|
(21), (22) Заявка: 99118829/09, 30.08.1999
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
30.08.1999
(43) Дата публикации заявки: 27.05.2001
(45) Опубликовано: 27.05.2001
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2022428 C1, 30.10.1994. US 4143377 A, 06.03.1979. FR 2573576 A1, 24.11.1985. US 3942180 A, 02.03.1976.
|
(71) Заявитель(и):
Войсковая часть 25714
(72) Автор(ы):
Нефедьев В.М.
(73) Патентообладатель(и):
Войсковая часть 25714
|
(54) БИКОНИЧЕСКАЯ АНТЕННА
(57) Реферат:
Биконическая антенна относится к области антенной техники и предназначена для использования в радиотехнических системах различного назначения, в частности в судовых системах радиосвязи. Техническим результатом является увеличение коэффициента усиления в направлении линии горизонта. Биконическая антенна состоит из двух металлических конусов, соединенных вершинами, и содержит N шунтов, выполненных в виде отрезков проводников, соединяющих кромки конусов, при этом отрезки проводника выполнены из двух равных частей, смещенных одна относительно другой на угол = 360o/2N, расположенных с равным угловым смещением вокруг оси конусов и соединенных одна с другой посредством проводящих перемычек, размещенных в плоскости, проходящей через вершину конусов перпендикулярно их оси. Над основаниями конусов установлены отражатели, поверхность которых образована вращениями вокруг оси конусов образующих, изменяющихся по закону Y = (1,89ехр0,052Х)+Н при 0 Х (1,0-1,5) макс, где Н – высота конусов; макс – максимальная длина волны рабочего диапазона длин волн, ось Y совпадает с осью конусов, а начало координат совпадает с геометрическим центром антенны, при этом макс, Н и Х измеряются в сантиметрах. 1 ил.
Биконическая антенна относится к области антенной техники и предназначена для использования в радиотехнических системах различного назначения, в частности в судовых системах радиосвязи.
Известна биконическая антенна /1/, состоящая из двух металлических конусов, соединенных вершинами, и содержащая N шунтов, расположенных между основаниями конусов по окружности с угловым интервалом = 360o/N параллельно оси вибраторов, при этом отношение крайних частот рабочего диапазона равно fмах/fмин = 3,2.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является биконическая антенна /2/, выбранная в качестве прототипа, содержащая N шунтов, выполненных в виде отрезков проводников из двух равных частей, смешенных одна относительно другой на угол = 360o/2N, расположенных с равным угловым смещением вокруг оси конусов и соединенных одна с другой посредством введенных проводящих перемычек, размещенных в плоскости, проходящей через вершину конусов перпендикулярно их оси. Как биконическая антенна /1/, так и биконическая антенна /2/ имеют общий недостаток – сравнительно низкий коэффициент усиления в направлении линии горизонта, обусловленный конечными размерами биконической антенны.
Техническая задача заключается в увеличении коэффициента усиления в направлении линии горизонта.
Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем N шунтов, выполненных в виде отрезков проводника, соединяющих кромки оснований конусов, при этом отрезки проводника выполнены из двух равных частей, смещенных одна относительно другой на угол = 360o/2N, расположенных с равным угловым смещением вокруг оси конусов и соединенных одна с другой посредством проводящих перемычек, размещенных в плоскости, проходящей через вершины конусов перпендикулярно их оси, согласно изобретению над основаниями конусов установлены отражатели, поверхность которых образована вращением вокруг оси конусов образующей, изменяющейся по закону Y = (1,89exp0,052Х)+H при 0 X (1,0-1,5) макс, где H – высота конуса, макс – максимальная длина волны рабочего диапазона длин волн, ось Y совпадает с осью конусов, а начало координат совпадает с геометрическим центром антенны, при этом макс, H и X измеряются в сантиметрах. Таким образом, изобретение соответствует критерию изобретения “новизна”.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая биконическая антенна отличается наличием новых элементов – над основаниями конусов установлены отражатели, поверхность которых образована вращением вокруг оси конусов образующей, изменяющейся по закону Y = (1,89exp0,052X)+H при 0 X (1,0-1,5) макс, где H – высота конуса, макс – – максимальная длина волны рабочего диапазона длин волн, ось Y совпадает с осью конусов, а начало координат совпадает с геометрическим центром антенны, при этом макс, H и X измеряются в сантиметрах. Таким образом, изобретение соответствует критерию изобретения “новизна”.
Анализ известных технических решений в известной области и смежной с ней позволяет сделать вывод, что введенные элементы известны. Однако введение их в биконическую антенну с указанными размерами и связями обеспечивает устройству такое новое свойство, как повышение коэффициента усиления в направлении линии горизонта, за счет введения отражателей, поверхность которых образована вращением вокруг оси конусов образующих, изменяющихся по определенному закону с указанными выше размерами.
Изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники, Изобретение является промышленно применительным, так как оно может быть использовано в различных областях народного хозяйства.
Сущность изобретения поясняется посредством чертежа и последующего описания.
На чертеже представлен общий вид биконической антенны, где: 1; 2 – металлические конусы; 3 – генератор; 4, 5 – отрезки проводников шунта; 6 – перемычка проводящая; 7, 8 – отражатели; 9, 10 – образующая отражателя.
Конструктивно биконическая антенна состоит из двух металлических конусов 1, 2, соединенных вершинами и содержит N шунтов, выполненных в виде отрезков проводников 5, 6, соединяющих кромки оснований конусов 1, 2, при этом отрезки проводника выполнены из двух равных частей, смещенных одна относительно другой на угол = 360o/2N, расположенных c равным угловым смещением вокруг оси конусов и соединенных одна с другой посредством проводящих перемычек 6, размещенных в плоскости, проходящей через вершину конусов перпендикулярно их оси. Над основаниями конусов 1, 2 установлены отражатели 7, 8, поверхность которых образована вращением вокруг оси конусов образующих 9, 10, изменяющихся по закону Y= (1,89exp0,052X)+H при 0 X (1,0-1,5) макс, где H – высота конуса, макс – максимальная длина волны рабочего диапазона длин волн, ось Y совпадает с осью конусов, а начало координат совпадает с геометрическим центром антенны, при этом макс, H и X измеряются в сантиметрах.
Биконическая антенна работает следующим образом.
При подаче высокочастотного сигнала от генератора 3 в биконической антенне возбуждаются электрические токи, которые формируют излучение с круговой диаграммной направленности в горизонтальной плоскости. Установка над основаниями конусов 1, 2 отражателей 7, 8 приводит к перехвату наибольшей части излученной в вертикальной плоскости энергии и концентрации ее в направлении линии горизонта, а выполнение поверхности отражателя путем вращения вокруг оси конусов образующих 9, 10, изменяющихся по закону Y = (1,89exp0,052X)+H обеспечивает синфазность поля по раскрыву, и позволяет повысить эффективность излучения антенны вдоль линии горизонта во всем круговом секторе. При выбранном значении образующих 9, 10 отражателя 0 X (1,0-1,5) макс обеспечивается оптимальная концентрация отраженного излучения вдоль линии горизонта. При X < макс концентрация энергии в направлении линии горизонта снижается вследствие затекания части излученной в вертикальной плоскости энергии за края отражателя, что приводит к снижению коэффициента усиления антенны. При X 1,5 макс концентрация энергии вдоль линии горизонта увеличивается незначительно, но значительно увеличиваются габариты антенны. Размеры поверхности отражателя и закон изменения образующих подбирался эмпирическим путем по максимальной величине реализации выигрыша коэффициента усиления в направлении линии горизонта.
Результаты макетирования и экспериментального исследования показали, что введение отражателей, поверхность которых образована вращением вокруг оси конусов образующей, изменяющейся по закону Y = (1,89exp0,052X)+H с указанными выше размерами, обеспечивает выигрыш в коэффициенте усиления в направлении линии горизонта на 3,5-4 дБ по сравнению с прототипом.
Источники информации 1. Айзенберг Г.З. Антенны УКВ. т.1, Москва, Связь, 1977, с. 187.
2. Авт. св. RU 2022428 С1, Н 01 Q 13/04, 30.10.1994.
Формула изобретения
Биконическая антенна, содержащая N шунтов, выполненных в виде отрезков проводника, соединяющих кромки оснований конусов, при этом отрезки проводника выполнены из двух равных частей, смещенных одна относительно другой на угол = 360o/2N, расположенных с равным угловым смещением вокруг оси конусов и соединенных одна с другой посредством проводящих перемычек, размещенных в плоскости, проходящей через вершину конусов перпендикулярно их оси, отличающаяся тем, что над основаниями конусов установлены отражатели, поверхность которых образована вращением вокруг оси конусов образующей, изменяющейся по закону Y= (1,89exp0,052x)+H при 0 X (1,0 – 1,5) макс, где Н – высота конуса, макс – максимальная длина волны рабочего диапазоне длин волн, ось Y совпадает с осью конусов, а начало координат совпадает с геометрическим центром антенны, при этом макс, Н и Х измеряются в сантиметрах.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 31.08.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003
Извещение опубликовано: 20.04.2003
|
|