ДИАПАЗОННАЯ НАПРАВЛЕННАЯ АНТЕННА

ДИАПАЗОННАЯ НАПРАВЛЕННАЯ АНТЕННА 


RU (11) 2076407 (13) C1

(51) 6 H01Q19/10 

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

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

(21) Заявка: 94020416/09 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.02 
(45) Опубликовано: 1997.03.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент Франции N 2123051, кл. H 01 Q 19/00, 1972. Харченко К. УКВ-антенны. - М.: ДОСААФ, 1969, с. 91. 
(71) Заявитель(и): Войсковая часть 25714 
(72) Автор(ы): Коновалов А.Г.; Нефедьев В.М. 
(73) Патентообладатель(и): Войсковая часть 25714 

(54) ДИАПАЗОННАЯ НАПРАВЛЕННАЯ АНТЕННА 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения. Целью изобретения является сокращение габаритов (расстояния между экран-рефлектором и излучающим полотном) и расширения рабочего диапазона антенны без изменения основных электрических характеристик антенны. Антенна содержит металлическое зигзагообразное излучающее полотно 2, вырожденное в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами 4 с точками питания в их вершинах и с плоским экран-рефлектором 3. В металлических секторах 4 излучающего полотна 2 выполнены вырезы 5 в форме частей сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точек питания 1. Боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями 6 R = (100-200) Ом в точках, находящихся на расстоянии l = 0,15макс от точек питания. Новым является выполнение в металлических секторах 4 излучающего полотна 2 вырезов 5 в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точки питания 1, боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями 6 R = (100 - 200) Ом. Использование предлагаемой антенны позволяет сократить вдвое габариты антенны и расширить рабочий диапазон до отношения 2,8 : 1. 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к антенной технике и предназначена для использования в радиотехнических системах различного назначения, в частности в малогабаритных пеленгаторах наземных источников излучений, для "Охоты на лис".

Известные антенные устройства, используемые в малогабаритных пеленгаторах (авт. cв. N 138277, кл. Н 01 Q 9/16 от 16 июня 1960 г. авт. св. N 191647, кл. Н 01 Q 9/28 от 15.02.1965 г. брошюра К. Харченко "УКВ-антенны". М. изд-во ДОСААФ, 1969, УДК 621.396.677.497).

Однако эти антенны имеют относительно большое расстояние до экран-рефлектора, что ограничивает ее применение в малогабаритной пеленгаторной аппаратуре.

Наиболее близким к изоббретению по технической сущности является антенное устройство, описанное в брошюре К. Харченко "УКВ-антенны". В этой антенне зигзагообразное излучающее полотно вырождено в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами с точками питания в их вершинах. Для увеличения направленности используется экран-рефлектор.

Для получения приемлемого согласования антенны с фидером следует располагать экран-рефлектор на расстоянии S0,18макс. Однако, размер "S" влияет на направленные свойства антенны. С его увеличением коэффициент направленного действия (КНД) снижается и сужается диапазон частот, в пределах которого направленные свойства антенны не претерпевают заметных изменений. Таким образом, с точки зрения улучшения последних, размер S желательно уменьшить, а с точки зрения согласования увеличивать.

При использовании трансформатора сопротивлений, включенного между антенной и фидером (см. рис. 56 на с. 84 брошюры К. Харченко "УКВ-антенны") или при использовании неоднородностей, включенных непосредственно в проводники антенны, как показано на рис. 1.17 на с. 46 в книге В. И. Бекетова, К. П. Харченко "Измерения и испытания при конструировании и регулировке радиолюбительских антенн". М. Связь, 1971, можно лишь незначительно уменьшить расстояние между излучающим полотном и экран-рефлектором, в частности до 0,16макс.

При этом по-прежнему при относительно малом диаметре излучающего полотна D = 0,375макс, антенна имеет относительно большое расстояние до экран-рефлектора S0,16макс, что ограничивает ее применение в малогабаритной аппаратуре.

С другой стороны, установка экран-рефлектора перед излучающим полотном для увеличения направленности сокращает полосу рабочих частот последнего от отношения 3 1 до 2,2 1 (например, Кисмерешкин В. П. Телевизионные антенны для индивидуального приема. М. Связь, 1976, с. 22 -23), что ограничивает ее применение в широкополосной малогабаритной аппаратуре.

Техническая задача изобретения сокращение габаритов антенны и расширении рабочего диапазона частот.

Задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем зигзагообразное излучающее полотно в виде кольца, заполненного двумя металлическими секторами с точками питания в их вершинах и экран-рефлектор, в металлических секторах выполнены вырезы в форме части сегментов, образованных душами радиуса R 0,18 макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точки питания, а боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями R (100 -200) Ом в точках, находящихся на расстоянии l = 0,15макс отточек питания, где макс, максимальная длина волны.

Экспериментально установлено, что выполнение в металлических секторах вырезов в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точки питания позволяет оптимизировать амплитудно-фазовое распределение в раскрыве антенны и тем самым сократить расстояние между экран-рефлектором и излучающим полотном антенны вдвое, т. е. до макс. При этом улучшается КНД антенны и сохраняется приемлемое согласование с питающим фидером в диапазоне частот fв/fн 2,2, где fв верхняя граничная частота рабочего диапазона,

fн нижняя граничная частота рабочего диапазона.

Дальнейшее расширение рабочего диапазона частот достигается замыканием боковых поверхностей одного металлического сектора с зеркальными относительно них боковых поверхностях другого металлического сектора сопротивлениями R (100-200) Ом в точках, находящихся на расстоянии 0,08макс от точки питания, где l = 0,15макс максимальная длина волны. Такое включение сопротивлений уменьшает добротность антенны вследствие чего расширяется рабочая полоса частот до отношения 2,8:1. Экспериментально установлено, что наиболее оптимальным, для антенны с выходным сопротивлением 50 Ом, является значение сопротивления равное 150 Ом.

Сравнительный анализ предлагаемого и прототипа показывает, что предлагаемая антенна отличается наличием новых элементов выполнением в металлических секторах излучающего полотна вырезов в форме частей сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс макс от точки питания; боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями R (100 200) Ом.

Таким образом, изобретение соответствует критерию изобретения "новизна".

Анализ известных технических решений в известной области и смежной с ней позволяет сделать вывод, что введенные элементы известны (5). Однако введение их в излучающее полотно антенны с указанными размерами и связями обеспечивает устройству такие новые свойства как сокращение габаритов и расширение полосы рабочих частот.

Изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

Изобретение является промышленно применительным, так как может быть использовано в различных областях народного хозяйства.

Изобретени поясняется фиг. 1 4.

На фиг. 1 показан общий вид антенны; на фиг. 2 общий вид излучающего полотна антенны.

На фиг. 3 показаны зависимости КСВН антенн от частоты, где 1 для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ-антенны", с. 90, рис. 62; 2 для антенны по изобретению.

На фиг. 4 показана зависимость КНД от частоты, где 1 для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ-антенны"; 2 для антенны по изобретению.

Конструктивно (фиг. 1) антенна выполнена в виде излучающего полотна 2, изготовленного методом печати на диэлектрической подложке, установленного перед экраном-рефлектором 3 на расстоянии S = 0,08макс. Для придания конструкции жесткости промежуток между излучающим полотном и экран-рефлектором заполнен диэлектриком (7) с =1,, например, пенопластом.

На фиг. 2 показано излучающее полотно антенны (2), выраженное в кольцо диаметром D = 0,375макс, заполненное двумя металлическими секторами 4 с точками питания в их вершинах 1. В металлических секторах 4 излучающего полотна 2 выполнены вырезы 5 в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точки питания антенны 1. Боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивлениями 6 R (100 200) Ом.

На фиг. 3 показаны зависимости КСВН от частоты для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ-антенны" 1, и для антенны, описанной в изобретении 2.

на фиг. 4 показаны зависимости КНД от частоты для антенны, описанной у К. Харченко "УКВ- антенны", 1 и для антенны, описанной в изобретении 2.

Таким образом, предлагаемая антенна позволяет при сохранении основных электрических характеристик сократить расстояние между излучающим полотном и экран-рефлектором вдвое, т. е. до S = 0,08макс и расширить рабочую полосу частот до отношения 2,8 1.

Антенна работает следующим образом.

При подведении энергии и клеммам питания 1 излучающего полотна 2 происходит возбуждение последнего. Часть высокочастотной энергии, падающей на экран-рефлектор 3, отражается в сторону излучающего полотна 2. При выполнении в металлических секторах 4 излучающего полотна 2 вырезов 5 в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точки питания в плоскости излучающего полотна 2 (при 0,08максS0,24макс) фаза высокочастотного поля отраженного от экран-рефлектора 3, близка к фазе поля, создаваемого самим полотном 2.Это обеспечивает при S = 0,08макс широкополосность антенны по диаграмме направленности практически в трехкратной полосе частот. При этом приемлемое согласование входного сопротивления антенны с питающим фидером (КСВН 3) обеспечивается лишь в полосе рабочих частот с отношением 2,2:1. Замыкание боковых поверхностей одного металлического сектора с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора, сопротивлениями 6 R (100 200) Ом уменьшает добротность антенны и улучшает согласование ее входного сопротивления с питающим фидером, вследствие чего полоса рабочих частот по согласованию расширяется до отношения 2,8 1.

Предлагаемая диапазонная направленная антенна использовалась в качестве базовой в малогабаритном пеленгаторе сантиметрового диапазона длин волн.

Малые габариты и высокая технологичность антенны позволили выполнить ее методом печати на диэлектрической плате и расположить непосредственно на корпусе приемника. При этом с учетом широкополосности (fв/dн 2,8) габариты пеленгатора уменьшились более, чем вдвое. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Диапазонная направленная антенна, содержащая металлическое зигзагообразное излучающее полотно, вырожденное в кольцо, заполненное двумя металлическими секторами с точками питания в их вершинах и с плоским экраном-рефлектором, отличающаяся тем, что в металлических секторах излучающего полотна выполнены вырезы в форме части сегментов, образованных дугами радиуса R = 0,18макс и хордами, проходящими на расстоянии l = 0,15макс от точек питания, а боковые поверхности одного металлического сектора соединены с зеркальными относительно них боковыми поверхностями другого металлического сектора сопротивления R 100 200 Ом в точках, находящихся на расстоянии l = 0,15макс от точек питания, где макс максимальная длина волны.




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