения надежности систем приземной радиосвязи в условиях сложной помеховой обстановки и чрезвычайных природно-климатических условиях.
Известны широкополосные антенны метрового и дециметрового диапазонов длин волн, именуемые как логопериодические вибраторные антенны, предназначаемые для обеспечения надежной приземной радиосвязи, размещаемые на стационарных и выдвижных опорах /1, 2/. Так, логопериодическая вибраторная антенна, показанная на фигуре 1, содержит 6 активных вибраторов и два пассивных вибратора, подключаемые попеременно через отверстия в экранной металлической оболочке - оплетке и диэлектрической прослойке к центральному проводу кабеля симметричной собирательной линии, и также непосредственно к экранной оболочке кабеля в симметричной кабельной собирательной линии из двух аксиальных кабелей. Здесь в начале антенны центральный провод кабеля соединен с экранной оболочкой кабеля металлической перемычкой. Кроме того, устанавливается металлическая перемычка в конце антенны на расстоянии 1/8 максимальной длины волны диапазона антенны.
Однако данная антенна не удовлетворяет требованиям по своим основным электрическим характеристикам при увеличении используемого частотного диапазона в условиях интенсивного воздействия групповых радиопомех, а также необходимой физической надежности конструкции антенны в чрезвычайных условиях эксплуатации.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является логопериодическая антенна /3/,отличающаяся от антенны /1/ V- образной формой симметричных вибраторов, позволяющих повысить коэффициент усиления антенны на 2 дБ для каждого вибратора. Подобно предыдущей антенне, эта антенна имеет 6 активных вибраторов и два пассивных вибратора, но имеющих уже V- образную форму. Но в отличие от предыдущей антенны здесь V-образные вибраторы через отверстия в кабельных экранах и в диэлектрике присоединяются уже только к центральным проводам кабелей собирательной линии. Последнее обеспечивается также установкой двух перемычек в верхней части антенны.
В целях устранения указанных выше недостатков в новой конструкции логопериодической антенны излучающая часть размещается в плоскости раздела двух сред «воздух - земля». При этом, с учетом подходов, изложенных в /4/, все излучатели прорезаны в трапециевидной металлической крышке эндовибратора и имеют особую линейную клиновидную щелевую форму с окружностью на заостренном конце. Кроме того, используется симметричная кабельная собирательная линия с кольцевыми разрезами в диэлектрике и металлическом экране - оплетке, длины которых совпадают с диаметрами окружностей клиновидных щелевых излучателей, ортогональными к продольной оси клиновидного щелевого излучателя.
Таким образом, в новой конструкции логопериодической антенны в качестве активных и пассивных вибраторов применены особые клиновидные щелевые излучатели, в которых поперечные размеры кольцевых разрезов кабельной собирательной линии являются местами возбуждения щелей, прорезанных в трапециевидной металлической крышке эндовибратора.
В целях изоляции от земли и среднего уровня сейсмических нагрузок металлический эндовибратор, глубиной в один метр, полностью заполняется пеноэпоксидом. При высоком уровне сейсмических нагрузок эндовибратор заполняется полимербетоном марки ФАЭД. От температурных нагрузок и дождя антенна сверху на 10 см прикрывается слоем термостойкого пеноэпоксида. Вместе с тем, в случае ожидаемых максимальных сейсмонагрузок пеноэпоксид в эндовибраторе будет заменятся на брикеты из высокопрочного бетона с проливкой стыков битумокровельной мастикой.
Заявляемое устройство отличается от прототипа наличием линейных клиновидных щелевых излучателей с окружностями на заостренных концах с новым способом подключения к излучателям питающих кабелей собирательной линии в конструкции антенны и эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии технических решений критерию «новизна».
8 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».
На фигуре 1 показана логопериодическая вибраторная антенна, содержащая 6 активных вибраторов 1 - 6 и два пассивных вибратора 7 и 8, подключаемые попеременно через отверстие в экранной оболочке и полиэтилене-диэлектрике к центральному проводу кабеля 9 собирательной линии, и также непосредственно к экранной оболочке кабеля 10 в симметричной кабельной собирательной линии из двух аксиальных кабелей 9 и 10. Здесь в начале антенны центральный провод кабеля 9 соединен с экранной оболочкой кабеля 10 металлической перемычкой 12. Кроме того, металлическая перемычка 11 устанавливается также на конце антенны на расстоянии 1/8 максимальной длины волны диапазона антенны.
На фигуре 2 приведена конструкция логопериодической антенны, принятая в качестве прототипа с использованием 6 активных вибраторов 1-6 и двух пассивных вибратора 7 и 8 вибраторов V-образного вида. В антенне V-образные вибраторы подключены к центральным проводам кабелей 9 и 10 симметричной собирательной линии внутри круглых отверстий в экранах и диэлектрике. В начале антенны центральные проводы кабелей 9 и 10 соединены перемычкой 12, а их экранные оболочки соединены металлической перемычкой 13. Также металлическая перемычка 11 экранных оболочек кабелей устанавливается в конце антенны на расстоянии 1/8 максимальной длины волны диапазона антенны.
На фигуре 3 показана новая конструкция широкополосной антенны с логопериодической структурой, расположенной в плоскости раздела двух сред «воздух - земля», которая состоит из вырезанных в трапециевидной металлической крышке 15 эндовибратора 6 активных 1-6 и двух пассивных 7 и 8 щелевых V-образных излучателей вытянутой клиновидной формы с заканчивающимися на заостренных концах окружностями, центральные провода 9 и 10 кабелей и их экранные оболочки, образующих симметричную собирательную линию, размещаются под металлической крышкой эндовибратора. В начале антенны центральные проводы кабелей 9 и 10 соединены перемычкой 12, а их экранные оболочки соединены металлической перемычкой 13. Также металлическая перемычка 11 устанавливается на конце антенны на расстоянии 1/8 максимальной длины волны диапазона антенны. При этом позиция 13 - одно из мест подключения кольцевых разрезов экранной оболочки левого кабеля симметричной собирательной линии к соответствующим щелевым излучателям, а позиция 14 - одно из мест подключения кольцевых разрезов экранной оболочки правого кабеля симметричной собирательной линии к соответствующим щелевым излучателям. Сам же металлический эндовибратор, размещенный под металлической крышкой, глубиной один метр, полностью заполняется пеноэпоксидом, а при сейсмоперегрузках - высокопрочным бетоном.
Техническими результатами являются расширение диапазонных свойств в условиях сложной помеховой обстановки, а также повышение механической надежности конструкции антенны в чрезвычайных условиях эксплуатации.
Указанные технические результаты могут быть использованы при выполнении комплекса мероприятий радиоэлектронной защиты в ходе воздействия групповых радиоэлектронных помех различного происхождения на вход антенны, а также разработке высокозащищенных антенно-фидерных устройств.
Новая конструкция широкополосной логопериодической антенны, включающая в себя щелевые излучатели V-образной формы с окружностями на концах на выбранном участке диапазонов метрового и дециметрового диапазонов длин волн 100-1000 МГц, работает следующим образом.
При подключении передатчика к входу несимметричного фидера высокочастотная энергия распространяется по нему и входит в левый кабель симметричной собирательной линии, имеющий кольцевые разрезы в экране и диэлектрике, и возбуждает левую половину щелевых излучателей антенны. При наличии перемычек между двумя кабелями симметричной собирательной линии появляется возможность посредством кольцевых разрезов в экране и диэлектрике во втором кабеле возбуждать щелевые клиновидные излучатели правой половины антенны.
Проведенные исследования и испытания показали, что предложенная конструкция новой логопериодической антенны обеспечивает расширение диапазонных свойств и, как следствие, - увеличение коэффициента усиления антенны, а также необходимую физическую надежность.
Таким образом, поставленная цель - разработка новой антенны, позволяющей расширить диапазонные свойства и повысить надежность в чрезвычайных условиях эксплуатации, достигнута.
Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенной конструкции антенны, заключается в возможности повышения эффективности выполнения поставленных технических задач в условиях воздействия различных отрицательных факторов как естественного природного, так и искусственного происхождения.
Величина технико-экономического эффекта зависит от способов организации связи в системах приземной радиосвязи различного назначения.
Источники информации:
1. Фидельман В.Е. Патент Российской Федерации на изобретение «Логопериодическая вибраторная антенна», №2189676, опубл. 20.09.2002. Бюл. №26.
2. 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 - 20.
3. Петров Б.М., Костромитин Г.И., Горемыкин Е.В. Логопериодические вибраторные антенны. Учебное пособие для вузов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005.
4. Войтович Н.И., Клыгач Д.С., Репин Н.Н. Патент Российской Федерации на изобретение «Широкополосная турникетная антенна», №2401492, опубл. 10.10. 2010. Бюл. №28.
Claims (1)
- Широкополосная логопериодическая антенна метрового и дециметрового диапазонов длин радиоволн, состоящая из двух радиочастотных кабелей симметричной собирательной линии с металлическими перемычками в верхней и нижней частях антенны, отличающаяся тем, что в антенне в качестве активных и пассивных вибраторов логопериодической структуры применены клиновидные щелевые излучатели V-образного вида, заканчивающиеся на заостренных концах окружностями, геометрические размеры которых рассчитываются исходя из применяемых участков диапазонов длин радиоволн, при этом клиновидные щелевые излучатели антенны прорезаны в трапециевидной металлической крышке эндовибратора, а металлический эндовибратор, размещенный под металлической крышкой, глубиной один метр, полностью заполнен пеноэпоксидом для средних сейсмических нагрузок или высокопрочным бетоном для сейсмоперегрузок, а в экранах - металлических оплетках и диэлектрических слоях кабелей собирательной линии антенны выполнены кольцевые разрезы для подключения экранов - металлических оплеток кабелей собирательной линии с правых и левых сторон к соответствующим окружностям клиновидных щелевых излучателей V-образного вида для их возбуждения, при этом конструкция антенны сверху на 10 см прикрыта слоем термостойкого пеноэпоксида.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780297C1 true RU2780297C1 (ru) | 2022-09-21 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3427659A (en) * | 1968-04-12 | 1969-02-11 | Finney Mfg Co | Fishbone type array with dipole spacing increasing towards the smaller end |
RU2075803C1 (ru) * | 1993-12-22 | 1997-03-20 | Военная академия связи | Логопериодическая резонаторная антенна |
RU2096871C1 (ru) * | 1996-02-19 | 1997-11-20 | Военная академия связи | Логопериодическая резонаторная антенна |
US20110148729A1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-23 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Log periodic antenna |
EP2727183B1 (en) * | 2011-06-30 | 2016-11-16 | Gapwaves AB | Improved broadband multi-dipole antenna with frequency-independent radiation characteristics |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3427659A (en) * | 1968-04-12 | 1969-02-11 | Finney Mfg Co | Fishbone type array with dipole spacing increasing towards the smaller end |
RU2075803C1 (ru) * | 1993-12-22 | 1997-03-20 | Военная академия связи | Логопериодическая резонаторная антенна |
RU2096871C1 (ru) * | 1996-02-19 | 1997-11-20 | Военная академия связи | Логопериодическая резонаторная антенна |
US20110148729A1 (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-23 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Log periodic antenna |
EP2727183B1 (en) * | 2011-06-30 | 2016-11-16 | Gapwaves AB | Improved broadband multi-dipole antenna with frequency-independent radiation characteristics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10467876B2 (en) | Global emergency and disaster transmission | |
EP3347942B1 (en) | Hybrid phased array transmission | |
EP3192151B1 (en) | Variable frequency receivers for guided surface wave transmissions | |
EP3347591B1 (en) | Long distance transmission of offshore power | |
EP3192150B1 (en) | Hierarchical power distribution | |
US20080129622A1 (en) | Locatable cables and cable components therefor | |
US20190049568A1 (en) | Remote surface sensing using guided surface wave modes on lossy media | |
US20190154635A1 (en) | Subsurface sensing using guided surface wave modes on lossy media | |
US20180166762A1 (en) | Site preparation for guided surface wave transmission in a lossy media | |
RU2780297C1 (ru) | Щелевая антенна | |
US7868833B2 (en) | Ultra wideband buoyant cable antenna element | |
EP3460912B1 (en) | Communications antenna and associated methods | |
US4825224A (en) | Broad band impedance matching system and method for low-profile antennas | |
US10516303B2 (en) | Return coupled wireless power transmission | |
EP3460911B1 (en) | Managed access system including surface wave antenna and related methods | |
US9882273B2 (en) | Buoyant helical twin-axial wire antenna | |
Wang et al. | Radiation field computation of leaky coaxial cables by finite-difference time domain in cylindrical coordinates and equivalent source integration | |
KR100766183B1 (ko) | 수직 편파용 누설동축케이블 | |
Dudka et al. | Cable communication system as antenna. Radiation and reception regimes | |
Tonn et al. | Twin-Axial Wire Antenna |