Антена багатосмугова

Реферат: Антена багатосмугова належить до радіотехніки і може бути використана як антени радіотехнічних пристроїв різного призначення. Антена складається з паралельно встановлених над противагою двох шлейф-вібраторів, один з яких у своїй нижній частині приєднаний до живильного фідера, а другий - до противаги. У верхній частині обидва шлейф-вібратори з'єднані металевою пластиною, яка утворює ємність, що укорочує. По торцевій поверхні противаги рівномірно розміщені елементи подовження, які загнуті всередину противаги перпендикулярно її поверхні. Технічним результатом є отримання більш високого ККД, зростання коефіцієнта посилення і ширини смуги пропускання антени при її малих розмірах. UA 109616 C2 (12) UA 109616 C2 UA 109616 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до радіотехніки і може бути використаний в якості антен радіотехнічних пристроїв різного призначення. Відомі багатосмугові антени, що містять один активний випромінюючий елемент [1]. Основний їх недолік - малий коефіцієнт посилення, особливо в нижньому діапазоні робочих частот. Викликаний зазначений недолік тим, що поодинокий випромінювач не може забезпечити значний коефіцієнт посилення антени. Найближчим аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається, до пропонованого технічного рішення є антена широкосмугова [2], що включає розташований над противагою навантажений на ємність, що укорочує, активний шлейф-вібратор, виготовлений з двох металевих пластин, між якими попарно включені одновиткові подовжуючі котушки, розташовані перпендикулярно до поверхні активного шлейф-вібратора і зміщені в кожній парі, одна в напрямку ємності, що укорочує, а друга - в напрямку противаги таким чином, щоб електромагнітний зв'язок між ними мав мінімальне значення, при цьому активний шлейфвібратор у своїй нижній частині приєднаний до живильного фідера. Основний недолік прототипу - значна нерівномірність коефіцієнта посилення в робочому діапазоні частот та його зниження в нижній частині смуги пропускання антени. Викликаний зазначений недолік використанням в антені поодинокого випромінювача, який не здатний забезпечити значний коефіцієнт посилення в широкому діапазоні частот. Технічною задачею винаходу є зниження нерівномірності коефіцієнта посилення антени в робочому діапазоні частот і його збільшення в нижній частині смуги пропускання. Для вирішення поставленої задачі в антені багатосмуговій, яка включає розташований перпендикулярно противазі навантажений на ємність, що укорочує, активний шлейф-вібратор, виготовлений з двох металевих пластин, між якими попарно включені одновиткові подовжувальні котушки, розташовані перпендикулярно до поверхні пластин і зміщені в кожній парі - одна в напрямку ємності, що укорочує, а друга - в напрямку противаги таким чином, щоб електромагнітний зв'язок між ними мав мінімальне значення, при цьому активний шлейфвібратор у своїй нижній частині приєднаний до живильного фідера, згідно з винаходом, паралельно активному шлейф-вібратору встановлено аналогічний йому пасивний шлейфвібратор, у своїй нижній частині приєднаний до противаги, а у верхній частині приєднаний до ємності, що укорочує, яка з'єднує активний і пасивний шлейф-вібратори в їх верхній частині, при цьому на торцевій поверхні противаги рівномірно розташовані елементи її подовження, які загнуті всередину противаги перпендикулярно її поверхні. Паралельне включення в багатосмуговій антені двох шлейф-вібраторів збільшує опір її випромінювання, що сприяє зростанню ККД і коефіцієнта посилення антени, особливо в нижній частині робочого діапазону, де розміри антени малі в порівнянні з довжиною хвилі випромінювання. Використання на торці противаги елементів подовження з їх вигином всередину противаги дозволило істотно скоротити розміри противаги і зменшити розміри антени в цілому при незмінному значенні її електричної довжини. Суть винаходу пояснюється кресленнями. Фіг. 1. Зовнішній вигляд антени багатосмугової. Фіг. 2. Вигляд противаги антени багатосмугової зі встановленим на неї коаксіальним роз'ємом. Фіг. 3. Зовнішній вигляд активного і пасивного шлейф-вібраторів антени багатосмугової. Показана на Фіг. 1 антена багатосмугова включає активний 1 і пасивний 2 шлейф-вібратори, розташовані на відстані 4-5 % середньої довжини хвилі робочого діапазону частот антени параллельно один одному і встановлені перпендикулярно противазі 3. При цьому активний шлейф-вібратор у своїй нижній частині приєднаний до внутрішнього провідника роз'єму 4, а пасивний - до противаги. У своїй верхній частині обидва шлейф-вібратори з'єднані металевою пластиною 5, яка утворює ємність, що укорочує. По усьому периметру противаги рівномірно розміщені елементи подовження 6, які загнуті всередину противаги перпендикулярно її поверхні. Місце приєднання пасивного шлейф-вібратора до противаги показано позицією 7. На Фіг. 2 показано противагу 3 зі встановленим на ній роз'ємом 4. По всій торцевій поверхні противаги рівномірно розташовані елементи подовження 6, загнуті всередину противаги перпендикулярно її поверхні. Зовнішній вигляд активного і пасивного шлейф-вібраторів показані на Фіг. 3. Активний і пасивний шлейф-вібратори виконані однаково. Шлейф-вібратор включає верхню 8 і нижню 9 металеві пластини, між якими включені подовжувальні котушки 10, розташовані паралельно одна одній і розведені попарно в протилежні боки. Котушки встановлені перпендикулярно металевим пластинам. 1 UA 109616 C2 5 10 15 20 25 Працює антена багатосмугова наступним чином. Електричний сигнал, що надходить з фідера через роз'єм 4 (Фіг. 1), збуджує в активному шлейф-вібраторі 1 електромагнітні коливання, які шляхом індуктивної взаємодії збуджують синхронні з ними електромагнітні коливання в пасивному шлейф-вібраторі 2. Порушені в активному і пасивному шлейфвібраторах синхронні електромагнітні коливання, взаємодіючи один з одним, збільшують опір випромінювання антени. Тоді, відповідно до формули, потужність випромінювання антени з двома шлейф-вібраторами збільшується і складає 2 2 Рr=(2 I) Rr=I 4Rr, де: Рr - потужність, яку випромінює антена; I - струм, поточний в кожному з шлейф-вібраторів; Rr - опір випромінювання одного шлейф-вібратора. Як випливає з формули, загальний опір випромінювання антени з двома шлейфвібраторами зростає в 4 рази стосовно до опору випромінювання антени з одним шлейфвібратором. Це сприяє отриманню більш високого ККД, зростанню коефіцієнта посилення і ширини смуги пропускання антени при її малих розмірах. Включені в розрив шлейф-вібраторів подовжувальні котушки 10 (Фіг. 3) збільшують електричну довжину антени і сприяють зменшенню її геометричних розмірів. Паралельне включення подовжувальних котушок спільно з навантаженням у вигляді ємності, що укорочує 5 (Фіг. 1), знижує хвильовий опір антени, що також сприяє розширенню смуги її пропускання. Розташування шлейф-вібраторів 1 та 2 (Фіг. 1) над противагою 3 забезпечує необхідний розподіл діаграми спрямованості антени в горизонтальній і вертикальній площинах. Тоді як розміщення по всьому колу противаги 3 елементів подовження 6 та їх вигін всередину противаги скорочує її розміри і розміри антени в цілому. Це відбувається за рахунок збільшення довжини шляхів струмів зміщення, що протікають по противазі. Все це дозволило при малих розмірах антени отримати високі ККД і коефіцієнт посилення та покращити рівномірність електричних характеристик в широкій смузі пропускання антени, що забезпечує значний техніко-економічний ефект при її використанні. Джерела інформації: 1. Патент України № 68723 по МПК H01Q 7/00, опубл. 16.08.2004 p. 2. Патент України № 68831 по МПК H01Q 7/00, опубл. 16.08.2004 p. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 1. Антена багатосмугова, що містить розташований перпендикулярно противазі навантажений на ємність, що укорочує, активний шлейф-вібратор, виготовлений з двох металевих пластин, між якими попарно включені одновиткові подовжувальні котушки, які розташовані перпендикулярно поверхні пластин і зміщені в кожній парі - одна в напрямку ємності, що укорочує, а друга - в напрямку противаги таким чином, щоб електромагнітний зв'язок між ними був мінімальним, при цьому активний шлейф-вібратор у своїй нижній частині приєднаний до живильного фідера, яка відрізняється тим, що паралельно активному шлейф-вібратору додатково встановлено аналогічний йому пасивний шлейф-вібратор, який своєю нижньою частиною приєднаний до противаги, а верхньою частиною приєднаний до металевої пластини, яка утворює ємність, що укорочує, та яка з'єднує активний і пасивний шлейф-вібратори в їх верхніх частинах. 2. Антена за п. 1, яка відрізняється тим, що по торцевій поверхні противаги рівномірно розташовані елементи подовження. 3. Антена за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що елементи подовження загнуті всередину противаги перпендикулярно її поверхні. 2 UA 109616 C2 3 UA 109616 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4