Патент на изобретение №2251767

(54) АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано, например, в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. Технический результат заключается в двукратном сужении ДН в Н-плоскости (до 30-60°) при сохранении узкой (~20°) ДН в Е-плоскости. Сущность изобретения состоит в том, что в металлический рефлектор в форме цилиндрической поверхности с вырезанной вдоль образующей частью шириной (0.6-1.4), где – длина волны, введен разделительный экран, расположенный в плоскости симметрии внутри рефлектора, создающий две синфазно возбуждаемые апертуры и предназначенный для сужения диаграммы направленности в Н-плоскости. 2 ил.

Предлагаемое устройство относится к области антенной техники и может быть использовано, например, в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования.

Необходимость повышения емкости систем связи требует создания секционированных антенн базовых станций (4×90°, 6×60° и т.д.).

Известны антенные устройства с секторными диаграммами направленности (ДН) в азимутальной плоскости (например, уголковая антенна – Г.З.Айзенберг. Антенны ультракоротких волн. М.: Связьиздат, 1957, с.523-543; антенна SEC35-60-14V – каталог фирмы “Microwave Antenna Systems”, Edition 1, 2000).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является “Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости” по патенту РФ №2216831, принятое за прототип.

На фиг.1 представлен чертеж антенны-прототипа, где обозначено:

1 – источник возбуждения – электрический вибратор;

2 – рефлектор.

Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости представляет собой цилиндрическую металлическую поверхность 2 высотой (2-4) ( – длина волны) с вырезанной вдоль образующих частью шириной (0.3-0.7), внутри которой расположен источник возбуждения – электрический вибратор 1.

Эта антенна обладает узкой (~20°) ДН в Е-плоскости и секторной (60-120°) ДН в H-плоскости.

Устройство-прототип имеет недостаток – дальнейшее сужение ДН в Н-плоскости возможно либо применением решеток таких антенн, либо расширением апертуры с одновременным увеличением горизонтального размера антенны. Применение решеток антенн ведет к усложнению конструкции и большому увеличению горизонтального размера антенной системы. Увеличение ширины апертуры одновременно с увеличением горизонтального размера действительно сужает ширину ДН в Н-плоскости, но при этом ДН расширяется в Е-плоскости. Антенна теряет свое главное преимущество – узкую ДН в Е-плоскости, при этом КНД тоже не увеличивается.

Для устранения указанного недостатка в антенное устройство, содержащее металлический рефлектор в форме цилиндрической поверхности с вырезанной вдоль образующей частью шириной (0,6-1,4), где – длина волны, и источник возбуждения – электрический вибратор, согласно изобретению, для сужения диаграммы направленности введен разделительный экран, расположенный в плоскости симметрии внутри рефлектора, создающий две синфазно возбуждаемые апертуры.

Предлагаемое антенное устройство представлено на фиг.2, где обозначено:

1 – источник возбуждения – электрический вибратор;

2 – рефлектор;

3 – разделительный экран.

Предлагаемое антенное устройство имеет увеличенный на (0.3-0.7) поперечный размер В рефлектора 2, вдвое увеличенную ширину вырезанной вдоль образующей части А и вставленный в вертикальной плоскости симметрии металлический разделительный экран 3. Источник возбуждения – электрический вибратор 1 – располагается в вертикальной плоскости симметрии и обеспечивает две синфазно возбуждаемые апертуры. В силу симметрии, а также в силу того, что запитка антенны осуществляется теперь от одного источника, фазировка обеспечивается автоматически. Настраиваемый элемент – электрический вибратор 1 – здесь один. Каждая половина антенны имеет электрические характеристики, идентичные характеристикам антенны-прототипа, и совместно они образуют горизонтальную решетку. ДН в Е-плоскости идентична ДН антенны-прототипа (т.е. ~20° и менее), а в Н-плоскости сужается вдвое и составляет величину 30-60° в зависимости от геометрических размеров антенны. КНД увеличивается на 3 дБ и достигает величины 15-17 дБ.

Техническим результатом предлагаемого антенного устройства является:

– обеспечение узкой ДН в Е-плоскости (порядка ~20° и менее) и заданной ДН в Н-плоскости (30-60°) при простой схеме питания и КНД 15-17 ДБ;

– низкий уровень боковых лепестков;

– слабое влияние близкорасположенных предметов на входное сопротивление антенны.

Отличительной особенностью предлагаемого антенного устройства от антенны-прототипа является возможность двукратного сужения ДН в Н-плоскости (до 30-60°) и, соответственно, двукратного увеличения КНД при сохранении такого же угла раскрыва ДН в Е-плоскости (~20°) без существенного усложнения конструкции антенны и системы запитки.

Формула изобретения

Антенное устройство, содержащее металлический рефлектор в форме цилиндрической поверхности с вырезанной вдоль образующей частью и источник возбуждения – электрический вибратор, отличающееся тем, что для сужения диаграммы направленности в Н-плоскости при сохранения узкой диаграммы направленности в Е-плоскости ширина вырезанной вдоль образующей части увеличена до (0,6-1,4), и внутрь рефлектора введен разделительный экран, расположенный в плоскости симметрии, создающий две синфазно возбуждаемые апертуры.

РИСУНКИ