Результат интеллектуальной деятельности: ДУБЛЕТ-АНТЕННА

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике, а именно к антенно-фидерным устройствам декаметрового и метрового диапазонов длин волн, и может быть использовано для повышения надежности систем радиосвязи стационарных узлов и объектов связи в условиях отрицательного воздействия различных факторов внешней среды.

Известны дублет-антенны, именуемые также шлейф-вибраторами, предназначенные для повышения надежности систем радиосвязи в сложных внешних условиях эксплуатации, состоящие из двухсекционной активной части шлейф-вибратора (точки А₁-А₂-А₃-А₄-А₅ и В₁-В₂-В₃-В₄-В₅ на фиг.1) в виде симметричного пластинчатого вибратора и пассивной части П-образной формы того же шлейф-вибратора (точки А₂-А₃-А₆-А₈-В₈-B₆-B₃-B₂-B₇-А₇ на фиг.1), выполняемых из пластинчатых металлических проводов, либо заменяющих их плоских металлических сеток /1/.

Известны также и другие конструкции дублет-антенн, содержащие активную часть шлейф-вибратора в виде симметричного пластинчатого вибратора и пассивную часть того же шлейф-вибратора П-образной формы, выполняемых из пластинчатых металлических проводов или металлических сеток /2/.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является дублет-антенна /2/, отличающаяся от антенны /1/ несколько другими поперечными размерами используемых в антенне пластинчатых проводов, но в которых не обеспечивается равномерное распределение тока вдоль секций активной части шлейф-вибратора, что приводит к снижению коэффициента усиления всей антенны, и кроме того к ухудшению согласования антенны с фидером.

Для устранения указанных недостатков в конструкции дублет-антенны, имеющей активную часть шлейф-вибратора в виде симметричного пластинчатого вибратора и пассивную часть того же шлейф-вибратора П-образной формы, выполняемых из пластинчатых металлических проводов, либо заменяющих эти провода плоских металлических сеток, симметричный пластинчатый вибратор активной части шлейф-вибратора выполнен в виде трехсекционного пластинчатого вибратора той же геометрической длины, состоящего из трех секций: двух боковых плеч и одной средней секции, в котором центральные жилы кабелей питающего антенну радиочастотного симметричного фидера электрически подключаются к плечам трехсекционного вибратора в точках (А и В на фиг.2 и 3), противоположных концам этих плеч и находящихся на продольной оси этого вибратора, а экранные оболочки электрически подключаются к средней секции в точках (A₀ и В₀ на фиг.2 и 3), лежащих на той же продольной оси и являющихся ближайшими к точкам подключения к плечам трехсекционного пластинчатого вибратора центральных жил кабелей питания, причем края плеч и средней секции в местах электрического подключения центральных жил и экранных оболочек кабелей к трехсекционному вибратору выполняются заостренными.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «новизна».

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемым решениям соответствие критерию «существенные отличия».

На фиг.1 показана электрическая схема дублет-антенны из пластинчатых проводов, принятая в качестве прототипа; на фиг.2 показана электрическая схема дублет-антенны из пластинчатых проводов с введением в активную часть шлейф-вибратора прямоугольной средней секции; на фиг.3 показана электрическая схема заявляемой дублет-антенны из пластинчатых проводов с введением нами в активную часть шлейф-вибратора средней секции и плеч вибратора с заостренностями; на фиг.4 показано распределение тока вдоль активного вибратора дублет-антенны для прототипа и заявляемого устройства.

Примером конкретного выполнения может служить дублет-антенна, показанная на фиг.3, которая содержит активную часть шлейф-вибратора в виде боковых плеч 1 и средней секции 4, пассивную часть шлейф-вибратора, выполненную в виде шлейфа 2, симметричный радиочастотный фидер питания 3, состоящий из двух радиочастотных кабелей питания, подключаемых центральными жилами в точках 5 (А и В) к боковым плечам трехсекционного пластинчатого вибратора, а экранными оболочками в точках 6 (A₀ и В₀) к средней секции 4 трехплоскостного пластинчатого вибратора. Причем подключение центральных жил и экранных оболочек кабелей осуществляется в местах заострений как средней секции, так и плеч симметричного вибратора.

Дублет-антенна работает следующим образом. При подключении радиопередатчика ко входу симметричного фидера 3 высокочастотная энергия распространяется по питающим кабелям в левую и правую секции трехсекционного вибратора 1 через соответствующие точки подключения центральных жил и экранных оболочек к плечам вибратора и к средней секции 4 в виде вытекающих в секции вибраторов токов возбуждения. Эти токи секций активных частей как прототипа, так и заявляемого устройства имеют одинаковое направление. А вот распределение токов вдоль секций, как это видно из фиг.4, различается. Более равномерное, с увеличенной амплитудой распределение токов в заявляемом устройстве обеспечивает существенное увеличение коэффициента усиления антенны по сравнению с прототипом.

Заостренность секций в местах подключения кабелей питания приводит к более равномерному распределению первоначального возбуждающего тока в поперечном направлении. Что также улучшает электрические характеристики антенны.

Проведенные экспериментальные исследования доказали получаемый технический результат: за счет дополнительно введенной средней части в пластинчатом вибраторе дублет-антенны появляется более равномерное распределение тока, приводящее к увеличению коэффициента усиления антенны на 25-30%, а внесение точек питания вглубь вибратора улучшает согласование антенны с фидером и, соответственно, повышает коэффициент бегущей волны на 15-20%.

Таким образом, поставленная цель - разработка устройства, позволяющего существенно повысить эксплуатационные значения коэффициентов усиления антенны и бегущей волны - достигнута.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства, заключается в возможности повысить надежность функционирования сетей и направлений радиосвязи узлов и объектов связи в сложных условиях внешней обстановки.

Количественная величина технико-экономического эффекта от предложенного устройства зависит от способов организации радиосвязи, типа применяемых радиоэлектронных средств, их условий электромагнитной совместимости и внешних условий обстановки.

Источники информации

1. Приемная антенна. Заявка на патент №2119901 от 1972. Франция / Керавенант Б.

2. Дублет-антенна, согнутая из пластин: заявка на патент №2311422 от 1977. Франция / Дубост Г., Хавот Н. Дублет-антенна. Заявка на патент Франция №2279233 от 1976 (прототип).