КАРДИОИДНАЯ АНТЕННА

КАРДИОИДНАЯ АНТЕННА 


RU (11) 2130220 (13) C1

(51) 6 H01Q21/29 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 96116661/09 
(22) Дата подачи заявки: 1996.08.13 
(45) Опубликовано: 1999.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2025841 C1, 30.12.94. EP 0124047 A3, 07.11.84. DE 3108029 A1, 14.01.82. 
(71) Заявитель(и): Центральное конструкторское бюро "Геофизика" 
(72) Автор(ы): Гаврилов В.К.; Готовко В.И.; Качур И.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Центральное конструкторское бюро "Геофизика" 
Адрес для переписки: 660041, Красноярск, ул.академика Киренского, д.89, ЦКБ "Геофизика" 

(54) КАРДИОИДНАЯ АНТЕННА 

Изобретение относится к технике связи. Кардиоидная антенна содержит размещенные на поверхности земли антенну-мачту и направленную антенну, подключенные через фазовращатель к приемопередатчику, направленная антенна выполнена в виде уложенных на поверхности земли проводников в изоляции, ориентированных диаметрально-противоположно вдоль направления максимума передачи сигнала. Увеличение КПД предлагаемой кардиоидной антенны достигают путем увеличения размеров антенны-мачты и направленной антенны. Техническим результатом является увеличение КПД антенны в режиме работы на передачу низкочастотного сигнала. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике радиосвязи и может найти применение в конструкциях антенн для направленной передачи-приема сигнала.

Известны кардиоидные антенны [1], в которых для формирования кардиоидной диаграммы направленности приема сигнала применяют одну ненаправленную и одну направленную антенны. Обычно в качестве ненаправленной антенны применяют вертикальный штырь, а в качестве направленной антенны применяют рамочную антенну.

Известна направленная антенна [2], содержащая вертикальный штырь и две взаимно ортогональные вертикальные рамки, выходы которых подключены через фазовращатель к приемнику. Эта антенна взята заявителем за прототип.

Общим недостатком кардиоидных антенн с применением рамочной антенны является малый КПД в режиме передачи низкочастотного сигнала. Наличие этого недостатка обусловлено трудностью реализации рамочной антенны, сравнимой по размерам с длиной волны низкочастотного сигнала.

Цель изобретения - увеличение КПД кардиоидной антенны в режиме передачи низкочастотного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в кардиоидной антенне, содержащей размещенные на поверхности земли антенну-мачту и направленную антенну, подключенные через фазовращатель к приемопередатчику, с целью увеличения эффективности направленного излучения низкочастотного радиосигнала путем увеличения размеров антенн направленная антенна выполнена в виде уложенных на поверхности земли проводников в изоляции, ориентированных диаметрально-противоположно вдоль направления максимума приема-передачи сигнала.

На чертеже схематично изображена конструкция предлагаемой кардиоидной антенны.

Кардиоидная антенна содержит антенну-мачту (1), установленную вертикально на поверхности земли; направленную антенну из проводников в изоляции (2), уложенных на поверхности земли в диаметрально-противоположных направлениях; фазовращатель (3), включенный между антенной-мачтой и направленной антенной; приемопередатчик (4), включенный между антенной-мачтой и поверхностью земли.

Работу кардиоидной антенны на основании принципа обратимости приема и передачи антенной сигнала рассмотрим в режиме приема сигнала. Вблизи поверхности земли фронт вертикально поляризованной электромагнитной волны имеет наклон в направлении распространения, что обуславливает появление вертикальной и горизонтальной составляющих компонент электрического поля; вертикальная компонента наводит ЭДС в антенне-мачте (1), горизонтальная наводит ЭДС в проводниках (2) направленной антенны, причем для низкочастотного сигнала направленная антенна по диаграмме направленности идентична вертикальной рамочной антенне, ориентированной плоскостью в направлении раскладки проводников (2); через фазовращатель (3) наведенные ЭДС складывают (вычитают) на входе приемопередатчика (4). В случае равенства действующих длин антенны-мачты и направленной антенны их наведенные ЭДС одинаковы. В этом случае в направлении раскладки проводников направленной антенны появляется максимум (нуль) диаграммы направленности приема-передачи сигнала. Для низкочастотного сигнала, когда длина проводника направленной антенны невелика по сравнению с длиной волны, форма диаграммы направленности кардиоидной антенны в горизонтальной плоскости близка к кардиоиде.

Выполнение направленной антенны в виде уложенных на поверхности земли проводников в изоляции, ориентированных диаметрально-противоположно вдоль направления максимума передачи сигнала, позволяет путем увеличения длины проводников увеличить КПД кардиоидной антенны. Кроме того, при применении в прелагаемой кардиоидной антенне двух ортогональных направленных антенн получаем антенну с возможностью поворота в горизонтальной плоскости диаграммы направленности передачи сигнала путем изменения отношения амплитуд токов в направленных антеннах.

Источники информации

1. Белоцерковский Г.Б. Основы радиотехники и антенны, ч. 2. - М.: Советское радио, 1969, с. 122.

2. Патент РФ N 2025841, H 01 Q 3/36, 1994. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Кардиоидная антенна, содержащая размещенные на поверхности земли антенну-мачту и направленную антенну, подключенные через фазовращатель к приемопередатчику, отличающаяся тем, что направленная антенна выполнена в виде уложенных на поверхности земли проводников в изоляции, ориентированных диаметрально-противоположно вдоль направления максимума приема-передачи сигнала.