Складана логоперіодична вібраторна антена

Реферат: Складана логоперіодична вібраторна антена, яка виконана як єдиний нерозбірний пристрій, спроможний оперативно розгорнутися або згорнутися у транспортне положення. Її вібратори виконані у вигляді гнучких мідних дротів, які під час розгортання антени натягуються на капроновій мотузці. У свою чергу капронова мотузка натягується під час розкриву симетричних вібраторів першого модуля, що шарнірно з'єднані з верхньою та нижньою трубками траверсу. Фіксування симетричних вібраторів першого модуля здійснюється важільною системою на тильному боці траверсу. UA 113095 U (12) UA 113095 U UA 113095 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до антенної техніки, зокрема до логоперіодичних антен, та може використовуватися у мобільних постах радіомоніторингу. Технічним результатом є забезпечення підвищення оперативності розгортання антени шляхом розроблення механізму розгортання та розширення діапазону робочих частот при збереженні габаритних характеристик, що досягається шляхом зміни форми пліч симетричного вібратора у нижній частині діапазону частот (перший модуль складаної логоперіодичної вібраторної антени). Відомі логоперіодичні вібраторні антени, які містять ряд симетричних вібраторів, що живляться від двопровідної розподільної лінії, плечі яких підключені до неї протифазно [1]. Відношення довжин пліч сусідніх вібраторів у таких антенах пов'язано з масштабним множником τ - періодом логоперіодичної структури, а відстань між вібраторами знаходиться залежно від просторового множника σ. У класичному варіанті виконання логоперіодичної антени її геометрія визначається із умови реалізації необхідних характеристик: за діапазоном частот; за максимальним коефіцієнтом спрямованої дії; за рівнем узгодженості антени з коаксіальним фідером; за габаритними характеристиками і т.п. Необхідні результати досягаються шляхом підбору параметрів  та  [2]. Серед відомих рішень, найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є логоперіодична спрямована вібраторна антена ECY-W1, що використовується для радіомоніторингу та у широкосмугових бездротових системах зв'язку [3]. Антена має розбірну конструкцію, кріплення елементів на гайках "баранцях", траверс розбирається на дві половини. Має високе підсилення у смузі частот 115-500 МГц. Містить жорсткі директори, які вкручуються у траверс. Час розгортання ~10 хв (без урахування часу на кріплення до щогли). Недоліками відомої логоперіодичної вібраторної антени ECY-B1 є незадовільно великий час її розгортання-згортання в умовах мобільних постів із-за наявності великої кількості дрібних деталей та відносно вузькою діапазонністю, що виключає її використання для роботи зі сучасними видами широкосмугових сигналів. В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом розроблення механізму розгортання антени забезпечити надійність спрацювання механізму розгортання, зниження трудомісткості й забезпечення оперативності її розгортання та розширення діапазону робочих частот при збереженні габаритних характеристик. Для досягнення першої мети заявленого технічного рішення антена виконана як єдиний нерозбірний пристрій, спроможний оперативно розгорнутися або згорнутися у транспортне положення. Друга мета технічного рішення досягнута шляхом зміни форми пліч симетричного вібратора у нижній частині діапазону частот. Порівняння технічного рішення, що заявляється, із прототипом, дозволяє зробити висновок, що складана логоперіодична вібраторна антена відрізняється тим, що складається з двох модулів, першого - метрового діапазону хвиль, другого - дециметрового. Вібратори другого модуля виконані у вигляді гнучких мідних дротів, які під час розгортання антени натягуються на капроновій мотузці. У свою чергу капронова мотузка натягується під час розкриву лівої та правої частини вібратора першого модуля, який виконано як площинний вібратор у формі рівнобедреного трикутника, плечі якого шарнірно з'єднані з верхньою та нижньою трубками траверсу. Фіксування лівої та правої частини трикутного вібратора здійснюється важільною системою на тиловому боці траверсу. Таким чином, складана логоперіодична вібраторна антена, що заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". На фіг. 1 надано конструкція запропонованої складаної логоперіодичної вібраторної антени. Антена конструктивно містить лінію збудження із алюмінієвих паралельних трубок квадратного перерізу, що є траверсом 1 (див. фіг. 1) для розміщення елементів. Обидва полотна вібраторів другого модуля 2 складаються з гнучкого мідного дроту діаметром 4 мм та з'єднані з траверсом за допомогою мідних клем через шайбу з нержавіючої сталі. Під час розгортання антени вібратори другого модуля 2 натягуються за рахунок натягнення їх на капроновій мотузці 3. Натягнення мотузки 3 здійснюється під час розкриву трикутних вібраторів першого модуля 4. Фіксуються вібратори першого модуля 4 мотузкою 6 важільної системи 5. Вібратори першого модуля з важелем важільної системи, як і траверс, виконані з алюмінієвих трубок квадратного перерізу. Шарнірні з'єднання механізму розгортання антени виконані зі стальних швелерів (див. фіг. 2). Вібратори першого модуля антени виконані у вигляді складаної конструкції (див. фіг. 3). Кожний вібратор складається з направляючої 1 та двох бічних алюмінієвих трубок 2 квадратного перерізу, які під час розкладання антени розходяться від направляючої на кут 10° кожний та фіксуються гайкою "баранцем" 3. 1 UA 113095 U 5 10 Гвинти, болти, гайки виготовлені з високоякісної нержавіючої сталі. Матеріал траверсу та вібраторів першого модуля - алюмінієвий сплав АД-31. Вага антени становить 7 кг. Запропонована складана логоперіодична вібраторна антена розрахована на частотний діапазон від 40 до 500 Мгц, з якого вираз для частот робочої ділянки [2]: f 500 B B   12,5 . (1) fH 40 Період логоперіодичної структури антени становить =0,88, відносна відстань між вібраторами =0,033. З урахуванням зазначених параметрів запропонована антена має ширину структури Bs=15,28 та активну ділянку Ваr=1,22, кут розкриву α = 68°. Довжина антени 1,93 м та кількість вібраторів 23 (див. фіг. 1). Розміри антени подано у табл. 1. Таблиця 1 Номер вібратора 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 15 20 25 30 Довжина вібратора, м 3,75=Lmax 3,30 2,90 2,56 2,25 1,98 1,74 1,53 1,35 1,19 1,04 0,92 0,81 0,71 0,63 0,55 0,49 0,43 0,38 0,33 0,29 0,26 0,23=Lmin Відстань між вібраторами, м 0,25 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 Складана логоперіодична вібраторна антена у транспортному положенні укладається в чохол розмірами 2010×600 мм. Для приведення у робоче положення антена кріпиться на щоглі за допомогою U-подібних хомутів у вертикальній або горизонтальній площині залежно від поляризації випромінювання. Далі розгортаються вібратори першого модуля у перпендикулярне траверсу положення. Для натягування вібраторів другого модуля і фіксування вібраторів першого модуля важільна система на тильному боці траверсу переводиться з положення "на траверсі" у положення "від траверсу". Згортання антени здійснюється у протилежному порядку. Підвищення ефективності застосування першого технічного рішення, що заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок використання механізму розгортання антени, що, у свою чергу, скорочує час її розгортання у десять разів. Підвищення ефективності застосування другого технічного рішення досягається за рахунок використання першого модуля вібраторів трикутної форми. Усі деталі запропонованої антени відповідно до корисної моделі мають просту форму та виконані з широко використовуваних на практиці матеріалів. Це дозволяє реалізувати виготовлення антен у серійному виробництві легко й дешево. Джерела інформації: 1. Ротхаммель К., Кришке А. Антенны. Том 1. (11 издание): Пер. с нем. - М.:Данвел, 2007. 416 с: ил. Стор. 341-348. 2 UA 113095 U 2. Ротхаммель К., Кришке А. Антенны. Том 2. (11 издание): Пер. с нем. - М.:Данвел, 2007. 416 с: ил. Стор. 155-159. 3. http://www.rfm.com.ua тактико-технічні характеристики логоперіодичної спрямованої антени ECY-B1. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Складана логоперіодична вібраторна антена, яка виконана як єдиний нерозбірний пристрій, спроможний оперативно розгорнутися або згорнутися у транспортне положення, яка відрізняється тим, що її вібратори виконані у вигляді гнучких мідних дротів, які під час розгортання антени натягуються на капроновій мотузці, у свою чергу капронова мотузка натягується під час розкриву симетричних вібраторів першого модуля, що шарнірно з'єднані з верхньою та нижньою трубками траверсу, фіксування симетричних вібраторів першого модуля здійснюється важільною системою на тильному боці траверсу. 2. Складана логоперіодична вібраторна антена за п. 1, яка відрізняється тим, що симетричний вібратор першого модуля виконано як площинний вібратор у формі рівнобедреного трикутника, плечі якого шарнірно з'єднані з верхньою та нижньою трубками траверсу, тобто до провідників двопровідної розподільної лінії. 3 UA 113095 U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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