ДВУХДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА (ВАРИАНТЫ)

ДВУХДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА (ВАРИАНТЫ)


RU (11) 2118017 (13) C1

(51) 6 H01Q5/01, H01P5/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94020607/09 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.02 
(45) Опубликовано: 1998.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, авторское свидетельство, 1539871, H 01 P 5/10, 1990. 
(71) Заявитель(и): Тарасов Николай Петрович 
(72) Автор(ы): Тарасов Николай Петрович 
(73) Патентообладатель(и): Тарасов Николай Петрович 

(54) ДВУХДИАПАЗОННАЯ АНТЕННА (ВАРИАНТЫ) 

Изобретение относится к линейно-поляризованным антеннам и может работать в двух диапазонах с отношением частот, равным приблизительно двум. Изобретение представляет собой печатный неразрезной вибратор на одной стороне диэлектрического листа и расположенный параллельно ему на половине длины разомкнутый шлейф и дополнительные перпендикулярные шлейфы (последние могут отсутствовать) на обратной стороне листа, причем внешний и внутренний проводники коаксиального кабеля могут присоединяться к вибратору или шлейфам. Для однонаправленного излучения в двух диапазонах вибратор располагается над экраном на высоте, не превышающей 0,25 средней длины первого диапазона. Для перемещения полосы частот в сторону более высоких частот параллельно вибратору располагается пассивный вибратор меньшей длины, имеющий с ним электромагнитную связь. Предлагается также непечатный вариант антенны, где используются неразрезной вибратор и согласующе-симметрирующий разомкнутый шлейф, параллельный вибратору, а также перпендикулярный им обоим согласующий проводник. Внешний и внутренний проводники коаксиального волновода могут присоединяться как к неразрезному вибратору, так и к шлейфу. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области вибраторных антенн и может быть использовано в радиосвязи, телевидении и радиовещании.

Известно, что на практике в основном используют симметричные полуволновые и одноволновые вибраторы, имеющие два главных лепестка. Для получения однонаправленного излучения их помещают перед экраном.

Использование одноволнового вибратора затруднено из-за сложности согласования с коаксиальным фидером, так как его входное сопротивление имеет значительную величину, хотя вследствие своей большей протяженности он несколько эффективнее, чем полуволновый и имеет усиление 1,8 дБ по отношению к полуволновому вибратору.

Однако на практике часто возникает необходимость приема на одну и ту же антенну передач разных частот, например метрового и дециметрового диапазонов. Решить эту задачу с помощью известных антенн (симметричных вибраторов в свободном пространстве или над экраном) невозможно вследствие сложности согласования и симметрирования вибратора.

Решение этой технической задачи можно достигнуть, если использовать неразрезной вибратор с новым согласующе-симметрирующим устройством, который в отличие от обычного симметричного разрезного вибратора имеет хорошее согласование с 50- или 75-омным кабелем при работе как в полуволновом, так и одноволновом режиме.

Следовательно, наиболее близким по технической сущности к изобретению является обычный цилиндрический или любой другой формы вибратор, в том числе ленточный печатный неразрезной вибратор длиной в полволны и одну волну.

Изобретение позволяет использовать одну и ту же антенну для приема или передачи сигналов в двух разнесенных частотных диапазонах. Эта цель для печатных ленточных вибраторов достигается тем, что в качестве излучателя применен неразрезной вибратор, расположенный на одной стороне диэлектрического листа, к которому в середине присоединен центральный или внешний проводник (оплетка) коаксиального кабеля или соединителя. На обратной стороне листа под вибратором расположено согласующе-симметрирующее устройство, состоящее из параллельного на половине длины вибратора основного шлейфа и перпендикулярных ему дополнительных шлейфов длиной от нуля до четверти длины волны. К согласующе-симметрирующему устройству присоединен соответственно внешний или внутренний проводник коаксиального фидера или соединителя.

Для перемещения в основном 2-го поддиапазона в сторону более высоких частот предлагается вблизи вибратора располагать пассивный вибратор (цилиндрический или плоский, или другой формы) длиной меньше длины самого активного вибратора.

Для излучателей над экраном в свободном полупространстве (без диэлектрического листа) эта цель достигается применением полуволнового неразрезного вибратора и четвертьволнового разомкнутого шлейфа, параллельного основному вибратору, причем центральный проводник коаксиального кабеля соединяется со шлейфом или центром вибратора, а оплетка кабеля (внешний проводник) соединяется соответственно с полуволновым вибратором в его середине или со шлейфом у его конца. Для согласования и лучшего симметрирования используется металлическая стойка-крепление, внутри которого может проходить кабель питания.

Не было обнаружено решений со сходными признаками, поэтому предлагаемая антенна соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1 показан общий вид предлагаемого устройства в печатном исполнении для получения однонаправленного излучения в 2-х частотных диапазонах. На фиг. 2 и 3 показаны неразрезной активный и пассивный вибраторы и согласующе-симметрирующее устройство (без экрана). На фиг.4 и 5 показаны проволочные (в виде трубок или стержней) варианты антенны, причем на фиг.4 центральный проводник кабеля присоединен к шлейфу, а внешний проводник - к центру неразрезного вибратора; на фиг.5 - центральный проводник кабеля присоединен к полуволновому неразрезному вибратору в его середине, а внешний проводник кабеля - к шлейфу у его конца; на фиг.6 представлены кривые коэффициента стоячей волны от частоты в 2-х диапазонах печатной антенны; на фиг.7 - типичная диаграмма направленности в плоскости E этой антенны в 2-х диапазонах частот с печатным полосковым вибратором.

Устройство содержит четвертьволновый отрезок - основной шлейф 1 ( длина волны берется 1-го диапазона), неразрезной активный вибратор 2, пассивный вибратор 3, дополнительные шлейфы 4 и 5, диэлектрический лист 6, экран 7, возбудитель 8, к которому присоединяется кабель питания. Пассивный вибратор 3 расположен сверху активного вибратора 2. Можно видеть, что пассивный вибратор 3 расположен несимметрично относительно точки питания вибратора. Пассивный вибратор 3 не имеет контакта с активным вибратором 2.

Длина вибратора 2 и основного шлейфа 1 и их ширина, а также длина и ширина пассивного вибратора 3 и его расположение определяют среднюю резонансную частоту антенну в первом и втором диапазонах частот и ее широкополосность.

Для смещения полосы частот в основном 2-го диапазона в сторону более высоких частот изменения ширины полосы пропускания пассивный вибратор 3, который обычно имеет меньшую длину, чем сам активный вибратор 2, должен иметь достаточно сильную электромагнитную связь с активным вибратором 2. Величина связи регулируется изменением длины и ширины пассивного вибратора 3 и его расположением. Чем больше связь, тем сильнее воздействие пассивного вибратора. Вибратор размещен над экраном 7 на высоте H, которая может меняться приблизительно от 0,05 длины волны до 0,25 длины волны первого диапазона.

На фиг.6 изображен график зависимости КСВ от частоты при наличии пассивного вибратора и без него печатной антенны со следующими параметрами: длина вибратора L= 685 мм, его ширина W=30 мм, длина шлейфа l=320 мм, его ширина W1= 50 мм, длина дополнительных шлейфов l1=50 мм, l2=50 мм, их ширина 15 мм. Длины плеч пассивного вибратора от точки питания L1=290 мм, L2=130 мм. Пассивный вибратор 3 может быть, например, выполнен на стеклотекстолите толщиной 1,5 мм с относительной диэлектрической проницаемостью =3. Материал диэлектрического листа, на котором выполнены вибратор и шлейфы, стеклотекстлит толщиной 3 мм и =3,5. Расстояние до экрана H=150 мм. Размеры экрана 1000 мм 800 мм.

КСВ антенны меньше 2,5 в полосе частот 200 - 240 МГц и 445 - 495 МГц без пассивного вибратора и 204 - 245 МГц и 450 - 511 МГц в присутствии пассивного элемента.

На фиг. 7 изображены диаграммы направленности антенны в плоскости E на частотах 210 МГц и 500 МГц. Ширина диаграммы направленности в первом диапазоне приблизительно 60o, во втором - 30-35o. Диаграмма направленности в плоскости H приблизительно 70-90o.

Антенна с проволочными вибраторами, показанная на фиг.4, содержит четвертьволновый отрезок - основной шлейф 1 (длина волны берется 1-го диапазона), неразрезной полуволновый вибратор 2, металлическую стойку- согласователь 3, подставку из диэлектрика 4, экран 5, кабель 6, который своим центральным проводником присоединен к шлейфу 1, а внешним проводником - к вибратору 2.

На фиг. 5 показана антенна с проволочными вибраторами, но центральный проводник коаксиальной линии присоединен к центру вибратора, а внешний проводник -к шлейфу. На этой фигуре 1 - неразрезной вибратор длиной полволны 1-го диапазона, 2 - разомкнутый отрезок - шлейф длиной приблизительно в четверть длины волны 1-го диапазона, 3 - металлическая стойка, 5 - экран, 6 - коаксиальный кабель.

Антенна, показанная на фиг. 5, при испытании имела следующие размеры: длина разомкнутого шлейфа 150 мм, его диаметр 6 мм, длина неразрезного вибратора 270 мм, его диаметр 4 мм, длина металлической стойки 100 мм, ее диаметр 15 мм, высота над экраном 100 мм. Ее КСВ не хуже 2,5 в полосе частот 500 - 540 МГц и 3,5 в полосе 1150 - 1180 МГц, усиление примерно 7 дБ в первом диапазоне и 9 дБ во втором. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Двухдиапазонная антенна, содержащая неразрезной вибратор и электромагнитно связанный с ним на одной половине разомкнутый отрезок проводника и коаксиальную линию, отличающаяся тем, что введены экран и металлическая стойка, внешний проводник коаксиальной линии присоединен к разомкнутому отрезку проводника и к металлической стойке, а центральный проводник присоединен к неразрезному вибратору.

2. Двухдиапазонная антенна, содержащая неразрезной вибратор и электромагнитно связанный с ним разомкнутый отрезок проводника, к которым присоединены соответственно внешний и внутренний проводники коаксиальной линии, отличающаяся тем, что введены экран и металлическая стойка с присоединенной к ней внешним проводником коаксиальной линии.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru