RU81004U1

RU81004U1 - ANTENNA

Info

Publication number: RU81004U1
Application number: RU2008139056/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Лобов
Original assignee: Алексей Алексеевич Лобов
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2009-02-27

Abstract

Антенна выполнена из круглых трубок или прутков и содержит штангу и поперечно установленные на ней антенные элементы, которые в месте контакта со штангой имеют изгиб. Крепление антенных элементов относительно штанги осуществлено держателями. Держатель состоит из скобы, имеющей форму в виде части тора, и накладки в виде дугообразно изогнутой пластины. Обеспечен плотный контакт сопрягаемых элементов между собой, благодаря чему повышена механическая прочность антенны. 1з.п. ф-лы, 10 ил.The antenna is made of round tubes or rods and contains a rod and antenna elements transversely mounted on it, which have a bend at the point of contact with the rod. Mounting of the antenna elements relative to the rod is carried out by the holders. The holder consists of a bracket having a shape in the form of a part of a torus and a lining in the form of an arcuate curved plate. Tight contact between the mating elements is ensured, which increases the mechanical strength of the antenna. 1 s.p. f-ly, 10 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к конструкции антенн с линейными или петлевыми вибраторами.The utility model relates to radio engineering, namely to the design of antennas with linear or loop vibrators.

Уровень техникиState of the art

Известна конструкция логопериодической антенны (см. описание изобретения к патенту RU 2058056, H01Q 11/10, опубл. 10.04.1996), в которой двухпроводная линия питания выполнена из металлических уголков, а вибраторы закреплены на полках этих уголков посредством двух взаимосвязанных пластин, на каждой из которых выполнена просечка, при этом одна из пластин посредством просечки смонтирована на полке, а другая - на вибраторе. Изобретение направлено на снижение трудоемкости изготовления и сборки антенны при условии возможности ее транспортировки. Однако при эксплуатации антенны такое крепление вибраторов не выдерживает ветровые нагрузки, дополнительные нагрузки от обледенения и т.п., что приводит к поломкам устройства, и соответственно к низкой надежности работы антенны.The log-periodic antenna design is known (see patent specification RU 2058056, H01Q 11/10, publ. 04/10/1996), in which the two-wire power line is made of metal corners, and the vibrators are mounted on the shelves of these corners by two interconnected plates, on each of which a notch is made, while one of the plates is mounted on a shelf by means of a notch, and the other on a vibrator. The invention is aimed at reducing the complexity of manufacturing and assembling the antenna, provided that it can be transported. However, during operation of the antenna, such a mount of the vibrators does not withstand wind loads, additional loads from icing, etc., which leads to breakdowns of the device, and, accordingly, to low reliability of the antenna.

Известны антенны, в конструкции которых крепление вибраторов к несущим штангам выполнено посредством скоб. В конструкция вибраторной антенны, охарактеризованной в описании к патенту на полезную модель RU 28791 (H01Q 1/12, опубл. 10.04.2003), имеется узел крепления вибратора к несущей штанге, который содержит скобу в форме уголкового элемента из листовой стали, грани которого охватывают цилиндрическую поверхность вибратора, имеющего форму трубки или прутка. На одной грани скобы выполнен паз, размеры которого согласованы с размерами несущей штанги, а на другой грани - отверстие под крепежный элемент, предназначенный для закрепления скобы на штанге. Грань скобы, Antennas are known in the construction of which the fastening of the vibrators to the supporting rods is made by means of brackets. In the design of the vibrator antenna, described in the description of the patent for utility model RU 28791 (H01Q 1/12, publ. 04/10/2003), there is a mounting unit for the vibrator to the support rod, which contains a bracket in the form of a corner element made of sheet steel, the edges of which cover the cylindrical surface of a vibrator having the form of a tube or rod. A groove is made on one face of the bracket, the dimensions of which are consistent with the dimensions of the support rod, and on the other side there is a hole for a fastener designed to fix the bracket on the rod. The edge of the bracket

имеющей отверстие, может быть выполнена с боковыми стенками, способствующими более надежной фиксации уголкового элемента относительно штанги. Вместе с тем, фиксация вибратора, относительно охватывающей его скобы, осуществляется только по линии контакта плоскости соответствующей грани скобы с цилиндрической поверхностью вибратора, что не обеспечивает надежного крепления вибратора относительно штанги, поскольку высок риск смещения вибратора в его осевом направлении и риск перекоса вибратора относительно оси штанги. При закреплении вибратора концевой частью такое смещение может привести к отрыву вибратора, при закреплении срединной частью - к изменению размера его плеча относительно несущей штанги, в определенных случаях, например для логопериодических антенн, являющейся проводной линией, что отрицательно скажется на электрических параметрах антенны.having a hole, can be performed with side walls, contributing to a more reliable fixation of the corner element relative to the rod. At the same time, the fixation of the vibrator relative to its brackets is carried out only along the line of contact of the plane of the corresponding face of the bracket with the cylindrical surface of the vibrator, which does not provide reliable fastening of the vibrator relative to the rod, since there is a high risk of the vibrator moving in its axial direction and the risk of the vibrator skewing relative to the axis rods. When fixing the vibrator with the end part, such an offset can lead to the detachment of the vibrator, when fixing the middle part - to change the size of its shoulder relative to the support rod, in certain cases, for example, for log-periodic antennas, which is a wire line, which will negatively affect the electrical parameters of the antenna.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) заявляемого решения принята конструкция антенны, характеризующейся наличием несущей штанги с закрепленными на ней антенными элементами: рефлекторами, вибраторами, директорами (см. книгу Э.Шпиндлер. Практические конструкции антенн. Пер. с нем. - М, Мир, 1989, стр.62, рис.3.7.е.). Узел крепления этих элементов включает выполненный из листового материала держатель, часть которого имеет форму дугообразной скобы, предназначенной для охвата антенного элемента, а остальная часть, соприкасающаяся с несущей штангой, имеет П-образное сечение и представляет собой плоский участок с отогнутыми боковыми стенками. Такой узел крепления обеспечивает надежную фиксацию антенного элемента с круглым поперечным сечением на штанге, поперечное сечение которой имеет прямоугольную форму. Однако, если применить выше охарактеризованный узел крепления вибраторов в конструкции антенны, штанга которой выполнена из круглой трубы (см. там же, рис.3.7.), то между поверхностями вибраторов и штанги будет точечный контакт, а As the closest analogue (prototype) of the claimed solution, an antenna design was adopted, characterized by the presence of a support rod with antenna elements fixed to it: reflectors, vibrators, directors (see the book by E. Spindler. Practical antenna designs. Translated from German - M, Mir , 1989, p. 62, Fig. 3.7.e.). The attachment site of these elements includes a holder made of sheet material, a part of which has the shape of an arc-shaped bracket designed to cover the antenna element, and the rest, in contact with the support rod, has a U-shaped section and is a flat section with bent side walls. Such a mount provides reliable fixation of the antenna element with a circular cross section on the rod, the cross section of which has a rectangular shape. However, if we apply the above-described vibrator mount in the antenna structure, the rod of which is made of a round pipe (see ibid., Fig. 3.7.), Then there will be point contact between the surfaces of the vibrators and the rod, and

между держателем и штангой - линейный, что предопределяет невысокую надежность соединения этих деталей, и как следствие, низкую сопротивляемость антенны ветровым нагрузкам и другим механическим воздействиям.between the holder and the bar - linear, which determines the low reliability of the connection of these parts, and as a result, the low resistance of the antenna to wind loads and other mechanical stresses.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Заявляемой полезной моделью решается задача повышения надежности конструкции антенны, имеющей в своем составе установленные на штанге антенные элементы: директоры, петлевые вибраторы, линейные вибраторы и т.п., выполненные из заготовок с круглым поперечным сечением, т.е. из круглых трубок или прутков.The claimed utility model solves the problem of increasing the reliability of the antenna design, incorporating antenna elements mounted on the rod: directors, loop vibrators, linear vibrators, etc., made from blanks with a round cross section, i.e. from round tubes or rods.

Поставленная задача решена тем, что в антенне, содержащей штангу с поперечно установленными на ней антенными элементами, в которой штанга и антенные элементы выполнены с круглым поперечным сечением и антенные элементы закреплены на штанге посредством узлов крепления, каждый из которых включает держатель, состоящий из дугообразной скобы, предназначенной для охвата антенного элемента, и отходящей от скобы накладки, охватывающей штангу и выполненной, по меньшей мере, с одним отверстием под крепежный элемент, согласно заявляемой полезной модели, антенные элементы на участке их соединения со штангой имеют полукруглый изгиб, радиус которого согласован с радиусом цилиндрической поверхности штанги на упомянутом участке, при этом скоба держателя изогнута с образованием формы в виде части тора, а накладка выполнена в виде дугообразно изогнутой пластины с радиусом дуги, согласованным с радиусом цилиндрической поверхности штанги на участке их контакта.The problem is solved in that in an antenna containing a rod with transverse antenna elements mounted on it, in which the rod and antenna elements are made with a circular cross-section and the antenna elements are fixed to the rod by means of attachment points, each of which includes a holder consisting of an arcuate bracket designed to cover the antenna element and extending from the bracket pads covering the rod and made with at least one hole for the mounting element, according to the claimed useful m On the site of their connection with the rod, they have a semicircular bend, the radius of which is consistent with the radius of the cylindrical surface of the rod in the said section, while the holder bracket is bent to form a part of a torus, and the patch is made in the form of an arcuate curved plate with an arc radius consistent with the radius of the cylindrical surface of the rod in the area of their contact.

Техническим результатом заявляемого решения является максимально возможное увеличение площади контакта конструктивных элементов антенны между собой, в результате чего повышается надежность соединения этих элементов, увеличивается механическая прочность антенны, повышается надежность ее конструкции. Изгиб антенного The technical result of the proposed solution is the maximum possible increase in the contact area of the structural elements of the antenna with each other, which increases the reliability of the connection of these elements, increases the mechanical strength of the antenna, and increases the reliability of its design. Antenna bend

элемента по форме цилиндрической поверхности штанги, своего рода «седло», сам по себе обеспечивает некоторое удержание антенного элемента относительно штанги. Изгиб дугообразной скобы держателя с образованием формы в виде части тора (т.е. изгиб, при котором скоба дополнительно изогнута перпендикулярно первоначальному «скобообразующему» изгибу заготовки), обеспечивает контакт между скобой и изогнутой частью антенного элемента по всей внутренней поверхности этой скобы, поскольку ее форма такова, что является ответной форме антенного элемента в его изогнутой части, охватывающей штангу. Накладка держателя, благодаря своей форме, повторяющей цилиндрическую форму штанги, также всей внутренней поверхностью соприкасается с поверхностью штанги. Таким образом, смещению антенных элементов относительно несущей их штанги препятствует не только фиксирующее действие крепежных элементов, пропущенных через отверстие накладки и закрепленных в штанге, как правило, посредством резьбового соединения, но и максимально задействованные силы трения между поверхностями соединяемых деталей.element in the form of a cylindrical surface of the rod, a kind of "saddle", in itself provides some retention of the antenna element relative to the rod. The bend of the arcuate bracket of the holder with the formation of a shape in the form of a part of the torus (that is, a bend in which the bracket is additionally bent perpendicular to the initial “bracket-shaped” bend of the workpiece) provides contact between the bracket and the curved part of the antenna element over the entire inner surface of this bracket, since the shape is such that it is the reciprocal shape of the antenna element in its curved portion spanning the rod. The holder plate, due to its shape that repeats the cylindrical shape of the rod, also contacts the surface of the rod with its entire inner surface. Thus, the displacement of the antenna elements relative to the rod supporting them is prevented not only by the fixing action of the fasteners passed through the hole of the plate and secured to the rod, as a rule, by means of a threaded connection, but also by the maximum applied friction forces between the surfaces of the connected parts.

С целью достижения технологичности производства заявляемой конструкции антенны, наиболее предпочтительным методом изготовления держателя является метод штамповки, при котором формообразование обеспечивает требуемые формы скобы и накладки, повторяющие соответственно формы антенного элемента на участке его изгиба и штанги на участки ее контакта с накладкой, и при этом обеспечивает плавное сопряжение между скобой и накладкой держателя. При этом держатель представляет собой единую деталь, полученную из листового материала, с минимальными трудовыми и финансовыми затратами, и с возможностью многократного воспроизводства.In order to achieve the manufacturability of the claimed design of the antenna, the most preferred method of manufacturing the holder is the stamping method, in which the shaping provides the desired shape of the bracket and the lining, repeating respectively the shape of the antenna element in the area of its bend and rod to the areas of its contact with the pad, and at the same time provides smooth pairing between the bracket and the holder plate. In this case, the holder is a single part, obtained from sheet material, with minimal labor and financial costs, and with the possibility of multiple reproduction.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the following drawings:

на фиг.1 представлен общий вид заявляемой антенны, в аксонометрии;figure 1 presents a General view of the inventive antenna, in a perspective view;

на фиг.2 - фрагмент I на фиг.1, вид узла крепления в аксонометрии;figure 2 is a fragment of I in figure 1, a view of the attachment point in a perspective view;

на фиг.3 - фрагмент I на фиг.1, вид фронтальный;figure 3 - fragment I in figure 1, front view;

на фиг.4 - вид А на фиг.3;figure 4 is a view of figure 3;

на фиг.5 - вид В на фиг.3;figure 5 is a view In figure 3;

на фиг.6 - общий вид держателя, в аксонометрии;figure 6 is a General view of the holder, in a perspective view;

на фиг.7 - вид держателя, в плане;Fig.7 is a view of the holder, in plan;

на фиг.8 - сечение С-С на фиг.7;on Fig - section CC in Fig.7;

на фиг.9 - вид D на фиг.7;Fig.9 is a view of D in Fig.7;

на фиг.10 - сечение F-F на фиг.8.figure 10 is a cross-section F-F in figure 8.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Заявляемая полезная модель (см. фиг.1) содержит несущую штангу 1, на которой закреплены антенные элементы: линейные вибраторы 2, петлевые вибраторы 3 и 4, директор 5, рефлектор 6, установленные поперечно относительно штанги 1, и размещенные в плоскостях, перпендикулярных относительно ее продольной оси. Подключение антенны к питающему фидеру осуществлено известным образом, и поскольку не влияет на суть заявляемого технического решения, на чертеже не показано. Штанга 1 и антенные элементы 2, 3, 4, 5, 6, выполнены с круглым поперечным сечением: штанга 1 из круглой трубы диаметром 12 мм, петлевые вибраторы из круглой трубы диаметром 6 мм и сформированы методом гибки, директоры из круглой трубы диаметром 6 мм. Закрепление антенных элементов на несущей штанге выполнено посредством узла крепления (см. фиг.2, фиг.3, фиг.4), включающего держатель 7, состоящий (см. фиг.6) из дугообразной скобы 8 и накладки 9, и крепежного элемента 10, в качестве которого использован пропущенный через выполненное в накладке 9 отверстие 11 болт, проходящий сквозь тело штанги, и зафиксированный относительно нее гайкой 12. В качестве The inventive utility model (see Fig. 1) contains a support rod 1 on which antenna elements are mounted: linear vibrators 2, loop vibrators 3 and 4, director 5, reflector 6 mounted transversely relative to rod 1, and placed in planes perpendicular to its longitudinal axis. The antenna is connected to the supply feeder in a known manner, and since it does not affect the essence of the claimed technical solution, it is not shown in the drawing. Rod 1 and antenna elements 2, 3, 4, 5, 6 are made with a circular cross-section: rod 1 from a round pipe with a diameter of 12 mm, loop vibrators from a round pipe with a diameter of 6 mm and formed by bending, directors from a round pipe with a diameter of 6 mm . The antenna elements are mounted on the support rod by means of a mounting unit (see FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4), including a holder 7, consisting (see FIG. 6) of an arcuate bracket 8 and a cover 9, and a fastener 10 , which is used as a bolt passing through the hole 9 made in the patch 9, passing through the body of the rod, and fixed with a nut 12 relative to it. As

крепежных элементов могут быть также использованы саморезы, закрепляемые в теле штанги резьбовым соединением.fasteners can also be used self-tapping screws, fixed in the body of the rod by a threaded connection.

Каждый антенный элемент, устанавливаемый на штангу, выполнен с полукруглым изгибом 13 (см. фиг.5), радиус R которого согласован с радиусом r цилиндрической поверхности штанги 1 на участке установки этого антенного элемента, т.е. величина внутреннего радиуса изогнутой по дуге части антенного элемента равна радиусу внешней цилиндрической поверхности штанги. Таким образом, антенный элемент контактирует с поверхностью штанги не в точке контакта, как в известных решениях, а по линии, равной части окружности, огибаемой антенным элементом.Each antenna element mounted on the rod is made with a semicircular bend 13 (see Fig. 5), the radius R of which is consistent with the radius r of the cylindrical surface of the rod 1 at the installation site of this antenna element, i.e. the value of the inner radius of the part of the antenna element bent along the arc is equal to the radius of the outer cylindrical surface of the rod. Thus, the antenna element does not contact the surface of the rod at the point of contact, as in the known solutions, but along a line equal to the part of the circle enveloped by the antenna element.

Держатель 7 изготовлен методом штамповки и имеет сложную пространственную форму, образованную формой скобы 8 и накладки 9, а также участком соединения этих частей держателя, характеризующимся равномерно изменяющимися размерами, обусловливающими плавное сопряжение торцевой части накладки со скобой.The holder 7 is made by stamping and has a complex spatial shape formed by the shape of the bracket 8 and the lining 9, as well as the connection section of these parts of the holder, characterized by uniformly varying sizes, which ensure smooth coupling of the end part of the lining with the bracket.

Отличительной особенностью заявляемого решения является форма дугообразной скобы, являющаяся ответной форме изогнутой части антенного элемента, и представляющая собой часть тора, т.е. скоба представляет собой объемный элемент, форма которого идентична форме внешней половины отсеченного по радиальным линиям участка тора, без его внутренней (т.е. обращенной к центру) части. Эта форма продиктованы формой изгиба антенного элемента и обеспечивает его охват с обеспечением полного примыкания внутренней поверхности скобы к соответствующей поверхности охватываемого скобой элемента. Аналогично, внутренняя поверхность накладки 9 держателя полностью контактирует с цилиндрической поверхностью штанги 1, охватываемой этой накладкой, что достигнуто формой накладки в виде дугообразно изогнутой пластины с радиусом дуги изгиба, согласованным с радиусом цилиндрической поверхности штанги на участке их контакта.A distinctive feature of the proposed solution is the shape of an arc-shaped bracket, which is the reciprocal form of the curved part of the antenna element, and which is a part of the torus, i.e. the bracket is a volume element, the shape of which is identical to the shape of the outer half of the torus section cut off along the radial lines, without its inner (i.e., facing the center) part. This shape is dictated by the shape of the bend of the antenna element and ensures its coverage, ensuring that the inner surface of the bracket is completely adjacent to the corresponding surface of the element covered by the bracket. Similarly, the inner surface of the holder plate 9 is completely in contact with the cylindrical surface of the rod 1 covered by this plate, which is achieved by the form of the plate in the form of an arcuate curved plate with a radius of bending arc consistent with the radius of the cylindrical surface of the rod at their contact area.

При изготовлении антенны, заготовки антенных элементов изгибают на гибочном приспособлении, обеспечивая радиус изгиба по внутренней его окружности равном радиусу трубы штанги 1 и располагая этот изгиб в зоне центра тяжести готового антенного элемента. При этом отходящие от изгиба ветви антенного элемента располагают по одной линии. Держатель 7 изготавливают на штамповочном оборудовании, спроектированном с учетом диаметров трубы штанги 1 и прутка или трубки антенного элемента, и размеров упомянутого изгиба антенного элемента. Сборку антенны осуществляют установкой антенных элементов на штангу 1, таким образом, что изгиб устанавливаемого антенного элемента частично охватывает цилиндрическую поверхность штанги 1. Сверху устанавливают держатель 7, при этом скоба 8 охватывает изгиб антенного элемента (вибратора 2, петлевого вибратора 3 или 4, директора 5 и т.п., в зависимости от того какой именно антенный элемент устанавливается посредством этого узла крепления), а накладка 9 плотно ложится на поверхность штанги на соответствующем участке штанги по ее длине. Болт 10 пропускают через отверстие 11 в накладке 9 и через технологическое отверстие в теле штанги и затягивают гайкой 12.In the manufacture of the antenna, the blanks of the antenna elements are bent on a bending device, providing a bend radius around its inner circumference equal to the radius of the rod 1 pipe and placing this bend in the center of gravity of the finished antenna element. In this case, the branches of the antenna element extending from the bend are arranged in a single line. The holder 7 is made on stamping equipment designed taking into account the diameters of the tube of the rod 1 and the rod or tube of the antenna element, and the dimensions of the said bend of the antenna element. The antenna assembly is carried out by installing the antenna elements on the rod 1, so that the bend of the installed antenna element partially covers the cylindrical surface of the rod 1. The holder 7 is installed on top, while the bracket 8 covers the bend of the antenna element (vibrator 2, loop vibrator 3 or 4, director 5 etc., depending on which antenna element is installed by means of this mount), and the cover 9 fits snugly on the surface of the rod in the corresponding section of the rod along its length. The bolt 10 is passed through the hole 11 in the plate 9 and through the technological hole in the body of the rod and tighten with a nut 12.

За счет плотного контакта всех монтируемых элементов между собой достигнуто надежное крепление антенных элементов со штангой.Due to the tight contact of all mounted elements with each other, reliable mounting of the antenna elements with the rod is achieved.

Claims

1. An antenna comprising a rod with transverse antenna elements mounted on it, the rod and antenna elements having a circular cross-section, and the antenna elements are fixed to the rod by means of attachment points, each of which includes a holder consisting of an arcuate bracket designed to cover an antenna element and a lining extending from the bracket covering the rod, made with at least one hole for the mounting element, characterized in that the antenna elements at the site of their connection with the tangs have a bend whose radius is consistent with the radius of the cylindrical surface of the rod in the said section, while the holder bracket is bent to form in the form of a part of the torus, and the patch is made in the form of an arcuate curved plate with the radius of the arc consistent with the radius of the cylindrical surface of the rod in their contact.

2. The antenna according to claim 1, characterized in that the holder is made in the form of a single part formed by stamping.