Антенна система ближнього поля

1. Антенна система ближнього поля, що містить антенну котушку у вигляді спіралі у складі приймальної антени, до кінців якої приєднаний конденсатор, яка відрізняється тим, що додатково містить передавальну антену у вигляді магнітної рамки, розташованої паралельно та коаксіально приймальній антені, а приймальна антена додатково містить послідовно з'єднану зустрічно намотану іншу котушку у вигляді спіралі, при цьому обидві котушки розташовані в одній площині і виконані однаково плоскими або однаково об'ємними спіралями. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що передавальна та приймальна антени вигнуті у вигляді окружності або у вигляді прямокутника, а до їх вільних кінців приєднані конденсатори. Винахід належить до електронної техніки й може бути використаний як антенна система пристроїв електромагнітного зондування біологічних об'єктів. Відома антенна система ближнього поля [патент США № 4546357 від 8.10.1985 р. По кл. H01Q 1/24], що складається з зігнутого у вигляді прямокутника напівхвильового шлейф-вібратора. Недоліком даної антенної системи є великі розміри й можливість роботи тільки в одному з режимів або на передачу, або на прийом. Найближчим аналогом за технічною суттю й одержаним результатом, що досягається при використанні винаходу, є спіральна антенна ближнього поля, що включає антенну котушку у вигляді спіралі, як приймальну антену, до кінців якої приєднаний конденсатор, [патент США № 3780373 від 18.12.1973 p., по кл. H01Q1/36]. Недоліком найближчого аналога є низькі перешкодозахищеність і чутливість антенної системи, а також неможливість її одночасної роботи в режимі прийому-передачі. Технічною задачею, на рішення якого спрямований винахід, є збільшення чутливості й перешкодозахищеності приймально-передавальної антенної системи ближнього поля. Для вирішення поставленої задачі, в антенній системі ближнього поля, що включає антенну котушку у вигляді спіралі, як приймальну антену, до кінців якої приєднаний конденсатор, згідно з винаходом, антенна система ближнього поля додатково включає передавальну антену у вигляді магнітної рамки, розташованої паралельно та коаксіально приймальній антені, а приймальна антена має додатково послідовно з'єднану зустрічно намотану котушку у вигляді спіралі, при цьому обидві котушки розташовані у в одній площині і виконані у вигляді одночасно плоскої або одночасно об'ємної спіралі. При цьому передавальна й приймальна антени можуть бути вигнуті у вигляді окружності або у вигляді прямокутника, а до їх вільних кінців можуть бути приєднані конденсатори, що утворять із ними коливальні контури, настроєні в резонанс. Введення нових відмінних ознак в антенну систему ближнього поля дозволило підвищити її чутливість, використовувати її як приймальнопередавальну з одночасними передачею й прийомом зондуючого сигналу й істотно підвищити її перешкодозахищеність. Суть винаходу пояснюється кресленнями (фіг. 1 - фіг. 3). (19) UA (11) 97194 (13) C2 (21) a201011885 (22) 07.10.2010 (24) 10.01.2012 (46) 10.01.2012, Бюл.№ 1, 2012 р. (72) АНТОНЕНКО ЄВГЕНІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, КАРПОВ ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, КАТРИЧ ВІКТОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЯРМОЛЬЧУК СЕРГІЙ АРКАДІЙОВИЧ (73) ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В. Н. КАРАЗІНА (56) US 378373 A; 18.12.1973 WO 9641397 A1; 19.12.1996 UA 84868 C2; 10.12.2008 RU 2054765 C1; 20.02.1996 RU 2336612 C2; 10.04.2008 WO 2007119310 A1; 25.10.2007 SU 1083264 A; 30.03.1984 3 На фіг. 1 показана антенна система ближнього поля з передавальною і приймальною антенами у вигляді концентричних окружностей і провідниками прийомної антени, навитими у формі циліндричної спіралі. На фіг. 2 показана антенна система ближнього поля із прямокутною формою провідників передавальної антени й вигнутими у вигляді плоскої спіралі провідниками приймальної антени. На фіг. 3 показано розташування досліджуваного об'єкта між передавальною й приймальною антенами. Показана на фіг. 1 антенна система ближнього поля включає концентрично розташовані, вигнуті у вигляді окружності магнітну рамку передавальної антени 1 і приймальну антену 2, що складається із двох послідовно з'єднаних зустрічно намотаних циліндричних спіралей. До вільних кінців передавальної й приймальної антен приєднані конденсатори 3 і 4, що утворюють із антенами настроєні в резонанс паралельні коливальні контури. На фіг. 1 також показані струм у передавальній антені Ір і наведені ним у правому і лівому спіральних елементах приймальної антени струми Іс. На кресленні видно, що наведені передавальною антеною в приймальній антені струми течуть в одному напрямку й складаються, збуджуючи в утвореному приймальною антеною 2 і конденсатором 4 контурі електричні коливання з частотою резонансу антенної системи. У той час, як всі електричні сигнали, що надійшли з дальньої зони випромінювання, наводять у зустрічно включених спіралях прийомної антени зустрічні струми, які взаємно ліквідуються в приєднаному паралельно антені котушці 2 і конденсатору 4 навантаженні. Таким чином, приймальна антена забезпечує прийом сигналів, випромінюваних передавальною антеною, і не приймає зовнішні перешкоди, що приходять із дальньої зони випромінювання. На фіг. 2 показана антенна система, що складається з передавальної антени у вигляді магнітної рамки 1 і приймальної антени 2, що складається із двох з'єднаних послідовно зустрічно намотаних у вигляді прямокутника плоских спіралей. До вільних кінців провідників передавальної і приймальної антен приєднані конденсатори 3 й 4, 97194 4 що утворять із котушками антен паралельні коливальні контури, настроєні в резонанс. Струми Ір, що протікають у передавальній антені, наводять у спіральних елементах приймальної антени синфазні струми Іс, які складаються в навантаженні та збуджують у ньому і у приймальній антені електричні коливання на частоті резонансу передавальної антени. У той час як перешкоди, що прийшли з дальньої зони випромінювання, наводять у зустрічно включених плоских спіралях протифазні струми, що не дають відгуку в навантаженні. Цим забезпечується прийом корисних сигналів з розташованої в ближній зоні передавальної антени і не приймаються перешкоди, що прийшли з дальньої зони, чим забезпечується високе співвідношення сигнал/перешкода та висока якість прийому корисного сигналу. На фіг. 3 показане розташування досліджуваного біологічного об'єкта 3 між передавальною 1 і приймальною 2 антенами. Працює антенна система таким чином. Випромінюваний передавальною антеною 1 сигнал, проходить через біологічний об'єкт 3, який внаслідок своєї життєдіяльності змінює його параметри, більшою або меншою мірою поглинаючи електричний сигнал, і таким чином модулює його. Промодульований електричний сигнал приймається приймальною антеною 2 і передається у навантаження, для його подальшого посилення та дешифрування. Дешифрований сигнал обробляється й з нього отримується інформація про параметри біологічного об'єкта, яка накладена досліджуваним об'єктом у вигляді модуляції на електричний сигнал, що пройшов крізь біологічний об'єкт. Пристрій для радіочастотного зондування біологічних об'єктів, що використовує запропоновану антенну систему ближнього поля, дозволяє визначати пульс і частоту подиху живих істот, знімати їх пульсограму і по зміні радіопрозорості виявляти підвищений вміст цукру в крові, а також інші відхилення стану організму, що змінюють його радіопрозорість. Все це дозволяє проводити безконтактну діагностику біологічних об'єктів і фіксувати відхилення їх параметрів від норми, що при практичному використанні дає значний технікоекономічний ефект. 5 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 97194 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601