Патент на изобретение №2216831

(54) АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО С ПОВЫШЕННОЙ НАПРАВЛЕННОСТЬЮ В Е-ПЛОСКОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. Технический результат заключается в получении узкой ДН в вертикальной плоскости без существенного увеличения размера рефлектора. Сущность изобретения заключается в выполнении рефлектора в виде цилиндрической поверхности высотой (2-4) с вырезанной вдоль образующей частью цилиндрической поверхности шириной (0,3-0,7), где – длина волны. Источник возбуждения в виде электрического вибратора расположен внутри рефлектора. 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.

Такие системы, как правило, не являются системами транкингового типа. При этом базовые станции (БС) строятся в основном в режиме кругового облучения. Развитие технологии с кодовым разделением каналов (CDMA – Сode Division Multiple Access) обуславливает необходимость создания секционированных антенн (3120^o; 490^o 660^o и т.д.) с целью снижения внутрисистемных помех и повышения абонентской емкости системы. Известны антенные устройства с секторными диаграммами направленности (ДН) в азимутальной плоскости фирмы RFS (например, S EC 35-60-14 V, S ЕС 35-180-13 V с шириной ДН в азимутальной плоскости 60⁰ и 180⁰ соответственно), каталог фирмы “Radio Frequenry Systems” “Micuowore Antenna Systems”, Edition, 1, 2000 p. 98.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является уголковая антенна, описанная в книге Г.З.Айзенберг. Антенны ультракоротких волн. М.: Связьиздат, 1957, с.522-543, принятая за прототип.

На фиг.1 представлен чертеж антенны-прототипа, где обозначено:
1 – источник возбуждения (электрический вибратор);
2 – рефлектор.

Уголковая антенна содержит уголковый рефлектор 2, изготовленный из двух плоских металлических пластин, образующих некоторый угол и источник возбуждения – электрический вибратор 1 или систему вибраторов, расположенных в плоскости биссектрисы этого угла.

Обладая хорошими электрическими характеристиками, устройство-прототип имеет существенный недостаток: антенна не позволяет получить узкую ДН в вертикальной плоскости без существенного увеличения размеров рефлектора и усложнения источника возбуждения (применения многоэлементной решетки вертикальных вибраторов).

Для устранения указанного недостатка в антенном устройстве, содержащем металлический рефлектор и источник возбуждения – электрический вибратор, расположенный внутри рефлектора, он выполнен в виде полой циллиндрической поверхности высотой ~(24) , (где – длина волны), имеющей в сечении круглую или иную форму с характерным поперечным размером ~0,7 , гладкой или аппроксимированной многоугольником с вырезанной вдоль образующих частью циллиндрической поверхности шириной ~(0,30,7) и обладающий свойствами частично направляющей системы.

Предлагаемое антенное устройство представлено на фиг.2, где обозначено:
1 – источник возбуждения (электрический вибратор);
2 – рефлектор.

Предлагаемое антенное устройство содержит рефлектор 2, представляющий собой полую металлическую циллиндрическую поверхность, имеющую в сечении круглую или иную форму, гладкую или аппроксимированную многоугольником с вырезанной вдоль образующих частью циллиндрической поверхности.

При этом рефлектор 2 обладает свойствами частично направляющей системы.

Источник возбуждения – электрический вибратор 1 – расположен внутри рефлектора 2.

Для получения максимального коэффициента усиления ширина вырезанной части цилиндрической поверхности рефлектора 2 должна быть d~(0,30,7) , характерный поперечный размер d~0,7 , высота рефлектора 2 h~(24) . При таких размерах расположение электрического вибратора 1 мало влияет на ДН. Ширина ДН в вертикальной плоскости ~ 20^o, в азимутальной плоскости в пределах 60^o180^o, а коэффициент усиления максимален и достигает ~14 дБ.

Техническими результатами предлагаемой заявки являются:
– обеспечение заданной диаграммы направленности в Н-плоскости (от 60^o до 180^o) и узкой ДН в Е-плоскости (порядка 20^o и менее) при простой системе запитки при коэффициенте усиления 6-14 дБ;
– низкий уровень боковых лепестков излучения;
– ослабленное влияние близкорасположенных предметов на характеристики антенны;
– устройство можно использовать в качестве основы для построения сложных антенных систем с различными диаграммами направленности, в том числе “умных” антенн.

Отличительной особенностью предлагаемой антенны от прототипа – уголковой антенны – является возможность получение заданной диаграммы направленности при малом (~ 0,7 ) характерном поперечном размере и без использования сложных излучающих систем (решеток). При этом антенна некритична к положению излучателя внутри цилиндра, и исключается влияние близкорасположенных тел на входное сопротивление антенны.

Формула изобретения

Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости, содержащее металлический рефлектор и источник возбуждения – электрический вибратор, расположенный внутри рефлектора, отличающееся тем, что рефлектор выполнен в виде полой цилиндрической поверхности высотой (2-4), где – длина волны, с вырезанной вдоль образующей частью цилиндрической поверхности шириной (0,3-0,7) и обладает свойствами частично направляющей системы.

РИСУНКИ