УГОЛКОВАЯ АНТЕННА С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ

УГОЛКОВАЯ АНТЕННА С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ


RU (11) 2288528 (13) C1

(51) МПК
H01Q 19/13 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005123670/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.07.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.07.25 
(45) Опубликовано: 2006.11.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 785917, 07.12.1980. RU 2251767 C1, 10.05.2005. US 4121215 A, 17.10.1978. JP 9153736, 10.06.1997. 
(72) Автор(ы): Николаев Валерий Иванович (RU); Нечаев Юрий Борисович (RU); Ряховский Александр Семенович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский научно-исследовательский институт связи" (RU) 
Адрес для переписки: 394018, г.Воронеж, ул. Плехановская, 14, ФГУП "Воронежский НИИ связи" 

(54) УГОЛКОВАЯ АНТЕННА С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ

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 Е-плоскости при сохранении ДН в Н-плоскости и соответственно увеличении КНД на величину порядка 3 дБ при неизменных габаритах и без применения решеток вертикально расположенных источников возбуждения. Сущность изобретения состоит в том, что между пластинами уголкового рефлектора введен разделительный экран, расположенный в вертикальной плоскости симметрии (плоскости биссектрисы угла), при этом источник возбуждения расположен в этой же плоскости. 3 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.

Постоянно растущие потребности в повышении емкости систем связи и необходимость повышения энергетики радиоканалов требуют создания секционированных антенн базовых станций с узкой диаграммой направленности (ДН) в азимутальной плоскости (4×90°, 6×60°, 8×45° и т.д.) и узкой (20° и менее) ДН в вертикальной плоскости.

Известны антенные устройства с секторными диаграммами направленности (ДН) в азимутальной плоскости (например, антенна SEC35-60-14V с шириной ДН в азимутальной плоскости 60° - каталог фирмы "Microwave Antenna Systems", Edition 1, 2000).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является уголковая антенна, описанная в книге Г.З.Айзенберг. Антенны ультракоротких волн. М.: Связьиздат, 1957, с.523-543, принятая за прототип.

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

1 - источник возбуждения - электрический вибратор или система электрических вибраторов, расположенных вертикально в плоскости симметрии.

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 (Е-плоскости) без существенного увеличения размеров рефлектора и усложнения источника возбуждения (применения многоэлементной решетки вертикальных вибраторов).

Для устранения указанного недостатка в уголковую антенну, содержащую уголковый рефлектор, изготовленный из двух плоских металлических пластин, расположенных под углом друг к другу, и источник возбуждения - электрический вибратор или систему вибраторов, расположенных в плоскости биссектрисы этого угла, согласно изобретению, для сужения диаграммы направленности в Е-плоскости между пластинами рефлектора введен разделительный экран, расположенный в вертикальной плоскости симметрии.

Схема предлагаемой антенны представлена на фиг.2, где обозначено:

1 - источник возбуждения - электрический вибратор или система электрических вибраторов, расположенных вертикально в плоскости симметрии;

2 - рефлектор;

3 - разделительный экран.

Предлагаемая 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, и разделительный экран 3, помещенный в вертикальной плоскости симметрии.

Каждая отдельно взятая половина уголковой антенны имеет угол раскрыва вдвое меньший, чем у всей антенны. Уменьшение угла раскрыва приводит к сужению ДН в вертикальной плоскости и расширению ДН в азимутальной плоскости (Н-плоскости). Две работающие половины антенны, образованные при помощи разделительного экрана 3, создают горизонтальную решетку, что приводит к сужению ДН в азимутальной плоскости. Таким образом, применение разделительного экрана 3 в уголковой антенне оставляет ДН в азимутальной плоскости близкую к первоначальной, а в вертикальной сужает почти вдвое. Соответственно, коэффициент направленного действия (КНД) антенны увеличивается на величину до 3 дБ по сравнению с КНД антенны-прототипа в зависимости от размеров рефлектора 2. При этом габариты антенны остаются прежними. В силу симметрии, а также того, что запитка антенны осуществляется от одного источника, фазирование обеспечивается автоматически.

Отличительной особенностью предлагаемой антенны от антенны-прототипа является возможность двукратного сужения ДН в Е-плоскости и соответственно двукратного увеличения КНД при сохранении угла раскрыва ДН в Н-плоскости при неизменных габаритах и той же схеме запитки без существенного усложнения конструкции антенны.

На фиг.3 приведен пример ДН антенны-прототипа и предлагаемой антенны для варианта выполнения рефлектора с высотой Н=3 , длиной L=2 и углом раскрыва =60°. Выигрыш ˜2.6 дБ.

Техническим результатом предлагаемой заявки является сужение ДН в вертикальной плоскости по сравнению с ДН антенны-прототипа практически вдвое с соответствующим увеличением КНД на величину порядка 3 дБ при неизменных габаритах.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Уголковая антенна с повышенным коэффициентом направленного действия, содержащая уголковый рефлектор, изготовленный из двух плоских металлических пластин, расположенных под углом друг к другу, и источник возбуждения - электрический вибратор или систему вибраторов, расположенных в плоскости биссектрисы этого угла, отличающаяся тем, что для сужения диаграммы направленности в Е-плоскости между пластинами рефлектора введен разделительный экран, расположенный в вертикальной плоскости симметрии.