АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО

АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО


RU (11) 2251767 (13) C1

(51) 7 H01Q19/13 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004102187/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.01.26 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.01.26 
(45) Опубликовано: 2005.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2216831 C1, 20.11.2003. US 5072226 А, 10.12.1991. Г.З.Айзенберг “Антенны ультракоротких волн”, Москва, Связьиздат, 1957, с.485-488. 
(72) Автор(ы): Крачковский А.Б. (RU); Нечаев Ю.Б. (RU); Николаев В.И. (RU); Ряховский А.С. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно- исследовательский институт связи" (RU) 
Адрес для переписки: 394018, г.Воронеж, ул. Плехановская, 14, ФГУП ВНИИС 

(54) АНТЕННОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано, например, в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. Технический результат заключается в двукратном сужении ДН в Н-плоскости (до 30-60°) при сохранении узкой (~20°) ДН в Е-плоскости. Сущность изобретения состоит в том, что в металлический рефлектор в форме цилиндрической поверхности с вырезанной вдоль образующей частью шириной (0.6-1.4), где - длина волны, введен разделительный экран, расположенный в плоскости симметрии внутри рефлектора, создающий две синфазно возбуждаемые апертуры и предназначенный для сужения диаграммы направленности в Н-плоскости. 2 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое устройство относится к области антенной техники и может быть использовано, например, в телевидении и системах корпоративной, ведомственной и радиотелефонной связи общего пользования. 

Необходимость повышения емкости систем связи требует создания секционированных антенн базовых станций (4×90°, 6×60° и т.д.).

Известны антенные устройства с секторными диаграммами направленности (ДН) в азимутальной плоскости (например, уголковая антенна - Г.З.Айзенберг. Антенны ультракоротких волн. М.: Связьиздат, 1957, с.523-543; антенна SEC35-60-14V - каталог фирмы "Microwave Antenna Systems", Edition 1, 2000).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является "Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости" по патенту РФ №2216831, принятое за прототип.

На фиг.1 представлен чертеж антенны-прототипа, где обозначено:

1 - источник возбуждения - электрический вибратор;

2 - рефлектор.

Антенное устройство с повышенной направленностью в Е-плоскости представляет собой цилиндрическую металлическую поверхность 2 высотой (2-4) ( - длина волны) с вырезанной вдоль образующих частью шириной (0.3-0.7), внутри которой расположен источник возбуждения - электрический вибратор 1.

Эта антенна обладает узкой (~20°) ДН в Е-плоскости и секторной (60-120°) ДН в H-плоскости.

Устройство-прототип имеет недостаток - дальнейшее сужение ДН в Н-плоскости возможно либо применением решеток таких антенн, либо расширением апертуры с одновременным увеличением горизонтального размера антенны. Применение решеток антенн ведет к усложнению конструкции и большому увеличению горизонтального размера антенной системы. Увеличение ширины апертуры одновременно с увеличением горизонтального размера действительно сужает ширину ДН в Н-плоскости, но при этом ДН расширяется в Е-плоскости. Антенна теряет свое главное преимущество - узкую ДН в Е-плоскости, при этом КНД тоже не увеличивается.

Для устранения указанного недостатка в антенное устройство, содержащее металлический рефлектор в форме цилиндрической поверхности с вырезанной вдоль образующей частью шириной (0,6-1,4), где - длина волны, и источник возбуждения - электрический вибратор, согласно изобретению, для сужения диаграммы направленности введен разделительный экран, расположенный в плоскости симметрии внутри рефлектора, создающий две синфазно возбуждаемые апертуры.

Предлагаемое антенное устройство представлено на фиг.2, где обозначено:

1 - источник возбуждения - электрический вибратор; 

2 - рефлектор;

3 - разделительный экран.

Предлагаемое антенное устройство имеет увеличенный на (0.3-0.7) поперечный размер В рефлектора 2, вдвое увеличенную ширину вырезанной вдоль образующей части А и вставленный в вертикальной плоскости симметрии металлический разделительный экран 3. Источник возбуждения - электрический вибратор 1 - располагается в вертикальной плоскости симметрии и обеспечивает две синфазно возбуждаемые апертуры. В силу симметрии, а также в силу того, что запитка антенны осуществляется теперь от одного источника, фазировка обеспечивается автоматически. Настраиваемый элемент - электрический вибратор 1 - здесь один. Каждая половина антенны имеет электрические характеристики, идентичные характеристикам антенны-прототипа, и совместно они образуют горизонтальную решетку. ДН в Е-плоскости идентична ДН антенны-прототипа (т.е. ~20° и менее), а в Н-плоскости сужается вдвое и составляет величину 30-60° в зависимости от геометрических размеров антенны. КНД увеличивается на 3 дБ и достигает величины 15-17 дБ.

Техническим результатом предлагаемого антенного устройства является:

- обеспечение узкой ДН в Е-плоскости (порядка ~20° и менее) и заданной ДН в Н-плоскости (30-60°) при простой схеме питания и КНД 15-17 ДБ;

- низкий уровень боковых лепестков;

- слабое влияние близкорасположенных предметов на входное сопротивление антенны.

Отличительной особенностью предлагаемого антенного устройства от антенны-прототипа является возможность двукратного сужения ДН в Н-плоскости (до 30-60°) и, соответственно, двукратного увеличения КНД при сохранении такого же угла раскрыва ДН в Е-плоскости (~20°) без существенного усложнения конструкции антенны и системы запитки. 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Антенное устройство, содержащее металлический рефлектор в форме цилиндрической поверхности с вырезанной вдоль образующей частью и источник возбуждения - электрический вибратор, отличающееся тем, что для сужения диаграммы направленности в Н-плоскости при сохранения узкой диаграммы направленности в Е-плоскости ширина вырезанной вдоль образующей части увеличена до (0,6-1,4), и внутрь рефлектора введен разделительный экран, расположенный в плоскости симметрии, создающий две синфазно возбуждаемые апертуры.