RU2794237C1 - Universal balanced tv antenna - Google Patents

Universal balanced tv antenna Download PDF

Info

Publication number
RU2794237C1
RU2794237C1 RU2022112837A RU2022112837A RU2794237C1 RU 2794237 C1 RU2794237 C1 RU 2794237C1 RU 2022112837 A RU2022112837 A RU 2022112837A RU 2022112837 A RU2022112837 A RU 2022112837A RU 2794237 C1 RU2794237 C1 RU 2794237C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
coaxial
television
connector
coaxial cable
Prior art date
Application number
RU2022112837A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Милкин
Диана Александровна Давлетова
Вячеслав Валерьевич Логачёв
Михаил Александрович Абрамов
Александр Евгеньевич Шульженко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ") filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГАОУ ВО "МГТУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2794237C1 publication Critical patent/RU2794237C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: universal balanced television antenna belongs to the field of radio engineering and can be used as a compact wide-range antenna, mainly window, in television systems, for receiving on-air television broadcasting signals in residential premises and structures, as well as in summer cottages or in a transport version, with a temporary arrangement of places television reception, remote from settlements. The antenna includes a receiving excitation element fixed or made on the surface of a thin dielectric substrate, it is made combined in the form of a stub vibrator with a dipole connected in parallel via a symmetrical two-wire line with a shunt connection through a delay device. Moreover, the dielectric substrate is made in the form of identical symmetrical flaps with the possibility of rotation along the axis of symmetry, along which there is a switching line with a coaxial socket connector installed at the central point on the dipole conductor, and a matching balancing device. Antenna conductors are made of foil.
EFFECT: improving the coordination in the extended operating frequency band, increasing the gain for autonomous operation without an antenna amplifier, with universal application for reception in the television radio wavelength range, and simplifying the electrical power supply.
9 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве компактной широкодиапазонной антенны, преимущественно оконной, в системах телевидения, для приема сигналов эфирного телевизионного вещания в жилых помещениях и сооружениях, а также на дачах или в транспортном варианте, при устройстве мест телевизионного приема, удаленных от населенных пунктов.The invention relates to the field of radio engineering and can be used as a compact wide-range antenna, mainly window antenna, in television systems, for receiving on-air television broadcasting signals in residential premises and buildings, as well as in summer cottages or in a transport version, when arranging television reception places remote from settlements.

Эффективность функционирования телевизионных приемников во многом зависит от функционального сочетания телевизоров и антенных устройств, их назначения и мест расположения. Антенна с одной стороны должна быть адаптирована к условиям электромагнитной обстановки в месте установки, а с другой стороны «не ограничивать» своим местонахождением комфорт от ее использования.The effectiveness of the functioning of television receivers largely depends on the functional combination of televisions and antenna devices, their purpose and location. On the one hand, the antenna must be adapted to the conditions of the electromagnetic environment at the installation site, and on the other hand, the comfort of its use should not be “limited” by its location.

Безусловно, наружные антенны, находящиеся за пределами среды комфорта, наиболее предпочтительны для использования и дополнительно к тому, не требуют тесных рамок по габаритам и весовым характеристикам, чтобы конструктивно своими параметрами обеспечивать качественный телевизионный прием на требуемых расстояниях. У комнатных антенн многое должно быть минимизированным, но учтено, что уровень сигнала зависит от расстояния до телевышки и направления прихода радиоволн, толщины стен и высоты окружающих зданий, а также расположения помещений и окружения проводящими элементами, влияющими на надежность телевизионного приема. В альтернативу используемым уменьшенным комнатным классическим антенным устройствам для этого стали все шире использоваться в качестве внутренних антенн оконные антенны, органически вписывающиеся в любой интерьер, во многих случаях, когда телевышки находятся на стороне выхода окон. В свою очередь, в целях минимального воздействия на основную функцию окон, чтобы не уменьшать световой поток, зачастую такие антенны выполняются в виде плоских скелетных конструкций, с размещением проводников на прозрачных подложках.Of course, outdoor antennas that are outside the comfort environment are most preferable for use and, in addition, they do not require tight frames in terms of dimensions and weight characteristics in order to provide high-quality television reception at the required distances by their design parameters. For indoor antennas, much should be minimized, but it is taken into account that the signal level depends on the distance to the TV tower and the direction of arrival of radio waves, the thickness of the walls and the height of the surrounding buildings, as well as the location of the premises and the environment with conductive elements that affect the reliability of television reception. As an alternative to the smaller classic indoor antenna devices used for this, window antennas have become increasingly used as internal antennas, organically fitting into any interior, in many cases when the TV towers are located on the exit side of the windows. In turn, in order to minimize the impact on the main function of the windows, so as not to reduce the luminous flux, such antennas are often made in the form of flat skeletal structures, with conductors placed on transparent substrates.

Актуальность и востребованность таких антенн подтверждается широким спектром созданных оконных антенных устройств различных производителей: Super Thin Indoor HDTV Antenna и HD Antena TV Fox Surf (https://www.joom.com/ru/products/6006b6ee3c18ee01068f7d43), комнатная активная антенна REMO «BAS-5326-5V» и антенна ТВ РЭМО «BAS-5322-USB СТРЕКОЗА» (https://remo-zavod.ru/antenny-televizionnye/).The relevance and relevance of such antennas is confirmed by a wide range of created window antenna devices from various manufacturers: Super Thin Indoor HDTV Antenna and HD Antena TV Fox Surf (https://www.joom.com/ru/products/6006b6ee3c18ee01068f7d43), indoor active antenna REMO "BAS -5326-5V” and REMO TV antenna “BAS-5322-USB STREKOZA” (https://remo-zavod.ru/antenny-televizionnye/).

Известные антенны практически идентичны и конструктивно имеют комбинированный приемный вибратор на среднюю частоту используемых длин радиоволн или соединение нескольких вибраторов на отдельные частотные участки для расширения рабочего диапазона и симметрирующий трансформатор для согласования с антенным усилителем.Known antennas are almost identical and structurally have a combined receiving vibrator for the average frequency of the used radio wave lengths or a connection of several vibrators to separate frequency sections to expand the operating range and a balancing transformer to match the antenna amplifier.

Недостатком известных антенных устройств являются неравномерный по диапазону, и завышенный коэффициент стоячих волн (КСВ) и низкий коэффициент усиления (КУ), из-за чего антенны комплектуются, с внешним питанием, антенными усилителями, без которых их работоспособность как широкополосных антенных устройств, проблематична.The disadvantage of the known antenna devices is uneven in range, and an overestimated standing wave ratio (SWR) and low gain (KU), due to which the antennas are equipped with external power supply, antenna amplifiers, without which their performance as broadband antenna devices is problematic.

Известна телевизионная антенна (Пат. РФ №161457, опубл. 04.2016). Антенна содержит симметричную линию с вибраторами на основе текстолитовой пластины и упрощенное симметрирующее устройство, выполненное в виде монтажного провода у которого один конец соединен с вибратором, а другой конец соединен с подвижной клеммой, установленной на участке обнаженной экранной оплетки кабеля и регулирующей длину волны для приема сигналов.A television antenna is known (Pat. RF No. 161457, publ. 04.2016). The antenna contains a symmetrical line with vibrators based on a textolite plate and a simplified balancing device, made in the form of a mounting wire, in which one end is connected to the vibrator, and the other end is connected to a movable terminal installed on the section of the exposed screen braid of the cable and regulating the wavelength for receiving signals .

Недостатком известной антенны является, из-за узкой полосы пропускания, не обеспечивающей прием телевизионных сигналов во всем телевизионном диапазоне радиоволн, необходимость подстройки антенного устройства для обеспечения приема телевизионных рабочих частот выбранных мультиплексов.A disadvantage of the known antenna is, due to the narrow bandwidth, which does not provide reception of television signals in the entire television range of radio waves, the need to adjust the antenna device to ensure reception of television operating frequencies of the selected multiplexes.

Известна зигзагообразная антенна Харченко (Варианты зигзагообразной антенны Харченко/https://www.radioradar.net/radiofan/antenns/options_zigzag_kharchenko_antenn.html, 02.12.2014). В известной версии антенны, при применении одиночного вибратора, обеспечивается симметрирование и согласование, необходимые КСВ и КУ для использования и без усилителя.Kharchenko's zigzag antenna is known (Variants of Kharchenko's zigzag antenna/https://www.radioradar.net/radiofan/antenns/options_zigzag_kharchenko_antenn.html, 12/02/2014). In the known version of the antenna, when using a single vibrator, the balancing and matching necessary for SWR and KU for use without an amplifier is provided.

Недостатком известной антенны является суженый диапазон рабочих частот с перекрытием не более половины используемого частотного диапазона радиоволн цифрового телевизионного вещания и относительно большая размерность по вертикали.The disadvantage of the known antenna is a narrowed operating frequency range with an overlap of no more than half of the used frequency range of radio waves of digital television broadcasting and a relatively large vertical dimension.

Наиболее близкой является телевизионная антенна (Пат. РФ №76504, опубл. 20.09.2008), включающая, по меньшей мере, один приемный элемент возбуждения, закрепленный или выполненный на поверхности тонкой диэлектрической подложки, точки возбуждения которого через согласующее устройство соединены с разъемом для подключения приемной аппаратуры.The closest is a television antenna (Pat. RF No. 76504, published on September 20, 2008), which includes at least one receiving excitation element fixed or made on the surface of a thin dielectric substrate, the excitation points of which are connected through a matching device to a connector for connecting receiving equipment.

Недостатками прототипа, вопреки предельной простоте изготовления плоских дипольных элементов и подложки, компактности и дешевизны, является необходимость внешнего согласующего устройства за пределами основной конструкции антенны и кабельная коммутация к нему и разъему, а также, низкий КУ и работа в ограниченном участке диапазона длин радиоволн, не перекрывающем частотный диапазон цифрового телевизионного вещания.The disadvantages of the prototype, despite the extreme simplicity of manufacturing flat dipole elements and the substrate, compactness and low cost, is the need for an external matching device outside the main antenna structure and cable switching to it and the connector, as well as low KU and operation in a limited section of the radio wavelength range, not covering the frequency range of digital television broadcasting.

Технический результат, на достижение которого направлено техническое решение, состоит в улучшении согласования в расширенной рабочей полосе частот, увеличении коэффициента усиления для автономной работы без антенного усилителя, при универсальном применении для приема в телевизионном диапазоне длин радиоволн, упрощении электрического питания.The technical result, to which the technical solution is directed, is to improve the coordination in the extended operating frequency band, increase the gain for autonomous operation without an antenna amplifier, with universal application for reception in the television radio wavelength range, and simplify the electrical power supply.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в антенне, включающей приемный элемент возбуждения, закрепленный или выполненный на поверхности тонкой диэлектрической подложки, выполнен комбинированным в виде шлейф-вибратора с параллельно подключенным посредством симметричной двухпроводной линии, при шунтовом включении через устройство задержки, диполем. Причем диэлектрическая подложка выполнена в виде идентичных симметричных створок, с возможностью поворота по оси симметрии, вдоль которой размещена линия коммутации с коаксиальным гнездовым разъемом, установленным в центральной точке на проводнике диполя и согласующее симметрирующее устройство, а проводники антенны выполнены из фольги.The solution of the problem is provided by the fact that in the antenna, which includes a receiving excitation element fixed or made on the surface of a thin dielectric substrate, it is combined in the form of a loop-vibrator with a dipole connected in parallel via a symmetrical two-wire line, with a shunt connection through a delay device. Moreover, the dielectric substrate is made in the form of identical symmetrical flaps, with the possibility of rotation along the axis of symmetry, along which there is a switching line with a coaxial socket connector installed at the central point on the dipole conductor and a matching balancing device, and the antenna conductors are made of foil.

Согласующее симметрирующее устройство приемного элемента возбуждения выполнено в виде проводящей несущей трубчатой основы с длиной, соизмеримой с 0,25λср., с проложенным внутри коаксиальным кабелем линии коммутации с разъемом, который подключен на входе центральной жилой и оплеткой к точкам возбуждения. На выходе коаксиальный кабель подключен центральной жилой к центральному контакту гнездового коаксиального разъема, а оплетка подключена к трубчатой основе и основанию коаксиального гнездового разъема. Согласующее симметрирующее устройство может быть выполнено и в виде коаксиального кабеля с длиной, соизмеримой с 0,25λср., начало коаксиального кабеля подключено центральной жилой и оплеткой к точкам возбуждения, а окончание коаксиального кабеля подключено центральной жилой к центральному контакту коаксиального разъема, а оплетка подключена к гнездовому основанию коаксиального разъема. На всю длину коаксиального кабеля по наружной изоляции обтянута дополнительная оплетка, подключенная со стороны диполя к основанию коаксиального гнездового разъема, зафиксирована и герметизирована термоусадочной трубкой. Предложенные реализации симметрирующих устройств представляют собой адаптированные в структуру антенны блокирующие четвертьволновые стаканы.The matching balancing device of the receiving excitation element is made in the form of a conductive carrier tubular base with a length commensurate with 0.25λ cf. , with a coaxial switching line cable with a connector laid inside, which is connected at the input to the central core and braid to the excitation points. At the output, the coaxial cable is connected by the central conductor to the central pin of the female coaxial connector, and the braid is connected to the tubular base and the base of the coaxial female connector. The matching balancing device can also be made in the form of a coaxial cable with a length commensurate with 0.25λ cf. , the beginning of the coaxial cable is connected by a central conductor and a braid to the excitation points, and the end of the coaxial cable is connected by a central conductor to the central contact of the coaxial connector, and the braid is connected to the female base of the coaxial connector. An additional braid is covered over the entire length of the coaxial cable along the outer insulation, connected from the side of the dipole to the base of the coaxial female connector, fixed and sealed with a heat shrink tube. The proposed implementations of balancing devices are blocking quarter-wave glasses adapted to the structure of the antenna.

Устройство задержки выполнено в виде сосредоточенного ломаного удлинения проводников симметричной двухпроводной линии.The delay device is made in the form of a concentrated broken extension of the conductors of a symmetrical two-wire line.

Идентичные симметричные створки имеют возможность поворота по оси симметрии с разворотом створок от расположения в плоскости, до образования уголковой антенны или полного транспортировочного сведения створок. Удержание створок в транспортировочном, развернутом или угловом положении может осуществляться с помощью верхнего и нижнего диэлектрических, преимущественно с пазом, линейного и угловых фиксаторов, нанизанных на верхний и нижний края створок.Identical symmetrical flaps have the ability to rotate along the axis of symmetry with a turn of the flaps from the location in the plane, to the formation of a corner antenna or complete transport convergence of the flaps. The shutters can be held in the transport, deployed or angular position using the upper and lower dielectric, mainly with a groove, linear and corner clamps, strung on the upper and lower edges of the shutters.

Для повсеместного крепления устройства антенны к стене, оконному стеклу или поддерживающей опоре створки имеют отверстия для подвески антенны, закрепления в них присосок, хомут-липучек или стяжек для фиксации любой стороной антенны к несущим конструкциям. Коаксиальный гнездовой разъем антенны, кроме подключения кабеля, также может быть использован для крепления антенного устройства на несущей подставке с кабелем питания, при свободном размещении антенны на телевизионных приемниках или на ровных поверхностях.For universal fastening of the antenna device to the wall, window glass or supporting support, the sashes have holes for hanging the antenna, fixing suction cups, Velcro straps or ties in them to fix the antenna to the supporting structures on either side. The coaxial female antenna connector, in addition to connecting the cable, can also be used to mount the antenna device on a carrier stand with a power cable, when the antenna is freely placed on television receivers or on flat surfaces.

Новизна предлагаемого технического решения антенны в части устройства усматривается в том, что приемный элемент возбуждения выполнен комбинированным, из разнородных антенных элементов, в виде шлейф-вибратора и параллельно подключенного классического вибратора-диполя, с проводниками расположенными в одной плоскости.The novelty of the proposed technical solution of the antenna in terms of the device is seen in the fact that the receiving excitation element is made combined, from dissimilar antenna elements, in the form of a loop vibrator and a classical dipole vibrator connected in parallel, with conductors located in the same plane.

Новизна в части устройства усматривается в том, что разнородные антенные элементы в виде шлейф-вибратора с классическим диполем параллельно подключены посредством симметричной двухпроводной линии, при шунтовом включении диполя, используемом для согласования входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением кабеля.The novelty of the device is seen in the fact that heterogeneous antenna elements in the form of a stub vibrator with a classical dipole are connected in parallel via a symmetrical two-wire line, with a shunt switching on of the dipole used to match the input impedance of the antenna with the characteristic impedance of the cable.

Новизна в части устройства усматривается в том, что для фазировки устройство задержки выполнено в виде сосредоточенного ломаного удлинения проводников симметричной двухпроводной линии, при ее непосредственном типовом и шунтовом подключении разных вибраторов.The novelty in terms of the device is seen in the fact that for phasing the delay device is made in the form of a lumped broken extension of the conductors of a symmetrical two-wire line, with its direct typical and shunt connection of different vibrators.

Новизна в части устройства усматривается в том, что согласующее симметрирующее устройство приемного элемента возбуждения выполнено в виде проводящей несущей трубчатой основы с длиной, соизмеримой с 0,25λср., расположенной вдоль по оси симметрии антенны и с проложенным внутри коаксиальным кабелем линии коммутации, реализующим четвертьволновый симметрирующий стакан в плоскости антенны.The novelty in terms of the device is seen in the fact that the matching balancing device of the receiving excitation element is made in the form of a conductive carrier tubular base with a length commensurate with 0.25λ cf. , located along the axis of symmetry of the antenna and with a coaxial cable of the switching line laid inside, realizing a quarter-wave balun in the plane of the antenna.

Новизна в части устройства усматривается в том, что согласующее симметрирующее устройство приемного элемента возбуждения может быть выполнено в виде коаксиального кабеля с длиной, соизмеримой с 0,25λср., причем на всю длину коаксиального кабеля наружная изоляция обтянута дополнительной проводящей оплеткой, которая зафиксирована и герметизирована термоусадочной трубкой.The novelty in terms of the device is seen in the fact that the matching balancing device of the receiving excitation element can be made in the form of a coaxial cable with a length commensurate with 0.25λ cf. , and for the entire length of the coaxial cable, the outer insulation is covered with an additional conductive braid, which is fixed and sealed with a heat shrink tube.

Новизна в части устройства усматривается в том, что согласующее симметрирующее устройство приемного элемента возбуждения размещено по оси антенны, в зоне нулевого потенциала, и по оси симметрии проводникам симметричной двухпроводной линии, в пределах между вибраторами по высоте, с минимизацией размеров антенны и влияния на электрические характеристики антенного устройства.The novelty in terms of the device is seen in the fact that the matching balancing device of the receiving excitation element is located along the axis of the antenna, in the zone of zero potential, and along the axis of symmetry of the conductors of a symmetrical two-wire line, within the height between the vibrators, with minimization of the antenna dimensions and the effect on electrical characteristics antenna device.

Новизна в части устройства усматривается в том, что плоское полотно антенны при размещении вне плоских поверхностей может трансформироваться в угловую конструкцию с универсальным креплением по месту и реализацией достоинств угловых антенн.The novelty in terms of the device is seen in the fact that a flat antenna sheet, when placed outside of flat surfaces, can be transformed into an angular structure with universal fastening in place and the realization of the advantages of angular antennas.

Промышленная применимость предлагаемого технического решения усматривается в сравнительной простоте изготовления, повышенных электрических характеристиках, возможности использования в мелкосерийном производстве и для широкого распространения на промышленной основе при высоком конкурентоспособном уровне. В сравнении с известными аналогами и прототипом предлагаемая антенна выгодно отличается повышенной функциональностью, технико-эксплуатационными и экономическими характеристиками.The industrial applicability of the proposed technical solution is seen in the relative ease of manufacture, improved electrical characteristics, the possibility of using in small-scale production and for wide distribution on an industrial basis at a high competitive level. In comparison with the known analogues and the prototype, the proposed antenna compares favorably with increased functionality, technical, operational and economic characteristics.

Предлагаемая универсальная симметрированная телевизионная антенна иллюстрируется чертежами, в том числе по результатам компьютерного моделирования в программе MMANA-GAL, которые представлены на фиг. 1-5.The proposed universal balanced television antenna is illustrated by drawings, including the results of computer simulation in the MMANA-GAL program, which are shown in Fig. 1-5.

На фиг. 1 приведен схематический эскиз универсальной симметрированной телевизионной антенны.In FIG. 1 shows a schematic sketch of a universal balanced television antenna.

На фиг. 2 приведена отправная компьютерная модель универсальной симметрированной телевизионной антенны.In FIG. 2 shows the starting computer model of a universal balanced television antenna.

На фиг. 3 приведен график изменения КСВ в рабочем частотном диапазоне.In FIG. 3 shows a graph of changes in SWR in the operating frequency range.

На фиг. 4 приведен график изменения КУ в рабочем частотном диапазоне.In FIG. 4 shows a graph of the change in KU in the operating frequency range.

На фиг. 5 приведены диаграммы направленности в рабочем частотном диапазоне.In FIG. 5 shows the radiation patterns in the operating frequency range.

Универсальная симметрированная телевизионная антенна содержит приемный элемент возбуждения с точками возбуждения (а, b), выполненный комбинированным в виде шлейф-вибратора 1 с параллельно подключенным диполем 4, посредством соединения симметричной двухпроводной линии 2, при шунтовом включении через устройство задержки 3 в точки (с, d). Приемный элемент возбуждения расположен на поверхности подложки, реализованной из тонкого диэлектрического материала и выполненной в виде идентичных симметричных створок 5, с возможностью поворота по оси симметрии (о). Вдоль оси симметрии (о) размещена линия коммутации 6 с коаксиальным гнездовым разъемом 7, установленным в центральной точке на проводнике диполя 4 и согласующее симметрирующее устройство 8. Проводники телевизионной антенны выполнены из фольги. Согласующее симметрирующее устройство 8 приемного элемента возбуждения выполнено в виде классического четвертьволнового стакана на базе проводящей несущей трубчатой основы с длиной, соизмеримой с 0,25λср., с проложенным внутри коаксиальным кабелем линии коммутации 6 с разъемом 7. Кабель коммутации 6 подключен на входе центральной жилой и оплеткой к точкам возбуждения (а, b), причем на выходе коаксиальный кабель подключен центральной жилой к центральному контакту гнездового коаксиального разъема 7, а оплетка подключена к трубчатой основе и основанию коаксиального гнездового разъема 7. Согласующее симметрирующее устройство 8 может быть выполнено в виде коаксиального кабеля с длиной, соизмеримой с 0,25λср.. Начало коаксиального кабеля подключено центральной жилой и оплеткой к точкам возбуждения (а, b), а окончание коаксиального кабеля подключено центральной жилой к центральному контакту коаксиального разъема, а оплетка к гнездовому основанию коаксиального разъема 7. В этом случае на всю длину коаксиального кабеля, на наружную изоляцию натянута дополнительная оплетка, подключенная, со стороны диполя 4 к основанию коаксиального гнездового разъема 7 и зафиксирована и герметизирована термоусадочной трубкой (на эскизе не показано). Устройство задержки 3 выполнено в виде сосредоточенного ломаного удлинения проводников симметричной двухпроводной линии 2. Для крепления антенны к стене, оконному стеклу или несущему элементу створки 5 имеют отверстия 9, 10 для подвески антенны, закрепления в них присосок, липучек или хомут-стяжек для фиксации.The universal balanced television antenna contains a receiving excitation element with excitation points (a, b), made combined in the form of a loop-vibrator 1 with a dipole connected in parallel 4, by connecting a symmetrical two-wire line 2, with a shunt connection through a delay device 3 at points (c, d). The excitation receiving element is located on the surface of the substrate, made of a thin dielectric material and made in the form of identical symmetrical flaps 5, with the possibility of rotation along the symmetry axis (o). Along the symmetry axis (o) there is a switching line 6 with a coaxial female connector 7 installed at the central point on the conductor of the dipole 4 and a matching balancing device 8. The conductors of the television antenna are made of foil. The matching balancing device 8 of the receiving excitation element is made in the form of a classic quarter-wave glass based on a conductive carrier tubular base with a length commensurate with 0.25λ cf. , with a coaxial cable of the switching line 6 laid inside with a connector 7. The switching cable 6 is connected at the input with a central core and a braid to the excitation points (a, b), and at the output the coaxial cable is connected with a central core to the central contact of the female coaxial connector 7, and the braid connected to the tubular base and the base of the coaxial socket connector 7. The matching balancing device 8 can be made in the form of a coaxial cable with a length commensurate with 0.25λ cf. . The beginning of the coaxial cable is connected by a central conductor and a braid to the excitation points (a, b), and the end of the coaxial cable is connected by a central conductor to the central contact of the coaxial connector, and the braid is connected to the female base of the coaxial connector 7. In this case, the entire length of the coaxial cable, to the outer the insulation is stretched with an additional braid connected from the side of the dipole 4 to the base of the coaxial socket connector 7 and fixed and sealed with a heat shrink tube (not shown in the sketch). The delay device 3 is made in the form of a concentrated broken extension of the conductors of a symmetrical two-wire line 2. To mount the antenna to the wall, window glass or the bearing element of the sash 5, they have holes 9, 10 for hanging the antenna, fixing suction cups, Velcro or clamp-ties for fixing in them.

Работает универсальная симметрированная телевизионная антенна изображенная схематическим эскизом (фиг. 1) по компьютерной модели (фиг. 2) следующим образом.Works universal symmetrical television antenna depicted in a schematic sketch (Fig. 1) on a computer model (Fig. 2) as follows.

Максимальный уровень амплитуд сигналов со стороны прихода радиоволн, в предлагаемой антенне в виде шлейф-вибратора 1 с параллельно подключенным диполем 4, расположенных в одной плоскости, получится в том случае, когда площади расположения симметричных створок 5, будут параллельны фронту прихода радиоволн, то есть перпендикулярны направлению на телецентр. Это при условии, когда для обеспечения максимального уровня амплитуд принимаемых сигналов в точки возбуждения (а, b) наводимая электродвижущая сила (ЭДС) в проводниках от принимаемых сигналов от шлейф-вибратора 1 и диполя 4, будет приходить в одинаковой фазе, то есть суммироваться. Дополнительно к этому для уменьшения КСВ, максимальной передачи принятых сигналов к приемнику, требуется, чтобы сопротивление антенны в точках (а, b) подключения ее к линии коммутации 6 с коаксиальным гнездовым разъемом 7 соответствовало волновому сопротивлению используемого коаксиального кабеля и разъема. Общеизвестно, что сопротивление шлейф-вибратора порядка 240-280 Ом, а сопротивление диполя - разрезного вибратора 72-73 Ома, то их параллельное подключение уменьшит общее сопротивление и не обеспечит согласования с телевизионным коаксиальным кабелем 75 Ом. Поэтому, для согласования сопротивления антенны в точках (а, b) при соединении с коаксиальным кабелем линии коммутации 6, увеличение параллельно подключенного, посредством симметричной двухпроводной линии 2, диполя 4, сопротивление подключения увеличено путем шунтового включения в точки (с, d). Кроме этого, такое подключение, с расстоянием от центра, относительно классического включения разрезного вибратора, вносит фазовый сдвиг. В свою очередь, для обеспечения сложения сигналов от шлейф-вибратора 1 и диполя 4 в фазе, в точках (а, b), с учетом сдвига по фазе, при шунтовом включении диполя в точки (с, d) и протяженности симметричной двухпроводной линии 2, для необходимого суммарного фазового сдвига, в двухпроводную линию включено устройство задержки 3. Симметрирование при переходе от точек возбуждения (а, b) на коаксиальную линию коммутации 6 производится с помощью симметрирующего устройства 8 в виде симметрирующего стакана. Для сравнения, в данном техническом решении, несомненно, реализована синфазная решетка, скомбинированная из вибраторов различного типа, что должно влечь увеличенный КУ, который во многом зависит от поверхности абсорбции. В свою очередь, в целях уменьшения размеров антенны, при необходимости минимизации разноса вибраторов до длины симметрирующего устройства, происходит перекрытие областей абсорбции используемых вибраторов, что приводит к ограниченному увеличению коэффициента усиления, но при этом уменьшается расфазировка, что выгодно расширяет диапазон рабочих частот, как видно на графиках изменения КСВ и КУ (фиг. 3 и фиг. 4).The maximum level of signal amplitudes from the side of arrival of radio waves, in the proposed antenna in the form of a stub-vibrator 1 with a dipole 4 connected in parallel, located in the same plane, will be obtained when the areas of location of symmetrical flaps 5 will be parallel to the front of arrival of radio waves, that is, perpendicular direction to the telecentre. This is provided that, in order to ensure the maximum level of the amplitudes of the received signals at the excitation points (a, b), the induced electromotive force (EMF) in the conductors from the received signals from the loop vibrator 1 and the dipole 4 will come in the same phase, that is, summed up. In addition to this, in order to reduce the SWR, the maximum transmission of the received signals to the receiver, it is required that the antenna resistance at the points (a, b) of connecting it to the switching line 6 with the coaxial socket 7 corresponds to the characteristic impedance of the used coaxial cable and connector. It is well known that the resistance of the loop vibrator is about 240-280 Ohm, and the resistance of the dipole - the split vibrator is 72-73 Ohm, then their parallel connection will reduce the total resistance and will not ensure coordination with the 75 Ohm television coaxial cable. Therefore, in order to match the antenna resistance at points (a, b) when connected to the coaxial cable of the switching line 6, an increase in the dipole 4 connected in parallel via a symmetrical two-wire line 2, the connection resistance is increased by shunting at points (c, d). In addition, such a connection, with a distance from the center, relative to the classical inclusion of a split vibrator, introduces a phase shift. In turn, to ensure the addition of signals from the loop vibrator 1 and dipole 4 in phase, at points (a, b), taking into account the phase shift, when the dipole is shunted at points (c, d) and the length of the symmetrical two-wire line 2 , for the required total phase shift, a delay device 3 is included in the two-wire line. Balancing at the transition from the excitation points (a, b) to the coaxial switching line 6 is performed using a balancing device 8 in the form of a balancing glass. For comparison, in this technical solution, of course, an in-phase grating is implemented, combined from vibrators of various types, which should entail an increased KU, which largely depends on the absorption surface. In turn, in order to reduce the size of the antenna, if it is necessary to minimize the spacing of the vibrators to the length of the balancing device, the absorption regions of the used vibrators overlap, which leads to a limited increase in the gain, but the skew is reduced, which advantageously expands the operating frequency range, as can be seen on the graphs of changes in SWR and KU (Fig. 3 and Fig. 4).

Развертывание универсальной симметрированной телевизионной антенны осуществляется с помощью любого упомянутого вида крепежа с фиксацией на плоских поверхностях или с разворотом створок 5 от расположения в плоскости до реализации уголковой антенны. Удержание створок осуществляется с помощью верхнего и нижнего диэлектрических фиксаторов, нанизанных на верхний и нижний края створок (на эскизе не показано). В ориентированной на телецентр универсальной симметрированной телевизионной антенне в шлейф-вибраторе 1 и диполе 4 наводится ЭДС и, при шунтовом включении, для подгонки сопротивлений, в точки (с, d) диполя 4, через устройство задержки 3, с использованием симметричной двухпроводной линии 2, при параллельном подключении в точках (а, b), синфазно суммируются токи. К согласованному по сопротивлениям к волновому сопротивлению коаксиального кабеля в точках (а, b) симметричному выходу антенны подключена несимметричная линия коммутации 6 с коаксиальным гнездовым разъемом 7. Симметрирование осуществляется с помощью симметрирующего стакана в виде прокладки коаксиального кабеля в трубчатом четвертьволновом экране или дополнительным экранированием коаксиального кабеля поверх изоляции на протяжении, соизмеримом с 0,25λср. К гнездовому разъему 7 подключается телевизионный коаксиальный кабель для соединения с телевизионным приемником. Качество работы универсальной симметрированной телевизионной антенны наглядно иллюстрируется графиками изменения КСВ и КУ (фиг. 3, 4 и 5).The deployment of a universal balanced television antenna is carried out using any of the mentioned types of fasteners with fixation on flat surfaces or with the turn of the flaps 5 from the location in the plane to the implementation of the corner antenna. The shutters are held with the help of the upper and lower dielectric clamps strung on the upper and lower edges of the shutters (not shown in the sketch). In a universal balanced television antenna oriented towards the television center, an EMF is induced in the loop-vibrator 1 and dipole 4 and, with shunt switching, to adjust the resistances, to the points (c, d) of the dipole 4, through the delay device 3, using a symmetrical two-wire line 2, when connected in parallel at points (a, b), the currents are summed in phase. An unbalanced switching line 6 with a coaxial female connector 7 is connected to the balanced output of the antenna matched in terms of resistance to the characteristic impedance of the coaxial cable at points (a, b). over the insulation for a length commensurate with 0.25λ cf. A television coaxial cable is connected to the female connector 7 for connection to a television receiver. The quality of the universal balanced television antenna is clearly illustrated by the graphs of SWR and KU (Fig. 3, 4 and 5).

Из анализа приведенных графиков следует, что предлагаемая антенна работоспособна во всем телевизионном диапазоне длин радиоволн. Практически при неизменной диаграмме направленности во всей частотной полосе, выделенной для цифрового телевидения, КСВ плавно изменяется и меньше требуемого 2,0, а с ростом частот он уменьшается до 1,25 при увеличении коэффициента усиления, что является потребным при использовании антенн в широком диапазоне частот и соответствует автономной работе. В свою очередь, подключение телевизионного приемника через включенный в цепь после разъема внешний антенный усилитель в комплексе позволит улучшить характеристики до уровня многоэлементных антенн сложных конструкций и значительно повышенной стоимости. Доводы по работе технического решения по изобретению подтверждены результатами компьютерного моделирования и работой макетного образца, что выгодно выделяет от аналогов предлагаемое техническое решение, а простота изготовления устройства из широко распространенных материалов и универсальность применения открывают перспективы ее широкого использования.From the analysis of the above graphs it follows that the proposed antenna is operable in the entire television range of radio wavelengths. Practically with a constant radiation pattern in the entire frequency band allocated for digital television, the SWR changes smoothly and is less than the required 2.0, and with increasing frequencies it decreases to 1.25 with an increase in the gain, which is necessary when using antennas in a wide frequency range and corresponds to standalone operation. In turn, connecting a television receiver through an external antenna amplifier included in the circuit after the connector in the complex will improve performance to the level of multi-element antennas of complex designs and significantly increased cost. The arguments for the operation of the technical solution according to the invention are confirmed by the results of computer simulation and the work of a prototype, which favorably distinguishes the proposed technical solution from analogues, and the simplicity of manufacturing the device from widely used materials and the versatility of application open up prospects for its wide use.

Claims (9)

1. Универсальная симметрированная телевизионная антенна, включающая закрепленный или выполненный на поверхности подложки, реализованной из тонкого диэлектрического материала, проводящий приемный элемент возбуждения, точки возбуждения которого через согласующее устройство соединены с разъемом для подключения приемной аппаратуры, отличающаяся тем, что приемный элемент возбуждения выполнен комбинированным в виде шлейф-вибратора с параллельно подключенным посредством симметричной двухпроводной линии при шунтовом включении через устройство задержки диполем, причем диэлектрическая подложка выполнена в виде идентичных симметричных створок с возможностью поворота по оси симметрии, вдоль которой размещена линия коммутации с коаксиальным гнездовым разъемом, установленным в центральной точке на проводнике диполя, и согласующее симметрирующее устройство.1. A universal balanced television antenna, including a conductive receiving excitation element fixed or made on the surface of a substrate made of a thin dielectric material, the excitation points of which are connected through a matching device to a connector for connecting the receiving equipment, characterized in that the receiving excitation element is made combined in in the form of a loop-vibrator with a dipole connected in parallel via a symmetrical two-wire line with a shunt connection through a delay device, and the dielectric substrate is made in the form of identical symmetrical flaps with the possibility of rotation along the axis of symmetry, along which the switching line is located with a coaxial socket connector installed at the central point on dipole conductor, and a matching balancing device. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что проводники телевизионной антенны выполнены из фольги.2. The antenna according to claim 1, characterized in that the conductors of the television antenna are made of foil. 3. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что согласующее симметрирующее устройство приемного элемента возбуждения выполнено в виде проводящей несущей трубчатой основы с длиной, соизмеримой с 0,25λср., с проложенным внутри коаксиальным кабелем линии коммутации с разъемом, который подключен на входе центральной жилой и оплеткой к точкам возбуждения, причем на выходе коаксиальный кабель подключен центральной жилой к центральному контакту гнездового коаксиального разъема, а оплетка подключена к трубчатой основе и основанию коаксиального гнездового разъема.3. The antenna according to claim 1, characterized in that the matching balancing device of the receiving excitation element is made in the form of a conductive carrier tubular base with a length commensurate with 0.25λ cf. , with a coaxial cable of a switching line laid inside with a connector, which is connected at the input by a central core and a braid to the excitation points, and at the output the coaxial cable is connected by a central core to the central contact of the female coaxial connector, and the braid is connected to the tubular base and the base of the coaxial female connector. 4. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что согласующее симметрирующее устройство выполнено в виде коаксиального кабеля с длиной, соизмеримой с 0,25λср., начало коаксиального кабеля подключено центральной жилой и оплеткой к точкам возбуждения, а окончание коаксиального кабеля подключено центральной жилой к центральному контакту коаксиального разъема, а оплетка к гнездовому основанию коаксиального разъема, причем на всю длину коаксиального кабеля наружная изоляция обтянута дополнительной оплеткой, подключенной со стороны диполя к основанию коаксиального гнездового разъема, и зафиксирована и герметизирована термоусадочной трубкой.4. The antenna according to claim 1, characterized in that the matching balancing device is made in the form of a coaxial cable with a length commensurate with 0.25λ cf. , the beginning of the coaxial cable is connected by a central conductor and a braid to the excitation points, and the end of the coaxial cable is connected by a central conductor to the central contact of the coaxial connector, and the braid is connected to the female base of the coaxial connector, and for the entire length of the coaxial cable, the outer insulation is covered with an additional braid connected from the side of the dipole to the base of the coaxial female connector, and fixed and sealed with heat shrink tubing. 5. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что устройство задержки выполнено в виде сосредоточенного ломаного удлинения проводников симметричной двухпроводной линии.5. The antenna according to claim 1, characterized in that the delay device is made in the form of a concentrated broken extension of the conductors of a symmetrical two-wire line. 6. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что идентичные симметричные створки имеют возможность поворота по оси симметрии с разворотом створок от расположения в плоскости до образования уголковой антенны или полного транспортировочного сведения створок.6. The antenna according to claim 1, characterized in that identical symmetrical flaps can be rotated along the axis of symmetry with a turn of the flaps from a location in a plane to the formation of a corner antenna or complete transport convergence of the flaps. 7. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что для крепления антенны к стене, оконному стеклу или шесту створки имеют отверстия для подвески антенны, закрепления в них присосок, хомут-липучек или стяжек для фиксации.7. The antenna according to claim 1, characterized in that for attaching the antenna to the wall, window glass or pole, the sashes have holes for hanging the antenna, fixing suction cups, Velcro straps or ties for fixing in them. 8. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что коаксиальный гнездовой разъем используется для крепления устройства на подставке с кабелем питания при свободном размещении антенны на телевизионных приемниках или на ровных поверхностях.8. The antenna according to claim 1, characterized in that the coaxial female connector is used to mount the device on a stand with a power cable when the antenna is freely placed on television receivers or on flat surfaces. 9. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что удержание створок в транспортировочном, развернутом или угловом положении осуществляется с помощью верхнего и нижнего диэлектрических с пазом линейного и угловых фиксаторов, нанизанных на верхний и нижний края створок.9. The antenna according to claim 1, characterized in that the shutters are held in the transport, deployed or angular position by means of the upper and lower dielectric linear and corner clamps with a groove, strung on the upper and lower edges of the shutters.
RU2022112837A 2022-05-12 Universal balanced tv antenna RU2794237C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2794237C1 true RU2794237C1 (en) 2023-04-13

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU793269A1 (en) * 1979-05-25 1983-08-23 Ovsyanikov V V Loop aerial
RU76504U1 (en) * 2008-05-08 2008-09-20 Владимир Павлович Хилов ANTENNA
RU105076U1 (en) * 2011-01-17 2011-05-27 Станислав Иванович Зайцев UNIVERSAL TV AND RADIO ANTENNA
US9570797B2 (en) * 2014-11-24 2017-02-14 Trans Electric Co., Ltd. Thin flat panel style digital television antenna
RU215111U1 (en) * 2022-03-29 2022-11-29 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие оборудования систем телекоммуникаций" ROLL TV ANTENNA

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU793269A1 (en) * 1979-05-25 1983-08-23 Ovsyanikov V V Loop aerial
RU76504U1 (en) * 2008-05-08 2008-09-20 Владимир Павлович Хилов ANTENNA
RU105076U1 (en) * 2011-01-17 2011-05-27 Станислав Иванович Зайцев UNIVERSAL TV AND RADIO ANTENNA
US9570797B2 (en) * 2014-11-24 2017-02-14 Trans Electric Co., Ltd. Thin flat panel style digital television antenna
RU215111U1 (en) * 2022-03-29 2022-11-29 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие оборудования систем телекоммуникаций" ROLL TV ANTENNA

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100322753B1 (en) Plane radiation element
US8558747B2 (en) Broadband clover leaf dipole panel antenna
US3123826A (en) durham
US20090121957A1 (en) Antenna
US8730116B2 (en) Wideband high gain antenna
US5818397A (en) Circularly polarized horizontal beamwidth antenna having binary feed network with microstrip transmission line
US9608336B1 (en) Radial-free collinear omni-directional triband half wavelength antenna with virtual ground, single coaxial cable feedpoint, and with minimal interaction of adjustment between bands
US20200091990A1 (en) Multi-band antenna arrangements
RU188485U1 (en) SMALL-SIZE SHORT-WAVE ANTEN FIDER DEVICE "MRV"
US5999141A (en) Enclosed dipole antenna and feeder system
US20110221647A1 (en) Multi-Element Folded-Dipole Antenna
CN205944411U (en) Double polarization antenna
US4611214A (en) Tactical high frequency array antennas
RU2794237C1 (en) Universal balanced tv antenna
BR102013005982B1 (en) ANTENNA FOR DIGITAL TV
JP3848603B2 (en) Circularly polarized wave receiving antenna
JPH0563435A (en) Antenna
JPS639206A (en) Antenna system
RU215111U1 (en) ROLL TV ANTENNA
CN105576351A (en) Antenna radiation unit and antenna
US4549310A (en) Cross-polarization corrector for circular waveguide
JP2009124589A (en) Antenna
KR100461767B1 (en) KU-BAND Microstrip patch array antenna
JPS6220402A (en) Indoor high frequency antenna system
US2757369A (en) Antenna system