диапазонная антенна с изменяемой активной длиной проводника

Формула изобретения

1. Диапазонная антенна с изменяемой активной длиной проводника, содержащая уложенный на поверхности земли прямолинейный проводник в изоляции, выполненный разделенным на отрезки по количеству поддиапазонов рабочих частот антенны, отличающаяся тем, что снабжена коммутаторами отрезков проводника антенны, установленными между этими отрезками.

2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что коммутаторы отрезков проводника антенны выполнены дистанционно управляемыми, с индивидуальными для каждого коммутатора сигналами управления на включение и отключение исполнительного устройства коммутатора с изменением общей активной длины проводника антенны и установлением ее пропорциональной длине волны в проводнике для соответствующего поддиапазона рабочих частот антенны.

3. Антенна по п.2, отличающаяся тем, что устройство дистанционного управления коммутаторами выполнено с возможностью формирования и передачи на провод антенны кодированных под каждый коммутатор пилот-сигналов на включение и отключение исполнительного устройства выбранного коммутатора, а каждый коммутатор снабжен индивидуальным для данного коммутатора устройством декодирования пилот-сигналов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к антенной технике и может найти применение в системах радиосвязи НЧ-ОНЧ диапазонов, в частности в стелющихся антеннах с изменяемой активной длиной проводника.

Известна стелящаяся антенна [1], содержащая уложенный на поверхности прямолинейный проводник в изоляции, подключаемый к радиопередающему устройству через удлинительную катушку индуктивности.

Недостатком этой антенны является сравнительно низкий кпд в связи с невозможностью изменения активной длины проводника при изменении рабочей частоты антенны и, следовательно, отсутствие соответствия активной длины проводника антенны заданному поддиапазону ее рабочих частот.

Известна также ненагруженная на конце стелющаяся диапазонная антенна [2], содержащая уложенный на поверхности земли прямолинейный проводник в изоляции, подключаемый в процессе работы к радиопередающему устройству через удлинительную катушку индуктивности, и снабженная дополнительными катушками индуктивности. Проводник диапазонной антенны выполнен с изменяющейся активной длиной, разделен на отрезки, между которыми включены указанные дополнительные катушки индуктивности, причем величины длин отрезков проводника и величины индуктивностей дополнительных катушек увеличиваются от передатчика к концу проводника пропорционально граничным длинам волн рабочих поддиапазонов частот.

Антенна [2] принята за прототип заявляемой антенне.

Недостатками данной антенны являются: утечка тока (энергии) в отрезок проводника, следующий за последним звеном фильтра рабочего частотного поддиапазона антенны (кроме антенны для нижнего поддиапазона), а также потери энергии на каждой включенной в плечо антенны удлинительной катушке индуктивности. Потери на удлинительных катушках индуктивности становятся тем выше, чем большее их число оказывается включенным в плечо антенны. Максимальными потери энергии на катушках индуктивности становятся при включении в плечо антенны всех удлинительных катушек индуктивности (при работе антенны в нижнем поддиапазоне).

Кроме того, эта антенна имеет максимальный кпд в диапазоне частот, где ее входное сопротивление носит индуктивный характер, а наличие в цепи антенны удлинительной катушки не позволяет подвести к ней максимальную мощность от передатчика на частотах, соответствующих максимальному кпд антенны.

Цель изобретения - увеличение кпд антенны путем формирования проводников оптимальной длины в каждом поддиапазоне рабочего диапазона частот.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая диапазонная антенна с изменяемой активной длиной проводника, содержащая уложенный на поверхности земли прямолинейный проводник в изоляции, подключаемый к радиопередающему устройству, выполненный разделенным на отрезки по количеству поддиапазонов рабочих частот, снабжена коммутаторами отрезков проводника антенны, установленными между этими отрезками. Другими отличиями антенны являются:

- выполнение коммутаторов отрезков проводника антенны дистанционно управляемыми, с индивидуальными для каждого коммутатора сигналами управления на включение и отключение исполнительного устройства коммутатора с изменением общей активной длины проводника антенны и установлением ее пропорциональной длине волны в проводнике для соответствующего поддиапазона рабочих частот;

- устройство формирования сигналов дистанционного управления коммутаторами выполнено с возможностью формирования и передачи на провод антенны кодированных под каждый коммутатор пилот-сигналов на включение и отключение исполнительного устройства выбранного коммутатора, а каждый коммутатор снабжен индивидуальным для данного коммутатора устройством декодирования пилот-сигналов;

- устройство формирования сигналов дистанционного управления коммутаторами введено в состав, электрически и конструктивно совмещено с подключаемым к антенне радиопередающим устройством.

На чертеже схематично изображена заявляемая диапазонная антенна с изменяемой активной длиной проводника (в подключенном к радиопередающему устройству варианте).

Заявляемая диапазонная антенна с изменяемой активной длиной проводника содержит: уложенный на поверхности земли проводник 1, состоящий из n отрезков: 1-1...1-n (количество n отрезков соответствует числу поддиапазонов рабочего диапазона частот); коммутаторы 2 отрезков проводника антенны: 2-1; 2-m, включенные между отрезками проводника 1 (количество m коммутаторов 2 на единицу меньше количества n отрезков проводника 1). Антенна снабжена элементом 3 согласования ее параметров с параметрами радиопередающего устройства 4, подключаемого к ней в процессе работы.

Коммутаторы 2 выполнены дистанционно управляемыми. При этом каждый из коммутаторов снабжен индивидуальным декодером - устройством декодирования сигналов управления на замыкание, или размыкание коммутатора (на чертеже не показано). Коммутаторы 2 в замкнутом положении вместе с соответствующими отрезками проводника 1 образуют электрическую цепь-плечо антенны, к одному из концов которого подключается радиопередающее устройство.

Образующаяся таким образом активная длина проводника антенны пропорциональна длине волны частоты излучения.

Работа предлагаемой диапазонной антенны с изменяемой активной длиной проводника на передачу радиосигнала происходит следующим образом.

Перед началом работы антенны и подключенного к ней радиопередающего устройства на излучение на заданной частоте определяется соответствующий для этой частоты частотный поддиапазон антенны и соответствующая для него последовательность кодограмм пилот-сигнала (формируемого радиопередающим устройством) на замыкание и размыкание необходимых коммутаторов. При этом кодограмма для каждого конкретного коммутатора на его замыкание может быть такой же, что и на его размыкание, либо кодограмма на замыкание коммутатора может отличаться от кодограммы на его размыкание (материалами данной полезной модели не защищается). Декодеры коммутаторов дешифрируют эту последовательность кодограмм, выделяют из нее индивидуальную для каждого из них кодограмму и выдают сигнал - команду на соответствующее срабатывание исполнительного устройства коммутатора (на замыкание либо размыкание коммутатора). Таким образом, к радиопередающему устройству подключается проводник, по своей длине оптимальной для заданного частотного поддиапазона. Далее с использованием настроечного элемента производится согласование антенны с радиопередающим устройством, после чего антенна и радиопередающее устройство подготовлены к работе и работают на излучение обычным образом.

При смене рабочей частоты передачи с переходом на другой поддиапазон частот формирователем управляющих сигналов радиопередающего устройства на проводник антенны передается пилот-сигнал с другой последовательностью кодограмм, на которые срабатывают другие коммутаторы, и к радиопередающему устройству подключается проводник антенны другой длины. Далее производится новое согласование антенны с радиопередающим устройством и обеспечивается их работа на новой частоте в новом частотном поддиапазоне.

Таким образом, путем смены последовательности кодограмм, каждая из которых соответствует определенному поддиапазону рабочих частот, исполнительные устройства коммутаторов приводятся в заданные конкретной последовательностью кодограмм положения и для каждого частотного поддиапазона формируется антенна с оптимальной для него активной длиной проводника.

Введение между отрезками проводника антенны дистанционно управляемых коммутаторов с индивидуальными для каждого из них сигналами управления выгодно отличает ее от указанного прототипа, т.к. позволяет подключать к радиопередающему устройству антенну оптимальной для заданного поддиапазона длины, исключить потери энергии на элементах, не функционирующих на заданной частоте, улучшить согласование антенны с радиопередающим устройством, повысить кпд антенны и всего радиопередающего комплекса в целом.

Источники информации:

1. Лавров Г.А., Князев А.С. Приземные и подземные антенны. М.: Советское радио, 1965, с.292.

2. Свидетельство на полезную модель RU №20199, МКИ Н01Q 1/04, 2001 (прототип).