РАМОЧНАЯ АНТЕННА

РАМОЧНАЯ АНТЕННА


RU (11) 2174272 (13) C2

(51) 7 H01Q7/00, H01Q19/04 

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

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

(21) Заявка: 99113809/09 
(22) Дата подачи заявки: 1999.07.06 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.07.06 
(45) Опубликовано: 2001.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 96106158 A1, 20.06.1998. US 3491361 A, 20.01.1970. RU 247001, 16.07.1996. FR 2523772 А1, 23.09.1983. FR 2506524 А1, 26.11.1982. 
(71) Заявитель(и): Челноков Андрей Юрьевич; Белоусов Сергей Васильевич; Панченко Валерий Анатольевич 
(72) Автор(ы): Петля И.И.; Панченко В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Челноков Андрей Юрьевич; Белоусов Сергей Васильевич; Панченко Валерий Анатольевич 
Адрес для переписки: 300045, г.Тула, ул. Перекопская, 8, кв.29, С.В. Белоусову 

(54) РАМОЧНАЯ АНТЕННА 

Изобретение относится к средствам связи. Техническим результатом является обеспечение устойчивой связи на частотах свыше 30 МГц за пределами прямой видимости. Рамочная антенна содержит рефлектор, вибратор и директоры, установленные на общей штанге диэлектрически изолированно друг от друга, где каждый из рамочных элементов содержит в плоскости его внутренних габаритов L-шунты, определяющие симметрирование и согласование, а рефлектор, вибратор и директоры выполнены в виде сгруппированных элементных пар, соединенных между собой, кроме того, рефлектор содержит в каждом рамочном элементе длинные линии, соединяющие синфазно средние точки L-шунтов с участками пучности тока, а рамочные элементы в вибраторе соединены последовательно, в рефлекторе и директорах - параллельно. 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к средствам связи, в частности к антеннам, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства (например, любых видах транспорта, радио, телевидении) для обеспечения устойчивой аудио-видеосвязи, а также радиорелейной, радиотелефонной связи на KB-, MB-, УКВ-, ДМВ-диапазонах.

Предшествующий уровень техники

Исходя из практики известно, что в настоящее время для обеспечения дальнего приема сигналов наибольшее распространение получили рамочные антенны, которые при относительной простоте конструкции обладают большим коэффициентом усиления при сравнительно узкой полосе пропускания. Благодаря этому с выхода узкополосной антенны на вход приемника поступает повышенное по сравнению с широкополосными антеннами отношение сигнал/шум.

Частотная избирательность антенны особенно важна в условиях дальнего приема, когда необходимо обеспечить прием слабого сигнала, а по близости работает мощный передатчик на соседнем по частоте канале.

Разновидностью рамочных антенн, которые получили наиболее широкое распространение, являются двухэлементные рамочные антенны ("двойной квадрат") и трехэлементные антенны ("тройной квадрат") [1, 4].

Одним из главных недостатков рамочных антенн является обязательное наличие симметрирующего согласующего шлейфа, ориентированного вертикально к земле и конструктивно расположенного за габаритами рамочного элемента. При этом поляризация антенны горизонтальная [2].

Для работы с вертикальной поляризацией антенну со шлейфом необходимо развернуть вокруг оси на 90o. При отклонении шлейфа от вертикального положения диаграмма и все остальные характеристики антенн резко ухудшаются.

По этой причине при вертикальной поляризации рамочные антенны не находят практического применения.

Известна рамочная антенна, состоящая из кольцевых рамочных элементов: рефлектора, вибратора и директоров, которые закреплены соосно-последовательно на общей штанге и диэлектрически изолированно один от другого. Все рамочные элементы разомкнуты с минимальным зазором, а их плоскости параллельны [3].

Наряду с указанными недостатками, относящимися к рамочным антеннам в целом, она, кроме того, не обеспечивает устойчивой связи на частотах свыше 30 МГц за пределами прямой видимости.

Поэтому проблема устранения указанных недостатков рамочных антенн и увеличения дальности и качества связи в УКВ диапазоне является достаточно актуальной.

Раскрытие изобретения

Решение поставленной задачи достигается тем, что в рамочной антенне, содержащей рефлектор, вибратор и директоры, установленные соосно-последовательно на общей штанге, диэлектрически изолированно друг от друга, рефлектор, вибратор и директоры выполнены в виде сгруппированных элементных пар, представляющих собой пары связанных контуров, в которых рамочные элементы, изготовленные в виде незамкнутых колец, соединенных между собой, где каждый из рамочных элементов содержит в плоскости его внутренних габаритов по два L-шунта, которые образуют LC-тракт симметрии и согласования, а рефлектор дополнительно содержит X-длинные линии, соединяющие синфазно средние точки L-шунтов с участком Z рамочного элемента рефлектора, расположенного диаметрально противоположно к клеммам питания, при этом рамочные элементы вибратора соединены последовательно, а рамочные элементы рефлектора и директоров соединены параллельно.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая рамочная антенна соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется компоновочной схемой (фиг. 1) и электрической схемой (фиг. 2).

Рамочная антенна состоит из рефлектора 1, вибратора 2, директора 3, директора 4. Директоры 3, 4 являются пассивными контурными парами, а вибратор 2 является активной контурной парой.

Принцип работы указанных антенн заключается в следующем.

В режиме приема высокочастотный сигнал передатчика, на который ориентирована антенна, возбуждает ЭДС на элементе, расположенном первым к принимаемому сигналу, а затем последовательно на очередных элементах антенны.

Результирующая ЭДС всех пассивных элементов (директоров) суммируется на активном элементе (вибраторе) и по кабелю фидера поступает на вход приемника. Величина суммарной ЭДС (коэффициент усиления антенны) зависит от частотно-резонансных характеристик каждого из элементов антенны, качества их настройки и согласования элементов антенны в целом. Рефлектор в конструкции антенны выполняет функции отражателя и препятствует приему сигналов, поступающих с обратной стороны рефлектора.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана схема компоновочная.

На фиг. 2 показана схема электрическая.

На фиг. 3 показан опорный изолятор рефлектора и директоров.

На фиг. 4 показан опорный изолятор вибратора.

L1, L6 - рамочный элемент, выполненный в виде незамкнутого кольца (главный колебательный контур).

L2 - L5 - шунт выполнен Г-образной формы (определяет входное волновое сопротивление рамочного элемента, выполняет функции симметрирующего и согласующего устройства).

LC - индуктивно-емкостная связь между элементами L2 - L5 (определяет ширину полосы пропускания и добротность главных контуров и пары рамочных элементов в целом).

T1, Т2 - перемычки, соединяющие рамочные элементы в пару рамочных элементов.

Z - участок главного контура (определяет зону пучности тока).

X1, X2 - длинные линии, соединяющие синфазно средние точки L-шунтов с участком Z.

F - кабель фидера.

Лучший вариант осуществления изобретения

Для изготовления антенны на диапазон 145-180 МГц, 300-350 МГц, 400-450 МГц берут стальную оцинкованную, омедненную проволоку диаметром 4 мм, предварительно полируют, затем навивают из нее спираль на цилиндре меньшего диаметра, далее спираль разрезают на калиброванном цилиндре на кольца нужного диаметра. Изготавливают скобы L-шунтов из той же проволоки и устанавливают кольца и шунты в кондуктор для пайки.

При изготовлении рамочных элементов необходимо учитывать коэффициент удлинения не менее 1,05.

Промышленная применимость

Пайка производится латунным припоем Л-63, затем отрабатывают места пайки и хромируют. Спаянная и отхромированная пара рамочных элементов вставляется в пресс-форму литьевой машины типа "Куаси" или ДЕ3113, где получаем отлитый опорный изолятор из полиамида-6, то есть готовую к монтажу элементную пару директоров и рефлектора.

При изготовлении вибратора, после проведения пайки, одна из перемычек T1 или T2 удаляется и в разомкнутую часть впаивается розетка кабельного разъема CO239 или розетка разъема N коннектор. Затем также вставляется в пресс-форму и отливается изолятор вибратора вместе с кабельной розеткой.

Конструкция изолятора исключает попадание и проникновение влаги внутрь изолятора, так как представляет собой монолитную деталь, не предусматривающую никакой последующей обработки. Рабочие t изолятора - 60 + 80oC.

Защитное антикоррозионное покрытие трехслойное: цинк, медь, хром.

Несущая стрела, состоящая из двух половин, изготовлена из отрезка стальной трубы, к которой запрессован и приварен стальной кронштейн крепления к мачте, с другой стороны трубы ввинчен на резьбе и заштифтован стальной штырь.

На трубе устанавливается рефлектор, а на штыре - вибратор и директоры. Все элементы несущей стрелы оцинкованы.

Гарантированный срок эксплуатации не менее 20 лет по надежности опорного изолятора и защитного покрытия. Гарантия на кабельную розетку CO239 оговаривается изготовителем.

Источники информации

1. Шейко В.П. Антенны любительских радиостанций. - М.: ДОСААФ, 1962 г.

2. Никитин В. А. Как добиться хорошей работы телевизора. - М.: ДОСААФ, 1988 г. (с. 81).

3. Патент США N 3491361, МКл6 H 01 Q 11/12, 1970 г.

4. Ротхаммель К. Антенны. - М.: Энергия, 1967 г. (с. 39). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Рамочная антенна, содержащая рефлектор, вибратор и директоры, установленные соосно-последовательно на общей штанге диэлектрически изолированно друг от друга, рефлектор, вибратор и директоры выполнены в виде сгруппированных пар рамочных элементов, соединенных между собой, отличающаяся тем, что каждый из рамочных элементов содержит в плоскости его внутренних габаритов L-шунты, определяющие симметрирование и согласование, кроме того, рефлектор содержит длинные линии, соединяющие синфазно средние точки L-шунтов с участками пучности тока в каждом из рамочных элементов, при этом рамочные элементы вибратора соединены последовательно, а рамочные элементы рефлектора и директоров соединены параллельно.




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