всенаправленная антенна
Классы МПК: | H01Q9/00 "Короткие" (в электрическом смысле) антенны с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленные из электропроводящих активных излучающих элементов |
Автор(ы): | Бузов А.Л., Казанский Л.С., Минкин М.А., Юдин В.В. |
Патентообладатель(и): | Самарский отраслевой научно-исследовательский институт радио |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-06-27 публикация патента:
27.02.2002 |
Изобретение относится к радиотехнике и используется, в частности, для радиовещания на ОВЧ. Техническим результатом является упрощение конструкции реактивных элементов и обеспечение гальванического контакта между частями рамки для стекания с них статических зарядов. Сущность изобретения: всенаправленная антенна содержит круглую горизонтальную металлическую рамку, размеры которой сравнимы с длиной рабочей волны, выполненную с разрывами, в которые включены реактивные элементы, которые выполнены из проводников, изогнутых в форме меандров, причем разрывы рамки выполнены на расстояниях от точки питания, соответствующих углам в 45, 135, 225 и 315 град., а максимальный линейный размер поперечного сечения проводника меандра в 5-10 раз меньше максимального размера поперечного сечения проводника рамки. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Всенаправленная антенна, содержащая круглую горизонтальную металлическую рамку, диаметр которой составляет 0,34 - 0,62 от длины волны на средней частоте рабочего диапазона, выполненную с разрывами, в которые включены реактивные элементы, отличающаяся тем, что упомянутые реактивные элементы выполнены из проводников, изогнутых в форме меандров, разрывы рамки выполнены на расстояниях от точки питания, соответствующих углам 45, 135, 225 и 315 град. , а максимальный линейный размер поперечного сечения проводника меандра в 5 - 10 раз меньше максимального размера поперечного сечения проводника рамки.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для использования в качестве передающей антенны для систем ОВЧ ЧМ вещания в сельской местности с передатчиками средней мощности. Для этой цели обычно требуются простые антенны, обеспечивающие круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости с горизонтальной поляризацией излучаемых волн. Известно, что горизонтальная рамка, размеры которой намного меньше длины волны, обеспечивает всенаправленную диаграмму направленности в горизонтальной плоскости [1]. Однако малая рамка имеет весьма малое сопротивление излучения (сопротивление излучения пропорционально четвертой степени отношения диаметра рамки к длине волны) [1] и потому может быть согласована с фидером передатчика только в весьма узкой полосе частот, что исключает возможность ее применения для передачи радиовещания. При увеличении размеров рамки до величин, сравнимых с длиной волны (т.е. до величин, хотя бы не намного меньших длины волны), сопротивление излучения увеличивается и увеличивается полоса частот согласования с фидером, однако при этом рамка перестает быть всенаправленной [2], поскольку токи по периметру рамки уже несинфазны и неодинаковы по амплитуде. Известна всенаправленная антенна, содержащая круглую горизонтальную металлическую рамку, размеры которой сравнимы с длиной рабочей волны, выполненную с разрывами, в которые включены реактивные элементы [3] (прототип). Диаметр рамки этой антенны - одна седьмая длины волны (окружность около половины длины волны на средней частоте рабочего диапазона), реактивные элементы, включенные в разрывы - емкостные. Эта антенна неудобна для использования в качестве передающей антенны для ОВЧ ЧМ радиовещания вследствие того, что реактивные элементы в данном диапазоне волн при значительной мощности сложны конструктивно, а также вследствие того, что упомянутые элементы изолируют отдельные части рамки по постоянному току и препятствуют стеканию с них статических зарядов, обусловленных близостью гроз. Предлагаемым изобретением решается задача упрощения конструкции реактивных элементов и обеспечения гальванического контакта между частями рамки для стекания с них статических зарядов. Для достижения этого технического результата в известной всенаправленной антенне, содержащей круглую горизонтальную металлическую рамку, размеры которой сравнимы с длиной рабочей волны, выполненную с разрывами, в которые включены реактивные элементы, упомянутые реактивные элементы выполнены из проводников, изогнутых в форме меандров, разрывы рамки выполнены на угловых расстояниях от точки питания в 45, 135, 225 и 315 градусов, а максимальный линейный размер поперечного сечения проводника меандра в 5...10 раз меньше максимального размера поперечного сечения проводника рамки. Выполнение реактивных элементов в виде проводников в форме меандров упрощает их конструкцию (реактивный элемент содержит только изогнутый проводник) и обеспечивает гальванические контакты между частями рамки. Расположение реактивных элементов и их относительные размеры обеспечивают синфазность токов по периметру рамки и, тем самым, всенаправленную (близкую к круговой) диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. На фиг. 1 изображена предлагаемая всенаправленная антенна в аксонометрической проекции. На фиг. 2 изображен вид сверху на предлагаемую антенну. На фиг. 3 приведена диаграмма направленности в горизонтальной плоскости предлагаемой антенны. Всенаправленная антенна (фиг. 1) содержит круглую горизонтальную металлическую рамку 1, размеры которой сравнимы с длиной рабочей волны. Рамка имеет разрывы, в которые включены реактивные элементы 2, 3, 4, 5, выполненные из проводников, изогнутых в форме меандров. Каждый из меандров имеет длину, равную 0,5...0,75 длины волны на средней частоте рабочего диапазона. Разрывы рамки (фиг. 2) выполнены на угловых расстояниях от точки питания (т.е. от точки, находящейся между клеммами 6, 7 на равных расстояниях от них) в 45, 135, 225 и 315 градусов, т.е. в указанных точках расположены середины разрывов рамки; на фиг.2 показаны эти угловые расстояния:![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/981.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/176.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/981.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/176.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/981.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/176.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/981.gif)
![всенаправленная антенна, патент № 2180151](/images/patents/290/2180004/176.gif)
1. Мейнке X. , Гундлах Ф. Радиотехнический справочник. В 2 т., пер. с нем. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1961, т. 1 - 416 с. 2. Патент России 2080705, кл. Н 01 Q 7/02, опублик. 27.05.1997 БИ 15. 3. Патент США 5751252, кл. Н 01 Q 21/00 (нац. кл. 343/726), опублик. 12.05.1998.
Класс H01Q9/00 "Короткие" (в электрическом смысле) антенны с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленные из электропроводящих активных излучающих элементов