Патент на изобретение №2189093
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРОВОЛОЧНАЯ АНТЕННА
(57) Реферат: Изобретение предназначено для использования в радиотехнических устройствах радиовещания и связи в ультракоротковолновом диапазоне волн. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента направленного действия. Для этого в антенне в виде двух витков провода в форме квадратов, расположенных в одной плоскости вдоль общей диагонали по обе стороны в виде двух ветвей, разомкнутых по всей длине, и двухпроводной линии питания, параллельно первым двум виткам, соосно с ними один за другим вдоль оси, перпендикулярной общей диагонали и проходящей через ее середину, расположены дополнительные вторые, третьи и т.д. по два витка, а двухпроводная линия питания подключена к незамкнутым сторонам в точках соприкосновения квадратов. В другом варианте двухпроводная линия питания подключена только ко вторым виткам, а расстояния между первыми, вторыми, третьими и т.д. витками составляет четверть длины электромагнитной волны, первые витки укорочены, а третьи и т.д. витки удлинены относительно вторых на несколько процентов. Кроме этого, линейные размеры первых, вторых и т.д. витков, равно как и расстояния вдоль двухпроводной линии питания, в точках ее подключения изменяются по логарифмическому закону. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств телевидения, радиовещания и радиосвязи в дециметровом и метровом диапазонах волн. Известна проволочная антенна в виде двух витков провода в форме квадратов, расположенных в одной плоскости вдоль общей диагонали по обе стороны, разомкнутых по всей ее длине, и двухпроводной линии питания [1]. К недостаткам такой антенны следует отнести сравнительно низкий КНД и малую широкополосность. В тоже время известны более сложные конструкции антенн [2], в которых, для увеличения направленности и широкополосности, элементы расположены один за другим. Недостатком таких конструкций является сравнительно малая направленность и широкополосность отдельных элементов. Целью изобретения является увеличение КНД и расширение диапазона рабочих частот. Для этого предлагается проволочная антенна в виде двух витков провода в форме квадратов, расположенных в одной плоскости вдоль общей диагонали в виде двух ветвей, разомкнутых по всей ее длине, и двухпроводной линии питания, в которой параллельно первым двум виткам, соосно с ними один за другим вдоль оси, перпендикулярной общей диагонали и проходящей через ее середину, расположены дополнительные вторые, третьи и т.д. по два витка, а двухпроводная линия питания подключена к незамкнутым сторонам в точках соприкосновения квадратов. Двухпроводная линия питания может быть подключена только ко вторым виткам, расстояние между первыми, вторыми, третьими и т.д. составляет четверть длины электромагнитной волны, причем первые витки укорочены, а третьи и т.д. витки удлинены относительно вторых на несколько процентов. Кроме этого, линейные размеры первых, вторых и т.д. витков, как и расстояния вдоль двухпроводной линии питания, в точках ее подключения изменяются по логарифмическому закону, а подключение витков через один осуществляется перекрестно. Изобретение поясняется геометрическими фигурами, на которых: Фиг.1 – элемент антенны, Фиг.2 – проволочная антенна с последовательным питанием элементов, Фиг.3 – проволочная антенна с пассивными элементами. Проволочная антенна состоит из двух витков провода в форме квадратов (Фиг. 1) 1-2-3, 6-5-4 и 1-2′-3′, 6′-5′-4, расположенных в одной плоскости вдоль общей диагонали 00′ по обе стороны в виде двух ветвей 3-2-1-2′-3′ и 6-5-4-5′-6′, разомкнутых между собой по всей длине, и двухпроводной линии питания (на чертеже не показана), подключаемой к точкам 1 и 4. Параллельно первым двум виткам, представленным на фиг.1, соосно с ними один за другим вдоль оси, перпендикулярной общей диагонали 00′ и проходящей через ее середину, расположены, согласно фиг.2, рядом с упомянутыми выше витками 7 дополнительные вторые 8, третьи 9 и т.д. по 2 витка, а двухпроводная линия питания 10 подключена к незамкнутым сторонам витков 7, 8, 9 в точках соприкосновения 11-12, 13-14, 15-16 и т.д. квадратов. В другом варианте двухпроводная линия питания 17 (фиг.3) подключена только ко вторым виткам 18, расстояние между первыми 19 и вторыми 18, также как и вторыми 18 и третьими 20, составляет около четверти длины электромагнитной волны, причем первые витки 19 укорочены, а третьи витки 20 удлинены относительно вторых витков 18 на несколько процентов. Линейные размеры первых витков 7 (фиг.2), вторых 8, третьих 9 и т.д. витков, равно как и расстояние между первыми 7 и вторыми 8, как и расстояние между вторыми 8 и третьими 9 и т.д. вдоль двухпроводной линии питания 10, в точках подключения 11-12, 13-14, 15-16 могут изменяться по логарифмическому закону, а подключение витков через один, например 7-ых и 9-ых, осуществляется к проводам двухпроводной линии 10 перекрестно. Это значит, что витки 8 контактом 13 подключаются к левому проводу двухпроводной линии питания 10, контактом 14 – к правому проводу этой линии, в то время как контакт 11 витков 7 и контакт 15 витков 9 подключаются к правому проводу двухпроводной линии питания 10, а контакт 12 витков 7 и контакт 16 витков 9 подключаются к левому проводу двухпроводной линии питания 10. Проволочная антенна работает следующим образом. При подключении высокочастотного генератора (на чертеже не показан) через двухпроводную линию питания к точкам 1 и 4 (фиг.1) вдоль проводов 4-5-6 и 4-5′-6′, равно как и 1-2-3 и 1-2′-3′, устанавливается режим стоячих волн с узлом тока на конце разомкнутого провода в точках 6, 6′ и 3, 3′. Длина сторон квадрата 1-2 и 1-2′ при этом составляет половину длины электромагнитной волны. В связи с этим через половину длины волны, а именно в точках 5, 5′ и 2, 2′, вновь располагается узел распределения стоячей волны тока J и изменяется фаза этого тока (его направление) на противоположное. При этом в направлениях, перпендикулярных плоскости чертежа, взаимно компенсируются составляющие тока в, параллельные общей диагонали квадратов от его сторон, лежащих по разные стороны общей диагонали, например 2, 3 и 5, 6, а также в расходящихся и сходящихся сторонах, например 5, 6 и 4, 5. В то же время составляющие тока Jг, перпендикулярные общей диагонали 00′, в направлениях, перпендикулярных плоскости квадратов, складываются, определяя поляризацию поля излучения. Направление максимального излучения витков квадратов совпадает с направлением оси, перпендикулярной общей диагонали 00′, проходящей через ее середину, и плоскости витков. Поля излучения дополнительных по отношению к виткам 7 (фиг.2) витков 8, 9 и т.д., подключенных к двухпроводной линии питания 10 через отрезки линии 11-13, 13-15, равно как и 12-14, 14-16 и т.д., равные приблизительно четверти электромагнитной волны, складываются с полями витков 7 в направлении распространения 11-15, поскольку они синфазны, и вычитаются в противоположном направлении из-за их противофазности. В другом варианте исполнения (фиг.3) двухпроводная линия питания 17 подключена только к вторым виткам 18. Расстояние между первыми 19, вторыми 18 и третьими 20 витками составляет четверть длины волны для обеспечения режима осевого излучения эквидистантой линейной решетки, которую образуют витки 19, 18, 20 и т.д. Необходимо, чтобы фаза тока витков 19 опережала фазу токов витков 18 и далее фаза токов витков 20 отставала от фазы токов витков 18. С этой целью витки 19 укорачиваются относительно витков 18, что придает их входному сопротивлению индуктивный характер, а витки 20 удлиняются по отношению к 18 на несколько процентов, что обеспечивает их входному сопротивлению емкостный характер. Это приводит к увеличению КНД по сравнению с его значением для двух витков провода. Кроме того, линейные размеры витков 7, 8 и 9 (фиг.2) и расстояния 11-13, 13-15 и т.д. вдоль двухпроводной линии питания в точках ее подключения могут изменяться по логарифмическому закону, а подключение витков 7, 8 и 9 через один (например, 8-го) осуществляется перекрестно. Это позволяет увеличить широкополосность антенны. Литература 1. С.И. Надененко. “Антенны”, – М.: Связьиздат, 1959 г., стр. 324. 2. Г.З. Айзенберг. “Коротковолновые антенны”, ГИЛВСР, М., 1962 г., стр. 261, 478, 596. Формула изобретения
3. Проволочная антенна по п. 1, отличающаяся тем, что линейные размеры первых, вторых и т. д. витков, равно как и расстояния вдоль двухпроводной линии питания, в точках ее подключения изменяются по логарифмическому закону, а подключение витков через один осуществляется перекрестно. 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: 20.04.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 16-2004
Извещение опубликовано: 10.06.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
