×
10.07.2015
216.013.6148

БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и бортовая коротковолновая антенна (БКВА) подвижного объекта (ПО) может быть использована в качестве передающей ненаправленной антенны для работы как ионосферными, так и поверхностными волнами совместно с KB радиостанцией средней мощности, установленной на борту ПО. Техническим результатом при использовании БКВА является повышение ее КПД в режиме поверхностных волн и исключение демаскирующих признаков, указывающих на факт установки антенны на ПО. Для этого БКВА состоит из промежуточного возбудителя (ПрВ)1, выполненного из двух включенных параллельно П-образных проводников, установленных вертикально и параллельно боковым поверхностям ПО. Проекция периметра каждого П-образного проводника вписана в пределы площади боковой поверхности ПО. Средняя часть крышевой поверхности 3 ПО выполнена диэлектрической, а периферийные - металлическими. Над горизонтальной частью каждого П-образного проводника установлены экранирующие элементы (ЭЭ). Один конец ПрВ 1 подключен к блоку настройки и согласования 9, другой - к блоку дискретных реактивных нагрузок. Изменением распределения амплитуд тока вдоль ПрВ 1 обеспечивается диапазонная работа антенны как ионосферными, так и поверхностными волнами. Повышение КПД антенны достигается возбуждением корпуса ПО. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и, в частности, заявленная бортовая коротковолновая антенна (БКВА) подвижного объекта (ПО) может быть использована в качестве передающей ненаправленной антенны зенитного излучения совместно с коротковолновой (KB) радиостанцией средней мощности, установленной на борту ПО, например автомобиля.

Известны БКВА, установленные на борту ПО, описанные в книге Гвоздев И.Н. и др. Характеристики антенн радиосистем связи. - Л.: ВАС, 1978, Табл. 77, 78. - С.101-105. Указанные БКВА представляют собой малогабаритные излучатели (МГИ) емкостного типа: в виде двух параллельно включенных несимметричных вибраторов (с.101), симметричного вибратора, горизонтально закрепленного на металлической крыше ПО, или магнитного типа (с.103-105); в виде одной или нескольких включенных в параллель вертикальных рамок, установленных на металлической крыше ПО. Излучатели емкостного и магнитного типов подключены к блоку настройки и согласования (БНС), вход которого подключен к выходу бортовой радиостанции.

Недостатком указанных аналогов является их низкая эффективность, характеризуемая коэффициентом полезного действия (КПД), что обусловлено высоким уровнем нескомпенсированного связанного реактивного ноля. Это в свою очередь приводит к дополнительным тепловым потерям в органах настройки и элементах конструкции антенны.

Известна также БКВА, описанная в книге: Виноградов Б.А. и др. Радиочастотная служба и антенные устройства. - Л.: ВАС, 1982.- С.113-114. Антенна состоит из П-образной щели, вырезанной в боковых и верхней стенках металлического кузова автомобиля, промежуточного возбудителя, установленного в металлизированном подкрышевом пространстве ПО непосредственно у раскрыва горизонтальной части щели. Промежуточный возбудитель выполнен в виде многовитковой рамки с возможностью изменения числа витков путем их замыкания на корпус ПО. Вход промежуточного возбудителя подключен к БНС, который в свою очередь подключен к выходу бортовой радиостанции.

Недостатком рассмотренного аналога является также относительная низкая эффективность (КПД) как из-за тепловых потерь в витках промежуточного возбудителя, так и из-за малой действующей длины щелевого излучателя.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявленной БКВА является известная Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта по патенту РФ №2484560, МПК H01Q 9/00, опубл. 10.06.2013 г.

Антенна-прототип состоит из промежуточного возбудителя (ПрВ) в виде изогнутого в вертикальной плоскости проводника, установленного над металлической поверхностью в пределах металлизированного подкрышевого пространства (МПКП) вдоль его предельной оси симметрии. Один конец ПрВ подключен к блоку реактивных дискретных нагрузок (БРДН), второй - к БНС. Средняя часть крышевой поверхности ПО выполнена диэлектической. К примыкающим к центру МПКП кромкам металлических частей крышевой поверхности подключены экранирующие элементы (ЭЭ) в виде ленточных проводников. На кузове ПО шарнирно закреплены концевые емкостные нагрузки, обеспечивающие работу антенны в режиме земных волн.

Благодаря установке промежуточного возбудителя в подкрышевом пространстве и использованию экранирующих элементов обеспечивается возбуждение корпуса ПО, что повышает эффективность БКВА в целом.

Однако ближайший аналог имеет недостатки, заключающиеся в относительно низкой эффективности работы в режиме земных волн; в наличии демаскирующих признаков факта размещения на борту ПО KB антенны, обусловленные необходимостью использования громоздких концевых емкостных нагрузок.

Целью изобретения является разработка БКВА, обеспечивающей повышение ее КПД в режиме земной волны при одновременном исключении демаскирующих признаков, указывающих на факт установки на ПО KB бортовой антенны.

Поставленная цель достигается тем, что в известной БКВА ПО, средняя треть металлической крышевой поверхности которого выполнена диэлектрической, содержащей ПрВ с ЭЭ, подключенный одним концом к БДРН, а другим - к БНС, вход которого подключен к выходу бортовой радиостанции, ПрВ выполнен в виде двух параллельно включенных вертикальных П-образных проводников. П-образные проводники установлены параллельно боковым стенкам ПО вне его экранированного внутреннего объема. Горизонтальная часть каждого П-образного проводника расположена в металлизированном подкрышевом пространстве ПО. Каждая пара ЭЭ установлена над горизонтальной частью П-образного проводника, и каждый ЭЭ одним концом подключен к кромке металлической части крышевой поверхности, примыкающей к ее диэлектической части. Между примыкающими к друг другу торцами ЭЭ в середине горизонтальной части каждого П-образного проводника установлен зазор Δ=(0,9-l,5)d, где d - диаметр поперечного сечения П-образного проводника. ЭЭ выполнены в виде ленточных проводников и установлены на расстоянии (2-4)·10-4 λmax, где λmax - максимальная длина волны рабочего диапазона волн, от поверхности П-образного проводника.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет изменения распределения амплитуд тока вдоль П-образного проводника обеспечивается либо формирование диаграммы направленности (ДН) с максимумом излучения в зенит (режим ионосферных волн), либо ДН с максимумом, ориентированным вдоль поверхности земли, чем обеспечивается эффективная работа антенны в каждом из режимов.

Одновременно практически исключаются демаскирующие признаки факта установки на борту ПО KB антенны.

Заявленная БКВА поясняется чертежами, на которых показано:

на фиг.1 - общий вид БКВА (вид сбоку);

на фиг.2 - вид БКВА сверху;

на фиг.3 - эквивалентная схема антенны;

на фиг.4 - распределение амплитуд тока:

а) в режиме ионосферных волн;

б) в режиме земных волн;

фиг.5 - диаграммы направленности БКВА в режиме ионосферных и земных волн;

фиг.6 - результаты сравнительных измерений уровня излучаемого электрического поля.

Бортовая коротковолновая антенна подвижного объекта, показанная на фиг.1, состоит из ПрВ 1, выполненного в виде двух параллельно включенных П-образных проводников с диаметром поперечного сечения d, с горизонтальной частью lг и вертикальными частями с высотами по lв, П-образные проводники установлены вертикально и параллельно боковым поверхностям ПО вне его экранированного внутреннего объема 2. Проекция периметра каждого П-образного проводника вписана в пределы площади боковой поверхности ПО. Средняя часть крышевой поверхности 3 длиной Lд выполнена диэлектической, а ее две периферийные части с длинами по Lм - металлическими. По два ЭЭ 4 в виде ленточных проводников шириной «вэ» установлены над горизонтальной частью каждого П-образного проводника, которая в свою очередь размещена в подкрышевом пространстве 5 высотой Hп, экранированном от внутреннего объема 2 ПО. Один конец каждого ЭЭ 4 подключен к кромке металлической части крышевой поверхности 6, примыкающей к ее диэлектической части 3 (сечения О-О′ на фиг.1, 2). Между примыкающими друг к другу торцами ЭЭ 4 в середине горизонтальной части каждого П-образного проводника 1 установлен зазор Δ=(0,9-1,5)d. В частности, ЭЭ 4 могут быть выполнены в виде полуцилиндрического проводника, установленного соосно с П-образным проводником 1 (см. фиг.1а). ЭЭ 4 установлены на высоте tэ от поверхности горизонтальной части П-образного проводника 1. П-образные проводники 1 с помощью горизонтальных отрезков проводника длиной lпр 7 соединены в параллель и подключены одним концом к БДРН 8, а другим - к БНС 9. Вход БНС 9 подключен к выходу бортовой радиостанции (на фиг.2 не показана).

БНС 9 предназначен для настройки и согласования антенны во всем рабочем диапазоне частот. БНС 9 может быть выполнен в различных вариантах, в частности в виде Г-образной схемы, показанной на фиг.3. В данном варианте БНС 9 включает конденсатор переменной емкости Cн (элемент настройки) и конденсатор переменной емкости Cс (элемент согласования). Порядок расчета Cн и Cс известен и описан, например, в книге: Гавеля Н.П., Истрашкин А.Д. и др. Антенны. Часть I. Под ред. Ю.К. Муравьева. - Л.: ВКАС 1963. - С.538-542.

БДРН 8 предназначен для подключения к ПрВ реактивной нагрузки, при которой с помощью дискретных емкостных элементов (ДРЭ) в соответствующем поддиапазоне частот обеспечивается формирование пучности (режим ионосферных волн) или узла (режим земных волн) тока в центре горизонтальных частей П-образных проводников 1. В качестве БРДН 8 может быть использовано известное техническое решение: «Дискретная реактивная цепь» по патенту РФ №2355102, опубл. 10.05.2009 г.

Заявленная БКВА работает следующим образом.

При подключении входа БНС 9 к выходу радиостанции высокочастотный (в.ч.) ток протекает по параллельно включенным П-образным проводникам 1. Распределение амплитуд в.ч. токов по проводникам 1 будет определяться выбранной рабочей частотой fp и номинальным значением емкостной нагрузки, подключенной в БДРН 8 с помощью замыкания (размыкания) контактов соответствующих выключателей (см. фиг.3). Значение реактивной нагрузки на заданной рабочей частоте определяют в зависимости от выбранного режима работы. При работе ионосферными волнами максимум ДН необходимо формировать в зенит, следовательно пучность в.ч. тока должна быть установлена в центре горизонтальной части П-образных проводников, как показано на фиг.4а. При необходимости работы в режиме земных волн максимум ДН необходимо формировать под углами, близкими к горизонту. В этом случае в центре горизонтальной части П-образных проводников устанавливают узел в.ч. тока, как показано на фиг.4б. При этом площадь тока вдоль вертикальных сторон П-образных проводников максимальна и основная энергия излученного поля будет ориентирована вдоль поверхности земли. В то же время, на горизонтальных проводниках имеют место противофазные участки в.ч. токов, что существенно снижает уровень излучения в зенит.

При протекании в.ч. токов по горизонтальному участку П-образных проводников 1 в зазорах Δ между торцами ЭЭ 4 с некоторым коэффициентом трансформации Кт возбуждается ЭДС, под действием которой в.ч. ток растекается по металлической поверхности кузова ПО. Таким образом, эквивалентная схема заявленной антенны, показанная на фиг.3, представляет собой (в режиме ионосферных волн) эквивалентный симметричный вибратор с плечами длиной DА. Входное сопротивление ZА эквивалентного симметричного вибратора, образованного металлической поверхностью кузова ПО, с коэффициентом трансформации Кт подключено к выходу радиостанции, к которому также подключено комплексное сопротивление, образованное П-образными проводниками с подключенными к ним емкостными нагрузками БДРН 8, БНС 9 и индуктивностями Lв вертикальных частей П-образных проводников. В режиме ионосферных волн пучность тока устанавливают с помощью БДРН 8 в центре горизонтальной части П-образных проводников 1 у зазора Δ (фиг.4а). При переходе на другую рабочую частоту для сохранения пучности тока в зазоре между ЭЭ 4 необходимо изменить суммарное значение емкостной нагрузки, подключенной к выходу БДРН 8. В режиме поверхностной волны в центре горизонтальной части П-образных проводников 1 устанавливают узел тока (фиг.4б) подключением соответствующего суммарного значения емкостной нагрузки БДРН 8. При этом на вертикальных частях П-образных проводников направления протекания в.ч. токов совпадают, а на горизонтальных противоположны. При этом основная излучаемая энергия будет ориентирована под углами, близкими к горизонту.

В режимах ионосферной и поверхностной волн возможна работа как в движении, так и на остановках ПО.

Возможность достижения сформулированного технического результата проверялась путем сравнительной оценки эффективности заявленной антенны и прототипа с использованием метода масштабного моделирования.

Исходные значения элементов заявленной антенны для работы в диапазоне 3-20 МГц (λmax=100 м) приняты следующими: lв=1,9 м; lг=4,1 м; (2Lм+Lд)=4,5 м; Нп=0,6 м; d=0,06 м; tэ=0,03 м; Δ=0,06 м; lпр=0,8 м; lэ=0,72 м.

Сравнительные измерения уровней напряженности электрического поля излучения заявленной антенны EЗА, ∂Б и прототипа Eпр, ∂Б проводилась в дальней зоне излучения. На каждой частоте измерения контролировалось равенство мощности, подводимой к сравнимым антеннам. Результаты измерений, приведенные на фиг.6, показывают, что в диапазоне частот 3-20 МГц относительный выигрыш ΔЕ, ∂Б=EЗА, ∂Б - Eпр, ∂Б в режиме ионосферных волн составляет 1-3 ∂Б, а в режиме земных волн - 4-8, ∂Б. При равенстве подводимой к антеннам мощности увеличение уровня излученной мощности означает, что заявленная антенна имеет во столько же раз более высокий КПД. Измеренные характеристики направленности антенны в режиме ионосферных (фиг.5а) и поверхностных (фиг.5б) волн подтверждают возможность двухмодовой работы заявленной антенны как в движении, так и на остановках. Следовательно, подтверждается возможность достижения сформулированного технического результата при использовании заявленного устройства.


БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
БОРТОВАЯ КОРОТКОВОЛНОВАЯ АНТЕННА ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 70 items.
10.01.2013
№216.012.1a73

Подземная антенна

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенной технике, и, в частности, заявленная подземная антенна (ПА) может быть использована в качестве приемной или передающей антенны в коротковолновом (KB) или в ультракоротковолновом (УКВ) диапазонах. Техническим результатом от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472263
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.02.2013
№216.012.2c8a

Способ обнаружения сглаженных блоков электронного изображения с использованием вейвлет преобразования

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано для проверки подлинности электронных изображений. Техническим результатом является повышение вероятности обнаружения сглаженных блоков электронного изображения, образующихся при его преднамеренной фальсификации. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476929
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.03.2013
№216.012.3044

Способ обнаружения модификации электронного изображения (варианты)

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к информационным технологиям и, в частности, к способам проверки подлинности электронных изображений. Техническим результатом заявляемых решений является повышение вероятности обнаружения модификации электронного изображения. Двухмерное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477891
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.3066

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи. Сущность способа частотного зондирования состоит в том, что процесс передачи данных на выбранной частоте перемежается с передачей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477925
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.350d

Магистральная линия связи

Изобретение относится к технике связи, а именно к устройству, и может быть использовано в кабельных и воздушных линиях связи. Техническим результатом является разработка магистральной линии связи, требующей меньших экономических затрат на ее установку, в которой при заданном количестве каналов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479124
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.05.2013
№216.012.4551

Способ поляризационной адаптации коротковолновых радиолиний, работающих ионосферными волнами (варианты)

Изобретения относятся к области радиосвязи, а именно к коротковолновым (KB) радиолиниям, использующим отраженные от ионосферы радиоволны, и, в частности, к радиолиниям, обеспечивающим более устойчивую работу в условиях поляризационных замираний сигнала в точке приема, обусловленных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483322
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4a24

Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к бортовым декаметровым антеннам (БДМА) подвижных объектов (ПО). Техническим результатом является повышение КПД бортовой декаметровой антенны за счет более эффективного участия в излучении металлического корпуса подвижного объекта. Бортовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484560
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.11.2013
№216.012.803e

Система радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в системах радиосвязи с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от преднамеренных помех. Технический результат изобретения заключается в повышении скрытности и помехозащищенности. Для этого в передающую часть системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498503
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e2a

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, в режиме, когда на длительности элементарной посылки применяется одночастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502077
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.a022

Устройство синхронизации в системе радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Технический результат - сокращение времени поиска по задержке сигналов, повышение радиозащищенности и помехоустойчивости радиолинии. Для этого в одном устройстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506702
Дата охранного документа: 10.02.2014
Showing 1-10 of 74 items.
27.02.2013
№216.012.2c8a

Способ обнаружения сглаженных блоков электронного изображения с использованием вейвлет преобразования

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано для проверки подлинности электронных изображений. Техническим результатом является повышение вероятности обнаружения сглаженных блоков электронного изображения, образующихся при его преднамеренной фальсификации. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476929
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.03.2013
№216.012.3044

Способ обнаружения модификации электронного изображения (варианты)

Изобретение относится к области электросвязи, а именно к информационным технологиям и, в частности, к способам проверки подлинности электронных изображений. Техническим результатом заявляемых решений является повышение вероятности обнаружения модификации электронного изображения. Двухмерное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477891
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.3066

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи. Сущность способа частотного зондирования состоит в том, что процесс передачи данных на выбранной частоте перемежается с передачей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477925
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.06.2013
№216.012.4a24

Бортовая декаметровая антенна подвижного объекта

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к бортовым декаметровым антеннам (БДМА) подвижных объектов (ПО). Техническим результатом является повышение КПД бортовой декаметровой антенны за счет более эффективного участия в излучении металлического корпуса подвижного объекта. Бортовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484560
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.11.2013
№216.012.803e

Система радиосвязи

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в системах радиосвязи с повышенными требованиями к разведзащищенности и защите от преднамеренных помех. Технический результат изобретения заключается в повышении скрытности и помехозащищенности. Для этого в передающую часть системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498503
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e2a

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания

Способ оценивания отношения сигнал/помеха на длительности отрезка гармонического колебания относится к области радиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, в режиме, когда на длительности элементарной посылки применяется одночастотный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502077
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9fd5

Устройство автоматизированного управления полупроводниковыми элементами мостового выпрямителя

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Техническим результатом является построение устройства автоматизированного управления элементами мостового выпрямителя, как диодного, так и тиристорного мостового выпрямителя, исключающего влияние неисправностей типа «обрыв» и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506625
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.a022

Устройство синхронизации в системе радиосвязи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Технический результат - сокращение времени поиска по задержке сигналов, повышение радиозащищенности и помехоустойчивости радиолинии. Для этого в одном устройстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506702
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.04.2014
№216.012.b0a2

Устройство синхронизации в системе радиосвязи с программной перестройкой рабочей частоты

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в системах радиосвязи с программной (псевдослучайной) перестройкой рабочей частоты. Технический результат - обеспечение работы системы радиосвязи в условиях эффекта Допплера, повышение помехоустойчивости и разведзащищенности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510933
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b0b3

Способ передачи данных по многолучевому каналу связи с адаптивной настройкой корректирующего фильтра по информационным сигналам

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи данных, для последовательной передачи данных с адаптивной коррекцией внесенных каналом искажений на приемной стороне. Техническим результатом является отсутствие необходимости частой передачи зондирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510950
Дата охранного документа: 10.04.2014
+ добавить свой РИД