RU98120059A - Устройство радиосвязи - Google Patents

Claims (35)

1. Устройство радиосвязи, содержащее антенну и подключенные к антенне средства радиолинии связи, функционирующие по меньшей мере в двух полосах радиочастот, в котором антенна содержит удлиненный диэлектрический сердечник, фидер, который проходит через весь сердечник по существу от одного конца до другого конца сердечника, и расположенную на внешней поверхности сердечника или прилегающую к ней комбинацию, состоящую по меньшей мере из проводящего удлиненного антенного элемента и проводящего режекторного элемента, соединенных последовательно, и имеющую заземляющее соединение с фидером в области указанного одного конца сердечника, при этом антенный элемент или каждый из элементов подключены к питанию фидера в области указанного другого конца сердечника, и в котором средства радиолинии связи имеют две части, которые функционируют соответственно в первой и во второй полосе радиочастот, и каждой из которых соответствуют сигнальные линии для прохождения сигналов между общей сигнальной линией антенного фидера и соответствующими частями средств линии, при этом антенна имеет первый резонансный режим в первой полосе частот и второй резонансный режим во второй полосе частот.

2. Устройство по п. 1, в котором первый и второй резонансные режимы соответствуют по существу сбалансированным и несимметричным токам возбуждения в точке питания.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором комбинация последовательно соединенных проводящих элементов и диэлектрический сердечник составляют единую конструкцию, имеющую множество различных резонансных режимов, характеризующихся различными видами максимумов и минимумов стоячей волны в пределах единой конструкции.

4. Устройство по п. 3, в котором антенна выполнена без концентрированных фильтрующих компонентов, делящих антенну на раздельно входящие в резонанс части, и в которой все проводящие каналы единой конструкции доступны для токов на всех частотах, при этом резонансные каналы на каждой резонансной частоте являются предпочтительными каналами на этой частоте.

5. Устройство по любому предыдущему пункту, в котором сердечник является стержнем из твердого диэлектрического материала, имеющего относительную диэлектрическую постоянную больше 5, и в котором указанная последовательная комбинация содержит по меньшей мере одну пару имеющих одинаковую протяженность в продольном направлении удлиненных антенных элементов, а режекторный элемент является проводящим экраном, окружающим стержень по поверхности стержня.

6. Антенная система для радиосигналов по меньшей мере в двух полосах частот, содержащая антенну, имеющую твердый удлиненный диэлектрический сердечник, по меньшей мере один удлиненный проводящий элемент, расположенный непосредственно на внешней поверхности периферической части сердечника или смежный с ней, проводящий коаксиальный экран, окружающий проксимальную часть сердечника, и продольный фидер, проходящий через сердечник, причем указанный удлиненный проводящий элемент проходит между периферическим присоединением к фидеру и периферическим краем коаксиального экрана, а экран в проксимальной части связан с фидером, и соединительную платформу, имеющую общую сигнальную линию, связанную с фидером, по меньшей мере две дополнительные сигнальные линии для подключения к оборудованию обработки радиосигнала, работающему в указанных полосах частот, а также блок согласования полного сопротивления и блок направления сигнала, включенные между фидером и дополнительными сигнальными линиями, при этом блок направления сигнала выполнен таким образом, чтобы соединить вместе общую сигнальную линию и одну из двух дополнительных сигнальных линий для сигналов, которые находятся в одной из полос и при которых антенна входит в первый резонансный режим, и соединять вместе общую сигнальную линию и другую из двух дополнительных сигнальных линий для сигналов, которые лежат в другой полосе и при которых антенна входит во второй резонансный режим.

7. Антенная система по п. 6, в которой соединительная платформа является диплексером, имеющим фильтры, присоединенные между общей сигнальной линией и дополнительными сигнальными линиями, при этом фильтры содержат первый фильтр, связанный с одной из двух дополнительных сигнальных линий и настроенный на верхнюю частоту, которая лежит в одной из указанных двух полос частот, и второй фильтр, связанный с другой из двух дополнительных сигнальных линий и настроенный на более низкую частоту, которая лежит в другой из двух полос частот.

8. Антенная система по п. 6, в которой соединительная платформа содержит в качестве блока направления сигнала переключатель для распределения сигналов либо между общей сигнальной линией и указанной одной дополнительной сигнальной линией, либо между общей сигнальной линией и указанной другой дополнительной сигнальной линией.

9. Антенная система по любому из пп. 6-8, в которой антенна имеет по меньшей мере два резонансных режима, в которых указанный пара удлиненных проводящих элементов и коаксиальный экран функционируют совместно, чтобы определить значения резонансных частот, связанные соответственно с указанными резонансными режимами.

10. Антенная система по п. 9, в которой по меньшей мере одна из резонансных частот определяется суммой длин коаксиального экрана и удлиненного проводящего элемента.

11. Антенная система по любому из пп. 6-10, в которой коаксиальный экран и фидер действуют вместе, как симметрирующее устройство по меньшей мере в одном из режимов.

12. Антенная система по любому из пп. 6-11, в которой первый и второй резонансные режимы соответственно связаны с по существу сбалансированными и несимметричными токами возбуждения в периферическом окончании фидера.

13. Антенная система по любому из предыдущих пунктов, в которой диэлектрический сердечник имеет наружную поверхность, определяющую внутренний объем, по меньшей мере половина которого заполнена твердым изолирующим материалом, имеющим относительную диэлектрическую постоянную больше 5, при этом антенна имеет по меньшей мере одну пару удлиненных проводящих элементов, имеющих одинаковую протяженность в продольном направлении и расположенных напротив друг друга в поперечном направлении на внешней поверхности периферической части сердечника или смежно к ней, каждый с соответствующим периферическим подключением к фидеру и периферическому краю коаксиального экрана, и в которой общая сигнальная линия соединительной платформы присоединена к проксимальному окончанию фидера.

14. Антенная система по п. 13, в которой первый резонансный режим характеризуется при работе антенны на верхней частоте максимумами тока в местах соединения удлиненных проводящих элементов с фидером и в местах их соединения с краем коаксиального экрана, при этом коаксиальный экран действует, как режектор, который изолирует удлиненные проводящие элементы от земли, а второй резонансный режим характеризуется при работе антенны на более низкой частоте минимумом напряжения в месте присоединения коаксиального экрана к фидеру или вблизи него.

15. Антенная система по п. 14, в которой верхняя частота является функцией электрической длины удлиненного элемента, тогда как более низкая частота является функцией суммы электрической длины удлиненного элемента и электрической длины коаксиального экрана.

16. Антенная система по п. 15, в которой средняя электрическая длина удлиненных проводящих элементов по меньшей мере приблизительно равна 180° на верхней частоте, а сумма средней электрической длины удлиненных проводящих элементов и средней электрической длины коаксиального экрана в направлении вдоль антенны по меньшей мере приблизительно равна 180° на более низкой частоте.

17. Антенная система по любому из пп. 6-16, в которой по меньшей мере один удлиненный проводящий элемент и коаксиальный экран вместе с сердечником составляют единую конструкцию, имеющую множество различных резонансных режимов, которые в пределах единой конструкции характеризуются различающимися видами максимумов и минимумов стоячей волны.

18. Антенная система по п. 17, в которой каждый из указанных видов максимумов и минимумов стоячей волны существует на наружной поверхности сердечника между периферическим подключением по меньшей мере одного из удлиненных проводящих элементов к фидеру и проксимальным присоединением коаксиального экрана к фидеру.

19. Антенная система по любому из пп. 6-18, в которой сердечник является твердым цилиндрическим телом из керамического материала с осевым отверстием, заключающим в себе фидер, и в которой удлиненные проводящие элементы являются спиральными.

20. Антенная система по п. 16, в которой удлиненные проводящие элементы состоят из двух пар спиральных элементов и элементы каждой пары диаметрально противоположны на цилиндрической наружной поверхности сердечника, при этом элементы одной пары длиннее, чем элементы другой пары, посредством чего первый резонансный режим является режимом круговой поляризации, связанным с сигналами с круговой поляризацией, направленными вдоль центральной оси сердечника, а второй резонансный режим является режимом линейной поляризации, связанным с сигналами, поляризованными в направлении, параллельном оси сердечника.

21. Антенная система по любому из пп. 6-20, в которой диплексер содержит элемент преобразования полного сопротивления, присоединенный между общей сигнальной линией и узлом, к которому подключены фильтры и шлейф компенсации полного сопротивления.

22. Антенная система по п. 21, в которой элемент преобразования полного сопротивления, фильтры и шлейф сформированы как микрополосковые компоненты, при этом элемент преобразования содержит проводящую полоску, формирующую линию передачи с заданной характеристикой полного сопротивления, а шлейф содержит проводящую полоску, оканчивающуюся открытым контуром.

23. Антенная система по п. 21, в которой фильтры являются микрополосковыми полосовыми фильтрами, подключенными к узлу проводниками, которые являются электрически короткими по сравнению с электрической длиной элемента преобразования.

24. Система радиосвязи, содержащая антенную систему по любому из пп. 6-23, спутниковый приемник для определения места или времени, подключенный к одному из указанных дополнительных портов, и схемы сотового или мобильного телефона, подключенные к другому из указанных дополнительных портов, при этом антенна и фильтры сконфигурированы таким образом, что одна из верхних и более низких частот лежит в рабочей полосе приемника, а другая из высоких и более низких частот лежит в рабочей полосе схем мобильного телефона.

25. Диплексер для присоединения к антенне и для работы в диапазоне частот более 200 МГц, содержащий элемент преобразования полного сопротивления в виде длины линии передачи, один конец которой подключен или предназначен для подключения к антенне, а другой конец формирует узел схемы, по меньшей мере первое и второе гнезда для подключения оборудования, первый полосовой фильтр, настроенный на одну частоту и включенный между узлом и первым портом оборудования, второй полосовой фильтр, настроенный на другую частоту и включенный между узлом и вторым портом оборудования, и элемент компенсации реактивности, подключенный к узлу для компенсации по меньшей мере часточно реактивностей, вызванных преобразователем.

26. Диплексер по п. 25, в котором элемент компенсации реактивности является шлейфом.

27. Диплексер по п. 26, в котором элемент преобразования полного сопротивления и шлейф являются микрополосковыми компонентами в форме проводящих полосок на одной стороне изолирующей пластинки, при этом другая сторона пластинки, имеющая проводящее покрытие, действует как пластина заземления, и в котором шлейф является открытым контуром.

28. Диплексер по пп. 26 и 27, в котором длина линии передачи, формирующей элемент преобразования полного сопротивления такова, чтобы произвести резистивное преобразование полного сопротивления на частоте между верхней и более низкой частотой, посредством чего полные сопротивления в названном узле, вызванные элементом преобразования на двух частотах имеют, соответственно, емкостной компонент сопротивления и индуктивный компонент сопротивления, и в котором длина шлейфа такова, чтобы получить индуктивную и емкостную реактивности соответственно на двух частотах, тем самым по меньшей мере частично компенсируя указанные емкостную и индуктивную реактивности, обусловленные элементом преобразования и, таким образом, получить в узле результирующее полное сопротивление на каждой из двух частот, которое является более близким к резистивному.

29. Диплексер по п. 28, в котором длина линии передачи такова, чтобы обеспечить задержку передачи примерно 90° на частоте приблизительно посередине между верхними и более низкими частотами.

30. Диплексер по любому из пп. 26-29, в котором фильтры сформированы из микрополосковых компонентов с использованием той же подложки, что для элемента преобразования полного сопротивления и шлейфа.

31. Применение по новому назначению антенны, содержащей удлиненный диэлектрический сердечник с относительной диэлектрической постоянной больше 5, по меньшей мере одну пару удлиненных проводящих элементов, расположенных относительно друг друга таким образом, что они имеют одинаковую протяженность в продольном направлении, а в поперечном находятся друг напротив друга непосредственно на внешней поверхности периферической части сердечника или прилегают к ней, проводящий коаксиальный экран, окружающий проксимальную часть сердечника, и продольный фидер, проходящий через сердечник, при этом указанные удлиненные проводящие элементы проходят между периферическими подключениями к фидеру и периферическим краем экрана, причем применение по новому назначению состоит в использовании антенны по меньшей мере в двух разнесенных полосах частот, с тем, чтобы посылать сигналы через общую сигнальную линию фидера на различные узлы оборудования для обработки радиосигналов или от них, каждый из которых работает на соответствующей отличной от других полосе частот, при этом одна полоса содержит частоту, на которой антенна входит в первый резонансный режим, а другая полоса содержит частоту, на которой антенна входит во второй резонансный режим, отличающийся от первого резонансного режима.

32. Применение антенны по п. 31, при котором первый и второй резонансные режимы связаны соответственно с по существу сбалансированными токами возбуждения и несимметричными токами возбуждения в периферическом окончании фидера.

33. Применение антенны по п. 31 или 32, при котором частота первого режима определяется электрическими длинами удлиненных проводящих элементов, а частота второго режима определяется суммой средней электрической длины удлиненных проводящих элементов и средней электрической длины коаксиального экрана.

34. Применение антенны по любому из пп. 31-33, при котором первый резонансный режим связан с сигналами с круговой поляризацией, тогда как второй резонансный режим связан с сигналами, линейно поляризованными в продольном направлении антенны.

35. Применение антенны по любому из пп. 31-34 для приема спутниковых сигналов определения местоположения в указанной одной полосе частот и для передачи и/или приема сигналов мобильного телефона в указанной другой полосе частот.