Патент на изобретение №2191451
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КОЛЬЦЕВАЯ АНТЕННА
(57) Реферат: Изобретение относится к антеннам метрового и дециметрового диапазона частот и используется в телевидении и для радиосвязи с объектами в любом азимутальном направлении. Техническим результатом является создание широкополосной, в первую очередь до ДН в азимутальной плоскости, кольцевой антенны с высокими электрическими характеристиками. Сущность изобретения заключается в следующем: кольцевая антенна из симметричных вибраторов, размещенных по сторонам квадрата, в точке питания каждого вибратора дополняется собирательной линией ЛПА с вибраторам для образования активных зон. ЛПА располагаются в плоскостях боковых поверхностей условной усеченной четырехгранной пирамиды (обелиска). 2 с.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к радиотехнике, в частности к антеннам метрового и дециметрового диапазона частот, что может быть использовано в телевидении и для радиосвязи с объектами в любом азимутальном направлении. Известны кольцевые антенны, предназначенные для получения направленного действия в горизонтальной плоскости. Они имеют равноамплитудное синфазное распределение тока по контуру антенны и могут иметь круговую, квадратную /1/, треугольную либо иную /например, “клеверный лист”/ форму /2/. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является выбранная в качестве прототипа кольцевая антенна квадратной формы /3/, содержащая фидер питания, делитель мощности на четыре, диапазон работы которого равен диапазону работы антенны, соединенный с фидером питания, синфазные выходы делителя, подключаемые дополнительными кабелями питания ко входам каждого из симметричных вибраторов в элементе кольцевого тока излучателя. Кольцевая антенна квадратной формы предназначена для формирования равномерной диаграммы направленности /ДН/ в азимутальной плоскости как на резонансной частоте вибратора, так и на частоте в ее окрестности в узкой полосе. Недостатком известного устройства является очень быстрое нарастание неравномерности ДН в азимутальной плоскости /провалов в ДН, превышающих 3 дБ/, не позволяющее использовать такую кольцевую антенну в режиме более широкополосном, чем имеющийся. Известная антенна не обладает требуемой широкополосностью, в первую очередь, по ДН. Другие электрические характеристики /например, согласование с фидером/ можно было бы расширить по диапазону известными методами. К примерам потребности в большей широкополосности, чем у известного устройства, можно отнести необходимость одновременной работы нескольких радиопередатчиков на одну кольцевую антенну /например, в многоканальном, особенно ДВЦ, телевидении/, работа широкополосных помехозащищенных радиосистем также на одну антенну и так далее. Для устранения отмеченного недостатка кольцевая антенна, содержащая фидер питания, делитель мощности на четыре, диапазон частот работы которого равен диапазону работы антенны, соединенный с фидером питания, синфазные выходы делителя, подключаемые дополнительными кабелями питания по входам каждого из симметричных вибраторов, расположенных по сторонам квадрата в элементе кольцевого тока излучателя, выполнена так, что в точках питания каждого из его симметричных вибраторов дополнительно к ним присоединяется собирательная линия с вибраторами /для образования активных зон/ логопериодической вибраторной антенны, расположенная в плоскости боковой поверхности условной четырехгранной усеченной пирамиды /обелиска/, причем нижнее квадратное основание этой пирамиды совпадает с известным квадратом, а верхнее квадратное основание пирамиды имеет сторону, незначительно превышающую длину самого короткого из вибраторов логопериодической вибраторной антенны, причем и сам прежний симметричный вибратор элемента кольцевого тока входит в состав логопериодической вибраторной антенны в качестве самого длинного вибратора. Для частного узкополосного случая с требованиями улучшения по неравномерности ДН в азимутальной плоскости /например, высококачественный прием изображения и звука телесигнала в данном направлении/ каждая из ЛПА может находиться в одной плоскости с известной и быть направленной в сторону, противоположную квадрату. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается появлением в излучателе антенны, помимо основного, известного квадратного элемента кольцевого тока, составленного из симметричных вибраторов, pасположенных по сторонам квадрата, еще также и дополнительных новых квадратных элементов, кольцевого тока, геометрически подобных основному, но с размерами, логарифмически уменьшающимися по мере удаления этих дополнительных элементов от известного элемента вверх /либо вниз/ по вертикали. Дополнительные элементы кольцевого тока теперь располагаются уже не в плоскости известного квадратного элемента /за исключением частного случая/, а в плоскостях, ему параллельных. Расстояние между элементами кольцевого тока связаны взаимнооднозначным соответствием с расстояниями между вибраторами в ЛПА, а входящие в элементы кольцевого тока, сами симметричные вибраторы одновременно являются вибраторами ЛПА. Связь между элементами излучателя, а фактически между их симметричными вибраторами и делителем мощности на четыре, теперь осуществляется уже не напрямую, как в известном устройстве, а через собирательные линии ЛПА, входы которых кабелями питания подключаются в заявляемом устройстве к входам делителя на четыре. Взаимосвязь между симметричными вибраторами в заявляемом устройстве эквивалентна взаимосвязи вибраторов в антеннах ЛПА. Это означает, что возбуждение элементов кольцевого тока осуществляется последовательно путем образования физически активных зон ЛПА /4/. Таким образом, заявляемое устройство отличается наличием новых блоков и их связями с остальными элементами устройства, что соответствует критерию изобретения “новизна”. При введении их в указанной связи с остальными элементами устройства – кольцевой антенны – излучатель антенны проявляет новые свойства, которые приводят к значительному расширению диапазонных свойств и, в первую очередь, по диаграммам направленности антенны в азимутальной плоскости, чего нельзя было достичь от известного устройства, диапазонные свойства которого по ДН жестко ограничены рамками диапазонных свойств симметричного вибратора. Все это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию “существенные отличия”. На фиг. 1 изображен общий вид кольцевой антенны. На фиг.2, 3 – соответственно ДН и коэффициент бегущей волны /КБВ/ заявляемого устройства в широком диапазоне частот. Кольцевая антенна /фиг.1/ содержит фидер питания 1, делитель мощности на четыре 2, соединенный с фидером питания, синфазные выходы делителя на четыре, подключаемые дополнительными кабелями питания 3 ко входам каждого из симметричных вибраторов 4, которые в заявляемой антенне служат также входами собирательных линий ЛПА, а сами симметричные вибраторы 4 с наибольшими по длине вибраторами ЛПА 5 вместе с остальными вводимыми вибраторами 6 образуют активные зоны возбуждения вибраторов и, соответственно, элементов кольцевого тока 7 в излучателе 8. При этом ЛПА 5 располагаются в боковых поверхностях условной усеченной пирамиды 9 для того, чтобы расстояние между концами смежных симметричных вибраторов в элементе кольцевого тока оставалось одинаковым в длинах волн. Антенна работает следующим образом. При подведении высокочастотной энергии от передатчика с помощью фидера питания 1 и делителя на четыре 2 подводимая мощность делится равномерно и синфазно между его выходами. Дополнительными кабелями питания 3 поделенная на четыре мощность подводится ко входам четырех образованных ЛПА и возбуждает их. По мере изменения частоты от нижних частот к верхним частотам рабочего диапазона синфазно в каждой ЛПА 5 происходит последовательное возбуждение активных зон /4/. Возбуждение вибраторов приводит к последовательному возбуждению элементов кольцевого тока по законам ЛПА, в результате чего антенны кольцевого тока становятся уже не узкополосными, а широкополосными по ДН и по входному сопротивлению /по КБВ/. Экспериментальные исследования изготовленной антенны подтвердили заявленную широкополосность антенны, что позволяет расширить рамки технического использования кольцевых антенн в широкополосном телевидении и радиосвязи. Источники информации 1. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л. Антенны. М.: Сов.радио, 1961, с.219, 313, рис. Х.15, Х.16. 2. Мейнке Х., Гудлах Ф.В. Радиотехнический справочник. Т.1, пер. с немец. М.: Госэнергоиздат, 1961, рис.9-109б, 9-109в. 3. Мейнке Х., Гудлах Ф.В. Радиотехнический справочник. Т.1, пер. с немец. М.: Госэнергоиздат, 1961, рис.9-109а. 4. Сверхширокополосные антенны. Пер. с англ. под ред. А.С. Бененсона. М. : Мир, 1964, с.296-298. Формула изобретения
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: 20.12.2004
Извещение опубликовано: 7.01.2006 БИ: 03/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
