АКТИВНАЯ АНТЕННА С КОМПЕНСАЦИЕЙ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) И АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ИЗ АКТИВНЫХ АНТЕНН С КОМПЕНСАЦИЕЙ

АКТИВНАЯ АНТЕННА С КОМПЕНСАЦИЕЙ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) И АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ИЗ АКТИВНЫХ АНТЕНН С КОМПЕНСАЦИЕЙ


RU (11) 2292613 (13) C2

(51) МПК
H01Q 9/02 (2006.01)
H01Q 21/06 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004130549/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.10.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.10.18 
(43) Дата публикации заявки: 2005.04.10 
(45) Опубликовано: 2007.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 32324 U1, 10.09.2003. SU 1730701 A1, 30.04.1992. ГОСТЮХИН В.Л. и др. Активные фазированные антенные решетки, Москва, Радио и связь, 1993, с.160. US 3541556 А, 17.11.1970. US 2239909 A, 29.04.1941. JP 7183718, 21.07.1995. 
(72) Автор(ы): Долгополов Станислав Георгиевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Долгополов Станислав Георгиевич (RU) 
Адрес для переписки: 630015, г.Новосибирск, а/я 65, С.Г. Долгополову 

(54) АКТИВНАЯ АНТЕННА С КОМПЕНСАЦИЕЙ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) И АНТЕННАЯ РЕШЕТКА ИЗ АКТИВНЫХ АНТЕНН С КОМПЕНСАЦИЕЙ

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано как приемные антенны в радиовещании, радиосвязи и радиопеленгации. Техническим результатом является высокочастотный диапазон приема, высокий КНД антенной решетки. Сущность изобретения состоит в том, что антенны состоят из рабочего электрода, соединенного с входом антенного усилителя, изолированного компенсирующего электрода, соединенного с дополнительным выходом усилителя и размещенного между рабочим электродом и противовесом. На компенсирующем электроде обеспечивается коэффициент передачи сигнала по напряжению относительно рабочего электрода близкий к единице. В качестве рабочего электрода могут быть использованы различные элементы поверхностной формы. Антенная решетка состоит из N 1 антенных пар, у которых рабочие электроды соединены с входами усилителей, а компенсирующие - перекрестно и взаимно с дополнительными выходами усилителей пары. На этих выходах обеспечивается коэффициент передачи сигнала по напряжению относительно рабочего электрода, близкий к единице. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 5 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретения относятся к области радиотехники, а именно к антенной технике и могут применяться как приемные электрически «короткие» антенны в радиовещании, радиосвязи и радиопеленгации. Благодаря своим малым размерам, частотной избирательности действующей высоты, нетребовательностью к чистоте антенного изолятора и однонаправленностью приема в составе антенной решетки, они могут найти применение в переносных приемных устройствах, а также в оборудовании по приему и пеленгации источников сигналов на автотранспорте и самолетах.

Известна конструкция активной штыревой антенны, имеющей рабочий электрод в виде стального штыря длиной 0,4 м, закрепленного изолированно в кузове автомобиля и подключенного к входу широкополосного антенного усилителя (Цыбаев Б.Г., Романов Б.С. Антенны-усилители. Сов. Радио, М., 1980 г.). Антенна предназначалась для работы с автомобильными приемниками любых марок и служит для приема радиовещательных станций с AM в диапазонах ДВ, СВ, KB и ЧМ в диапазоне УКВ. Такого типа антенны относятся к электрически «коротким» антеннам, так как длины волн у принимаемых сигналов значительно превышают их геометрические размеры, и поэтому они работают как нерезонансные емкостные зонды. Их импеданс является емкостным и определяется емкостью рабочего электрода относительно противовеса. В качестве рабочего электрода используются изолированные штыри, а также поверхностные конструкции в виде дисков, частей противовеса или различные конструктивные элементы над противовесом. Необходимая чувствительность таких антенн в виде величины ее действующей высоты h обеспечивается или увеличением их размеров, или возвышением рабочего электрода над противовесом, что ведет к перегрузкам входных цепей антенных усилителей от интенсивных внеполосных сигналов, а также к ухудшению их эксплуатационных характеристик. В верхней части УКВ радиовещательного диапазона длина штыря такой антенны становится соизмеримой с длинами принимаемых волн и начинает проявлять себя уже как резонансная вибраторная антенна. Отсюда ее h становится частотно-зависимой, что сужает широкополосность ее эффективного приема. Согласование антенны обеспечивается подключением ее к антенному усилителю, имеющему малую входную емкость и большое входное сопротивление, что предъявляет высокие требования к материалу и чистоте поверхности антенного изолятора.

Наиболее близким к заявляемым устройствам по технической сущности является активная антенна с компенсацией (Патент РФ №32324, МПК H 01 Q 23/00, заявл. 12.05.03, опубл. 10.09.03. Бюл. №25). Представляет из себя электрический штырь, соединенный с входом антенного усилителя, вокруг основания которого изолированно располагается компенсирующий электрод в виде цилиндра, соединенного с выходом антенного усилителя, работающего в режиме повторителя напряжения, а вокруг нижней части компенсирующего электрода располагается экран в виде цилиндра, соединенного с противовесом.

Данная конструкция антенны не восприимчива к качеству изолятора, так как на пути токов утечек между рабочим электродом и противовесом замкнуто располагается компенсирующий электрод с потенциалом, равным рабочему. Токи же утечек между компенсирующим электродом и противовесом не оказывают шунтирующего действия на выход антенного усилителя, так как текут параллельно низкоомному выходному сопротивлению повторителя напряжения. За счет исключения токов смещения в нижней полусфере рабочего электрода с компенсацией происходит увеличение его действующей высоты h (f) по сравнению с аналогичной антенной, но без компенсирующего электрода. Причем, это увеличение происходит в том частотном диапазоне, в котором обеспечивается на компенсирующем электроде антенным усилителем коэффициент передачи по напряжению, близкий к единице, относительно рабочего. Это позволяет делать антенны малогабаритные и ослаблять внеполосные сигналы, что приводит к уменьшению уровня нелинейных помех III порядка, т.е. вида f П1=2f1-f2 или fП2=2f2-f 1 (где f1 и f2 - частоты, при взаимодействии которых возникают продукты нелинейных искажений III порядка fП1 и f П2).

Недостатком таких конструкций антенн с компенсацией является их высокочастотное ограничение. Так, наличие одного выхода у антенного усилителя и его работа в режиме повторителя напряжения не позволяют провести необходимое одновременное согласование как с компенсирующим электродом, так и соединительной линией, идущей к приемнику. На высоких частотах становится также ощутим фазовый набег на компенсирующем электроде, вносимый соединительной линией, что не учитывалось в прототипе. Необходимо также принять меры по уменьшению взаимных емкостей между рабочим и компенсирующим электродами, а также компенсирующим электродом и противовесом.

Известна антенная решетка, состоящая из ненаправленных в азимутальной плоскости пассивных штыревых антенн-элементов решетки (А.З.Фрадкин, Антенно-фидерные устройства. М.: Изд-во Связь, 1977 г.). Питание элементов решетки может осуществляться по последовательной или параллельной схеме. Для обеспечения необходимой чувствительности антенной решетки с учетом компенсации потерь на согласование штырей реактивными элементами с соединительным кабелем и потерь в самом кабеле ее размеры получаются достаточно большими. Широкополосность антенной решетки в области нижних частот определяется фактором взаимовлиянием ее элементов. Чем габаритнее рабочие электроды и меньше расстояние между ними в составе решетки, тем больше этот фактор. Так, при расстоянии между соседними элементами меньше чем /3 возрастает взаимовлияние между ними, вследствие чего уменьшается коэффициент усиления решетки и ухудшаются ее направленные свойства. Имеются также трудности в обеспечении ее широкополосности при согласовании рабочего электрода с соединительным кабелем в области высоких частот. В случае сложных метеоусловий эффективность элементов в антенной решетке зависит от состояния поверхностей антенных изоляторов. Антенные решетки из пассивных штыревых антенн имеют низкий коэффициент направленного действия (КНД) и двузначность пеленга на источник принимаемого сигнала.

Антенная решетка-прототип состоит из N, где N>1 активных идентичных штыревых антенн, подключенных к входам антенных усилителей, а выходы подключены к входам сумматоров по параллельной схеме (В.Л.Гостюхин, В.Н.Трусов, К.Г.Климачев, Ю.С.Данич. Активные фазированные антенные решетки, М.: Радио и Связь, 1993 г., с.160). Как говорилось выше, элементы этой решетки чувствительны как к качеству антенного изолятора, так и к перегрузкам антенных усилителей от интенсивных внеполосных сигналов. Несмотря на меньшие размеры штырей по сравнению с пассивными антеннами взаимовлияние между ними на низких частотах сохраняется, что ухудшает характеристики решетки. Антенным усилителей обеспечивается широкополосное согласование между емкостным выходом штыря и высокоомным входом усилителя, но остается низким КНД, двузначность пеленга и зависимость от качества антенного изолятора.

Целью этих изобретений является разработка элементов антенной решетки в виде активных антенн с компенсацией, обеспечивающих расширение рабочего диапазона в высокочастотную область и конструирование на основе этих элементов антенной решетки, обладающей более высоким значением КНД, однозначность пеленга на источник сигнала, снижение зависимости от качества антенных изоляторов и увеличение помехозащищенности от интенсивных внеполосных сигналов.

Поставленная цель для элементов антенной решетки в виде активных антенн с компенсацией достигается в двух заявленных вариантах. При этом общими с прототипом признаками являются наличие рабочих электрически «коротких» электродов, соединенных с входами антенных усилителей, изолированного компенсирующего электрода, использование основного выхода антенного усилителя и противовеса.

В антенне по первому варианту, содержащей в качестве рабочего электрода штырь, соединенный с входом антенного усилителя, компенсирующего электрода, основного выхода антенного усилителя и противовеса, в отличие от прототипа компенсирующий электрод размещен вокруг нижней части рабочего, между его боковой поверхностью и противовесом, и присоединен к дополнительному выходу антенного усилителя, которой вместе с соединением обеспечивает на компенсирующем электроде коэффициент передачи сигнала по напряжению, относительно рабочего, близким к единице. При этом в одном частном случае компенсирующий электрод выполнен в виде цилиндра и располагается вокруг нижней части штыря, а в другом случае компенсирующий электрод выполнен в виде диска и располагается на противовесе вокруг основания штыря. Также, в частных случаях может использоваться несколько дополнительных выходов антенного усилителя с соответствующими радиотрактами к ним, и присоединенных к компенсирующим электродам, которые также могут изготовляться еще и сетчатыми. Эффективность компенсации зависит от равномерности распределения напряженности принимаемого поля по периметру компенсирующего электрода, поэтому при его изготовлении сетчатым желательно иметь по периметру непрерывный проводник.

Во втором варианте цель достигается тем же путем, что и в первом, отличия состоят только в рабочем и компенсирующем электродах. В качестве рабочего электрода здесь используются поверхностные формы, к которым в частных случаях относятся диски, части противовеса или различные конструктивные элементы над противовесом. Компенсирующий электрод определяется рабочим, а отсюда также имеет поверхностную форму и располагается между рабочим электродом и противовесом. Дополнением к частным случаям первого варианта является то, что рабочий электрод может также выполняться сетчатым или с вырезом.

Поставленная цель в антенной решетке достигается тем, что в известной антенной решетке, состоящей из N 1 пар активных антенн, у которых электроды подключены к входам антенных усилителей, а основные выходы усилителя подключены к входам сумматоров напряжений, выходы сумматоров при N>1 суммируются дальше по параллельной схеме, в отличие от прототипа, каждая активная антенна дополнительно содержит между рабочим электродом и противовесом компенсирующий электрод, который взаимно и перекрестно соединен с дополнительным выходом антенного усилителя другой парной антенны, коэффициент передачи сигнала по напряжению на дополнительном выходе антенного усилителя, относительно рабочего электрода, близок к единице.

В частных случаях в качестве рабочих электродов используются штыри, диски, части противовеса или конструктивные элементы, расположенные над противовесом, при этом формы компенсирующих электродов определяются рабочими. Для случая обеспечения в предлагаемой решетке однонаправленности приема на входах сумматоров устанавливаются управляемые ключи, закорачивающие по командам соответствующие входные сигналы на противовес.

Введение дополнительного выхода у антенного усилителя и отказ от его работы в режиме повторителя напряжения позволяет обеспечивать на компенсирующем электроде коэффициент передачи по напряжению, близкий к единице на более высоких частотах. Увеличение коэффициента усиления по напряжению позволяет также обеспечить согласование усилителя с выходным кабелем, а также компенсировать потери в нем. Далее, на высоких частотах происходит недопустимый набег фазы на самом соединении к компенсирующему электроду, поэтому требуется обеспечение коэффициента передачи близкого к единице, непосредственно на самом компенсирующем электроде. Наличие взаимных емкостей между рабочим и компенсирующим электродами, а также между компенсирующим электродом и противовесом приводят на высоких частотах к недопустимому фазовому запаздыванию напряжения на компенсирующем электроде относительно рабочего. Для уменьшения взаимных емкостей в частных случаях используется деление компенсирующего электрода на сегменты с их раздельным подключением к нескольким дополнительным выходам антенного усилителя. При этом каждый дополнительный выход усилителя имеет соответственно свой радиотракт. Для этой же цели возможно изготовление рабочего электрода (для второго варианта) и компенсирующего, а также площади противовеса, прилегающей к компенсирующему из сетчатых материалов.

Таким образом, в обоих вариантах активных антенн с компенсацией обеспечивается получение одного и того же результата принципиально одним и тем же путем, что и обусловило объединение этих двух технических решений как два варианта в одной заявке.

Антенная решетка, выполненная на основе таких активных антенн с компенсацией, становится менее зависимой от качества антенных изоляторов и высоких уровней внеполосных сигналов, расширяется ее частотный диапазон в области низких частот и улучшается ее КНД. Перекрестное присоединение компенсирующих электродов к дополнительным выходам антенных усилителей в паре позволяет улучшить КНД антенной решетки в случае перпендикулярного расположения главного максимума диаграммы направленности (ДН), а при продольном расположении максимума ДН получать в частном случае однонаправленный прием сигналов. Это обусловлено тем, что дополнительно к разности фаз между принятыми сигналами на основных выходах антенных усилителей пары, определяемой углом падения поля и величиной разноса рабочих электродов d, изменяются еще и амплитуды этих сигналов. Дело в том, что при идентичности рабочих электродов, а также АЧХ и ФЧХ антенных усилителей амплитуды сигналов на рабочих и компенсирующих электродах в паре будут одинаковыми, но отличаются фазами. Эта разность фаз определяется углом в азимутальной плоскости относительно нормали к решетки; относительной величиной шага антенной решетки d/ ; относительной фазовой скорости n=c/Vc распространения сигналов Vc в соединительных линиях, соединяющих компенсирующие электроды перекрестно и взаимно с дополнительными выходами парных антенных усилителей и их длин l. В связи с этим при изменении угла будут меняться фазовые соотношения напряжений между рабочим и компенсирующим электродами, а это приводит к вариации токов между ними, что обуславливает изменение их выходных напряжений.

Заявленные устройства иллюстрируются чертежами, на которых показано: фиг.1 - общий вид антенны по первому варианту для случая компенсирующего электрода в виде цилиндра; фиг.2 - общий вид антенны по второму варианту для случая рабочего электрода в виде диска; фиг.3 - эквивалентная схема антенной решетки; фиг.4 - ДН антенной решетки на основных выходах антенных усилителей пары при поперечном и продольном положении главных максимумов; фиг.5 - ДН прототипа и заявленной антенной решетки на выходе сумматора пары.

Антенна по первому варианту (см. фиг.1) состоит из рабочего электрода 1 в виде штыря, подключенного к входу антенного усилителя 2, изолированного компенсирующего электрода 3, в виде цилиндра и расположенного вокруг нижней части рабочего, между его боковой поверхностью и противовесом 4, подключенного к дополнительному выходу усилителя 2. На нижней части компенсирующего электрода 3 расположен экран 5 в виде цилиндра, соединенного с противовесом 4. Между рабочим 1 и компенсирующим 3 электродами находится изолятор 6, а между компенсирующим 3 электродом и экраном 5 находится изолятор 7. Антенный усилитель 2 заземляется на противовес 4, а с его основного выхода усиленный сигнал с помощью экранированной соединительной линии подается на вход приемника. При необходимости рабочий 1 и компенсирующий 3 электроды, а также экран 5 могут изготовляться телескопической конструкцией.

Антенна по второму варианту (см. фиг.2) состоит из рабочего электрода 1 в виде диска, подключенного к входу антенного усилителя 2, изолированного компенсирующего электрода 3 также поверхностной формы в виде диска, в частном случае он имеет борта, которые охватывают рабочий 1 с торцов, и подключен к дополнительному выходу усилителя 2. В частном случае в противовесе 4 имеется углубление 5, в раскрыве которого с помощью изоляторов 6 и 7 фиксируется система электродов 1, 3. С основного выхода усилителя 2 сигнал с помощью экранированной соединительной линии подается на вход приемника.

Функционирование антенн по первому и второму вариантам осуществляется следующим образом. Электрическое принимаемое поле наводит на рабочем электроде 1 (см. фиг.1 и 2) некоторый потенциал, который подается на вход антенного усилителя 2. С дополнительного выхода усилителя через соединительную линию на компенсирующем электроде 3 формируется напряжение сигнала, равное по амплитуде входному и синфазное с ним в рабочей полосе частот. В этом случае, между электродами 1 и 3 емкостные и гальванические токи будут отсутствовать, а собственная емкость антенны будет формироваться только верхней частью рабочего электрода 1, что приводит к увеличению ее действующей высоты. Для сигналов вне полосы пропускания усилителя через компенсирующий электрод 3 на противовес 4 будут течь токи смещения, шунтирующие рабочий электрод 1. Таким образом, электронным путем формируется частотно-зависимая h (f) уже на входе усилителя 2. Использование антенного усилителя 2 с коэффициентом усиления больше единицы позволяет обеспечить на компенсирующем электроде 3 эффект синфазности на более высоких частотах и согласование основного выхода с кабелем, идущим к приемнику. Приняты также меры по уменьшению взаимных емкостей между рабочим 1 и компенсирующим 3 электродами, а также между компенсирующим 3 и противовесом 4 на высоких частотах. В частных случаях используются несколько компенсирующих электродов 3, соединительных линий и дополнительных выходов антенного усилителя 2, а также изготовление рабочего, компенсирующего электродов и противовеса под ними сетчатыми.

Эквивалентная схема антенной решетки, состоящей из одной пары антенн N=1 по второму варианту, показана на фиг.3. Рабочие электроды в виде дисков 1 и компенсирующих также в виде дисков с бортами 3 находятся в раскрыве углубления противовеса 4 и присоединены к входам антенных усилителей 2, а через соединительные линии 8 - к дополнительным выходам 9 парных антенных усилителей 2 соответственно. С основных выходов усилителей 2 сигналы подаются на входы сумматора 10. С сумматора 10 снимается выходной сигнал антенной решетки, а при N>1 суммирование с другими парами решетки происходит на дополнительных сумматорах по параллельной схеме. В частном случае для реализации однонаправленного приема в антенной решетке на входах сумматоров устанавливаются ключи 11, которые по командам закорачивают на корпус соответствующие входы сумматора 10.

Заявленная антенная решетка работает следующим образом (см. фиг.3). Падая на решетку под углом , принимаемое поле наводит на рабочих электродах в виде дисков 1 некоторый потенциал сигнала Uс . На каждом из дополнительных выходов 9 усилителей 2 формируется напряжение, равное входному по амплитуде и фазе для каждого усилителя. Затем эти напряжения перекрестно в паре передаются на компенсирующие электроды 3 решетки. В зависимости от , d/ , n и длины l соединительных линий 8 между рабочим 1 и компенсирующим 3 электродами возникает разность потенциалов , где разность фаз между сигналами на электродах. Отсюда h (f)max каждой антенны будет при U=0, а h (f)min при U=2Uс. В случае фиксированных величин d/ , n и l будем иметь зависимость действующих высот антенн не только от частоты, но также и от угла падения поля в виде h (f, ), то есть сами элементы решетки приобретают зависимость от с основных выходов антенных усилителей. Подбирая соответствующие значения d/ , n и l, можно получать положение главного максимума в ДН пары антенн как вдоль, так и поперек антенной решетки. При продольном положении главного максимума элемент решетки в виде емкостного зонда приобретает уникальную особенность по однонаправленности приема, способность приема с противоположного направления уменьшается примерно в три раза. Это достигается закорачиванием соответствующих входов сумматора 10 с помощью ключей 11 на противовес. При поперечном положении главного максимума сохраняется неоднозначность приема в виде двух равнозначных углов, отличающихся на 180°. Далее принятые и усиленные сигналы с основных выходов антенных усилителей 2 суммируются на сумматоре 10. Как известно, суммирование сигналов происходит с учетом амплитуд и фаз входных напряжений. В предлагаемой решетке амплитуды на входах сумматора 10 определяются зависимостью h (f, ), а фазы зависят от и d/ . В результате этого при поперечном приеме ДН решетки имеет выраженную остроконечную форму с КНД больше, чем у прототипа. Дальнейшее суммирование сигналов от других антенных пар осуществляется по параллельной схеме.

Промышленная применимость и преимущества активных антенн с компенсацией (варианты) подтверждены сравнительными испытаниями.

По первому варианту использовались штырь и компенсирующий цилиндр с высотами 0,3 м и 0,1 м над противовесом соответственно. В случае подключения компенсирующего электрода к дополнительному выходу антенного усилителя компенсационное увеличение действующей высоты антенны h =h (f)-h сохранялось до частоты 108 МГц, а в схеме прототипа соответствовала частоте 47 МГц.

По второму варианту, в качестве рабочего электрода использовался диск диаметром 0,22 м, а компенсирующий диаметром 0,25 м и помещенных заподлицо в раскрыве противовеса углублением 0,08 м. При такой конструкции антенна имела измеренную h (f)=0,11 м с верхней частотой приема 88 МГц, а у прототипа 25 МГц. В частном случае использовалось секционирование компенсирующего электрода на два равных сегмента, а также изготовление их сетчатыми и подключением к двум идентичным дополнительным выходам антенного усилителя с соответствующими отдельными радиотрактами к ним. При этом наблюдалось увеличение верхней частоты до 105 МГц.

У заявленной антенной решетки, состоящей из активных антенн с компенсацией, были рассчитаны значения d/ в диапазоне 0 d/ 1,0 для поперечного и продольного приема, при различных значениях n и равенства шага решетки длине соединительной линии d=l. Так для n=1,2 и 2,0 получены следующие значения d/ для поперечного (0,0; 0,83) и (0,0; 0,5; 1,0), продольного (0,0; 0,45; 0,83) и (0,0; 0,33; 0,66; 1,0) положений главных максимумов, соответственно.

В качестве двухэлементной решетки использовались антенны с поверхностными формами рабочих электродов в виде дисков (по второму варианту) см. фиг.2. На фиг.4 приведены ДН на основных выходах антенных усилителей для поперечного приема d/ =0,5 и продольного d/ =0,33, кривые 1 и 2, соответственно, при n=2,0 и d=l. Из фиг.4 видно, что ДН у поперечного приема 1 имеет выраженную остроконечную форму, а при продольном 2 наблюдаются однонаправленные приемы, причем максимум однонаправленного приема на источник сигнала соответствует той антенне, которая ближе к источнику, а у дальней антенны максимум направлен в противоположную сторону. При подаче принятых сигналов на входы сумматора 10 его выходная ДН претерпевает изменения и приведена на фиг.5. Видно, что у ДН поперечного приема 1 полностью отсутствует прием с продольного направления и в сравнении с ДН прототипа 2 у заявленной решетки КНД значительно выше. Для продольного приема 3 при d/ =0,33 из-за маскирующего эффекта сумматора ДН приближается к круговой и становится круговой при d/ =0,0 или 1,0.

В частном случае при реализации однонаправленного приема предусмотрены управляемые ключи 11, см. фиг.3, с помощью которых, при необходимости, исключается маскирующая особенность сумматора пары 10 при продольном приеме. Таким образом, используя антенную решетку из нескольких пар ее элементов N 2, пересекающихся в средней части, позволяет с помощью ключей 11 электрически ориентировать ДН решетки по азимуту в нужном направлении вне зависимости от фактического положения самой решетки в пространстве. Оценка показала, что оптимизируя параметры решетки однонаправленный прием реализуется в полосе частот от 30 до 100 МГц.

Проверка на критичность работы решетки от качества антенных изоляторов ее элементов моделировалась закорачиванием рабочего 1 и компенсирующего 3 электродов см. фиг.1, 2, 3 сопротивлением в несколько килоом, при этом не фиксировалось заметное уменьшение сигнала с основного выхода усилителя, но аналогичная процедура с прототипом значительно уменьшала уровень сигнала.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Активная антенна с компенсацией, содержащая изолированный рабочий электрод в виде электрического штыря, соединенного с входом антенного усилителя, изолированный компенсирующий электрод, выход антенного усилителя и противовес, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод размещен вокруг нижней части рабочего электрода, между его боковой поверхностью и противовесом, присоединен к дополнительному выходу антенного усилителя, который вместе с соединением обеспечивает на компенсирующем электроде коэффициент передачи по напряжению относительно рабочего электрода, близкий к единице.

2. Антенна по п.1, отличающая тем, что компенсирующий электрод выполнен в виде цилиндра и охватывает нижнюю часть штыря.

3. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод с внешней стороны имеет экран в виде цилиндра, который охватывает его нижнюю часть и соединен с противовесом.

4. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод выполнен в виде диска и расположен на противовесе вокруг основания рабочего электрода.

5. Антенна по пп.2-4, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод, экран и поверхность противовеса, прилегающая к компенсирующему электроду, выполнены сетчатыми все, или по отдельности, или в их комбинации.

6. Антенна по п.5, отличающаяся тем, что периметр сетчатого электрода и экрана выполнен сплошным.

7. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод разделен на сегменты с их раздельным подключением к нескольким дополнительным выходам антенного усилителя, при этом каждый дополнительный выход усилителя имеет соответственно свой радиотракт.

8. Активная антенна с компенсацией, содержащая изолированный рабочий электрод в виде поверхностного элемента, соединенного с входом антенного усилителя, изолированный компенсирующий электрод, выход антенного усилителя и противовес, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод располагается между рабочим электродом и противовесом, присоединен к дополнительному выходу антенного усилителя, который вместе с соединением обеспечивают на компенсирующем электроде коэффициент передачи сигнала по напряжению относительно рабочего электрода, близкий к единице.

9. Антенна по п.8, отличающаяся тем, что в качестве рабочего электрода используется диск, часть противовеса или конструктивный элемент над противовесом.

10. Антенна по п.8, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод выполнен с бортами по краям и охватывает рабочий электрод снизу и торцов.

11. Антенна по п.8, отличающаяся тем, что рабочий и компенсирующий электроды располагаются в раскрыве углубления противовеса или в его отверстии.

12. Антенна по п.8, отличающаяся тем, что рабочий электрод, компенсирующий электрод и поверхность противовеса, прилегающая к компенсирующему электроду, выполнены сетчатыми все, или по отдельности, или в их комбинации.

13. Антенна по п.12, отличающаяся тем, что периметр сетчатого электрода выполнен сплошным.

14. Антенна по п.8, отличающаяся тем, что рабочий электрод имеет в поверхности вырез.

15. Антенна по п.8, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод разделен на сегменты с их раздельным подключением к нескольким дополнительным выходам антенного усилителя, при этом каждый дополнительный выход усилителя имеет соответственно свой радиотракт.

16. Антенная решетка из активных антенн с компенсацией, состоящая из N 1 пар активных антенн, каждая антенна содержит изолированный рабочий электрод, соединенный с входом антенного усилителя, выходы антенных усилителей пары соединены с входами сумматора напряжений и противовеса, отличающаяся тем, что активные антенны дополнительно и изолированно содержат между рабочими электродами и противовесом компенсирующие электроды, которые взаимно соединены с дополнительными выходами антенных усилителей другой парной антенны, а коэффициент передачи сигнала по напряжению на дополнительных выходах этих антенных усилителей относительно своих рабочих электродов близок к единице.

17. Антенная решетка по п.16, отличающаяся тем, что в качестве рабочего электрода используется электрический штырь.

18. Антенная решетка по п.17, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод выполнен в виде цилиндра и охватывает нижнюю часть штыря.

19. Антенная решетка по п.17, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод с внешней стороны имеет экран в виде цилиндра, который охватывает его нижнюю часть и соединен с противовесом.

20. Антенная решетка по п.16, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод выполнен в виде диска и расположен на противовесе вокруг основания рабочего электрода.

21. Антенная решетка по п.16, отличающаяся тем, что в качестве рабочего электрода используется поверхностный элемент в виде диска, части противовеса или конструктивного элемента над противовесом.

22. Антенная решетка по п.21, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод для поверхностного элемента выполнен с бортами по краям и охватывает его снизу и торцов.

23. Антенная решетка по п.21, отличающаяся тем, что рабочий и компенсирующий электроды располагаются в раскрыве углубления противовеса или в его отверстии.

24. Антенная решетка по п.21, отличающаяся тем, что рабочий электрод имеет в поверхности вырез.

25. Антенная решетка по пп.16, 19, 21 и 22 отличающаяся тем, что поверхность противовеса, прилегающая к компенсирующему электроду, экран, рабочий и компенсирующий электроды выполнены сетчатыми все, или по отдельности, или в их комбинации.

26. Антенная решетка по п.25, отличающаяся тем, что периметр сетчатого электрода выполнен сплошным.

27. Антенная решетка по п.16, отличающаяся тем, что компенсирующий электрод разделен на сегменты с их раздельным подключением к нескольким дополнительным выходам антенного усилителя, при этом каждый дополнительный выход усилителя имеет соответственно свой радиотракт.

28. Антенная решетка по п.16, отличающаяся тем, что на входах сумматоров устанавливаются управляемые ключи, закорачивающие соответствующие входные сигналы.





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