×
04.04.2018
218.016.3651

ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и предназначено для использования в качестве приемно-передающей антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями. Антенна выполнена в виде полого металлического конуса (ПМК) 1, установленного вертикально над проводящей поверхностью (ПП) 2 и обращенного к ней вертикально. С помощью диэлектрического зазора (ДЗ) 3 ПМК 1 разделена на две части: нижнюю 4 высотой h и верхнюю 4 высотой h. В полости верхней части 5 ПМК 1 установлен спиральный проводник (СП) 6, с возможностью коммутации числа его витков, включаемых в цепь высокочастотного тока антенны. Коммутацию числа витков осуществляют с помощью коммутатора 7, управляемого с выхода радиостанции. ПМК 1 подключен вершиной к центральному проводнику коаксиального фидера 11, экранная оболочка которого подключена к ПП 2. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот в низкочастотную область без увеличения ее физических размеров. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антенной технике, и, в частности, широкополосная антенна (ШПА) ультракоротковолнового (УКВ) диапазона предназначена для использования совместно с диапазонными УКВ радиостанциями.

Известна ШПА по патенту Франции №2446090, опубл. 25.04.1975 г. Антенна аналог состоит из биконического вибратора. К основанию каждого из конусов подключены логоспиральные проводники. Коаксиальный фидер подключен центральным проводником к вершине одного из конусов, а экранной оболочкой к вершине другого конуса.

Недостатком аналога является относительно узкий диапазон рабочих частот.

Известна также ШПА по патенту РФ №2207673, опубл. 27.06.2003 г. Антенна состоит из полого металлического конуса (ПМК) и расположенного над его вершиной параллельно плоскости основания проводника в форме однозаходной плоской спирали и коаксиального фидера, подключенного к ПМК.

Недостатком данного аналога является относительно узкий диапазон рабочих частот.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности к заявленной ШПА является ненаправленная ШПА по патенту РФ №2535178 от 10.12.2014 г.

Антенна-прототип состоит из полого металлического конуса (ПМК) высотой Н и с углом при вершине α. ПМК установлен вертикально над проводящей поверхностью (ПП) и обращен к ней вершиной. В полости ПМК установлен спиральный проводник (СП) в виде конической спирали высотой НС и с углом β при вершине. Вершина конической спирали подключена к внутренней поверхности ПМК у его вершины. Коаксиальный фидер подключен центральным проводником к вершине ПМК, а экранной оболочкой к ПП.

Недостатками прототипа являются:

относительно малый рабочий диапазон частот по согласованию, характеризуемый величиной коэффициента бегущей волны (КБВ).

Целью изобретения является разработка широкополосной антенны УКВ диапазона, обеспечивающей расширение диапазона рабочих частот в низкочастотную область.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной ШПА УКВ диапазона, содержащей ПМК высотой Н и с углом при вершине α, установленный вертикально над ПП и обращенный к ней вершиной, спиральный проводник (СП), установленный в полости ПМК, и коаксиальный фидер, подключенный центральным проводником к вершине ПМК, а экранной оболочкой к ПП, ПМК разделен диэлектическим зазором (ДЗ) Δ на нижнюю высотой hH и верхнюю высотой hB части. СП выполнен с возможностью коммутации числа его витков и подключен одним концом к примыкающей к ДЗ кромке нижней части ПМК. N≥2 витков СП снабжены выводами, которые подключены к соответствующим N входам коммутатора витков СП. Высокочастотный (в.ч.) выход коммутатора подключен к примыкающей к ДЗ кромке нижней части ПМК. N - разрядный управляющий вход коммутатора подключен к управляющему выходу радиостанции.

Высота Н ПМК выбрана из условия Н≥0,2λmax, где λmax - максимальная длина волны рабочего диапазона волн антенны. Соотношение высот hH и hB выбрано в пределах hH/hB=0,4-0,55, а угол α выбран в интервале α=80°-100°. СП установлен в полости верхней части ПМК.

Благодаря новой совокупности существенных признаков при работе антенны в диапазоне частот путем коммутации числа витков СП, подключенных к ДЗ, обеспечивается изменение электрической высоты конического излучателя, что позволяет повышать качество согласования и, следовательно, обеспечивает расширение диапазона рабочих частот в низкочастотную область.

Заявленная антенна поясняется чертежами, на которых показаны:

на фиг. 1 - общий вид антенны;

на фиг. 2 - электрическая схема коммутатора;

на фиг. 3 - рисунок, поясняющий работу антенны;

на фиг. 4 - эквивалентная схема антенны;

на фиг. 5 - результаты сравнительных измерений;

качества согласования – КБВ.

Заявленная ШПА УКВ диапазона, показанная на фиг. 1, состоит из ПМК 1 высотой Н и с углом α при вершине. ПМК 1 установлен вертикально над ПП 2 и обращен к ней вершиной. С помощью диэлектрического зазора 3, выполненного, например, в виде диэлектрической вставки толщиной Δ, ПМК 1 электрически разделен на две части: нижнюю 4 высотой hH и верхнюю 5 высотой hB. В полости верхней части 5 ПМК 1 установлен СП 6 в виде многовитковой катушки индуктивности. В общем случае СП 6 может быть установлен и в полости нижней части ПМК 1. Выбор места установки СП 6 определяется из конструктивных соображений. N≥2 витков СП 6 снабжены выводами 61-6N, которые подключены к соответствующим N входам коммутатора 7 СП 6 (на фиг. 1 показано пять выводов, т.е. N=5). Выводами 61-6N могут быть снабжены все витки или некоторые из них. Выбор числа N витков, снабженных выводами 61-6N, определяют, исходя из условия сохранения требуемого качества согласования в рабочем диапазоне частот.

В.ч. выход 7.1 коммутатора 7 подключен (точка «к») к примыкающей к ДЗ 3 кромке верхней части 5 ПМК 1. N-разрядный управляющий вход 7.2, коммутатора 7 с помощью N-разрядной шины 8 через отверстие 9 в ПМК 1 подключен к управляющему выходу радиостанции (на фиг. 1, 2 не показана).

Вход 6.6 СП 6 через отверстие 10 в ДЗ 3 подключен к примыкающей к ДЗ 3 кромке нижней части 4 ПМК 1 (точка «а»).

Коммутатор 7 предназначен для подключения (отключения) соответствующего числа витков СП 6, в цепь в.ч. тока ПМК 1 в зависимости от поддиапазона рабочих частот, в пределах которого работает радиостанция. Электрическая схема коммутатора может быть реализована различным образом, в частности, как показано на фиг. 2. Коммутатор 7 состоит из N автоматических переключателей 7.31-7.3N (на фиг. 2 N=5), с помощью которых изменяют номинал индуктивности СП 6, включаемого в в.ч. цепь ПМК 6. Управляющий сигнал на подключение (отключение) соответствующего контакта 7.4 автоматического переключателя 7.3 поступает по N-разрядному кабелю 8 на исполнительный элемент 7.5 от управляющего выхода радиостанции (на фиг. 1, 2 не показана).

Коаксиальный фидер 11 подключен центральным проводником к вершине ПМК 1 (точка «в»), а экранной оболочкой к ПП 2 (точки «с»).

Заявленная антенна работает следующим образом.

При включении радиостанции в сечении точек «с-в» подключения коаксиального фидера 11 (см. фиг. 2) возбуждается ЭДС. В зависимости от выбранного поддиапазона рабочих частот по N-разрядной шине 8 поступает управляющий сигнал на подключение соответствующей группы витков СП 6. На фиг. 2 показано, в частности, что замкнут контакт 7.4 автоматического переключателя 7.33. Это означает, что в цепь в.ч. тока включено индуктивное сопротивление XL части СП 6 от точки «а» до точки подключения вывода 7.2 (см. также фиг. 4).

Под действием возбуждающей ЭДС в.ч. ток проводимости Iпр протекает от точки «в» по образующей внешней поверхности нижней части 4 ПМК 1, затем по ее верхней кромке до точки «в» подключения вывода 6.6 СП 6 (см. фиг. 3 и фиг. 1). Затем в.ч. ток протекает по проводникам подключенных витков и через замкнутый контакт к точке «к» подключения СП 6 к кромке верхней части 5 ПМК 1. Далее в.ч. ток проводимости протекает по образующей внешней поверхности верхней части 5 ПМК 1 и от ее верхней кромки замыкается токами смещения I см на ПП 2, протекает по ней токами проводимости к точкам «с-с» подключения экранной оболочки коаксиального фидера 11 (см. фиг. 3).

Таким образом, эквивалентная схема антенны, показанная на фиг. 4, состоит из последовательно включенных: комплексного сопротивления ZH нижней части 4 ПМК 1, реактивного сопротивления индуктивного характера подключенных витков СП 6 и комплексного сопротивления ZB верхней части 5 СП 6. Коммутируя число витков, включенных в цепь в.ч. тока можно изменять величины XL и, следовательно, оказывается возможным в широком диапазоне рабочих частот антенны сдвигать рабочий диапазон по согласованию в низкочастотную область; сохраняя тем самым требуемый уровень КБВ, который для УКВ радиостанций принимают на уровне КБВ≥0,4.

Соотношения элементов конструкции ШПА УКВ диапазона, при которых достигается указанный технический результат, были определены экспериментально и составили:

hH/hB=0,4-0,55; Н≥0,2 λmax; α=80°-100°; число витков N СП 6 выбирают исходя из возможности достижения величины индуктивного сопротивления XL, обеспечивающего эквивалентное увеличение электрической высоты ПМК, при которой сохраняется величина КБВ≥0,4. В заявленной антенне общая длина провода СП 6 составляет (2,5-4) Н.

Оптимальными конструктивными параметрами являются средние значения указанных выше интервалов этих параметров.

Экспериментальная проверка возможности достижения указанного технического результата была выполнена путем сравнительных измерений качества согласования (КБВ) заявленной ШПА при следующих условиях:

Для заявленной ШПА: λmax=2 м; волновое сопротивление фидера ρф=50 Ом; Н=0,4 м; hH=0,2 м; hB=0,2 м; длина провода витков составила 2,5 м; число витков N=8, диаметр провода - 2 мм; α=80°; диэлектрическая вставка из стеклотекстолита Δ=5 мм.

Для прототипа: λmax=2 м; ρф=50 Ом; Н-0,4 м; α=80°; длина провода витков составила 1,5 м; диаметр провода 2 мм.

Результаты измерений, приведенные на фиг. 5, дают основание для следующих выводов. При равных физических высотах заявленной ШПА и прототипа у заявленной антенны уровень КБВ≥4 обеспечивается, начиная с электрического размера Н/λ=0,12 у прототипа с Н/λ=0,19. Расширение рабочего диапазона антенны по согласованию в область более низких частот обеспечивается за счет трехкратного изменения числа витков СП 6 и, следовательно, значений реактивных сопротивлений включенных в цепь в.ч. токов, без увеличения физической высоты Н ПМК.

Полученные результаты сравнительных измерений подтверждают возможность достижения указанного технического результата при использовании заявленной ШПА.


ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА УЛЬТРАКОРОТКОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 86.
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
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
20.07.2014
№216.012.df76

Тестер уровня инновационного интеллекта личности

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам, используемым для психологических измерений интеллекта. Техническим результатом является повышение оперативности тестирования сложного конструкта инновационного интеллекта личности. Тестер состоит из блоков: управления 1,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522992
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.12.2014
№216.013.0eb0

Коническая ультракоротковолновая антенна

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями. Технический результат - формирование равномерной диаграммы направленности в меридиональной плоскости и снижение электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535177
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0eb1

Ненаправленная широкополосная антенна

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с широкополосными радиостанциями. Технический результат - расширение рабочего диапазона путем обеспечения функционирования антенны в диапазоне низких частот....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535178
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.01.2015
№216.013.1d39

Диапазонный ультракоротковолновый вибратор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве приемной и/или передающей УКВ антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями. Технический результат - возможность формирования неискаженной формы диаграммы направленности (ДН) и уменьшение электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538909
Дата охранного документа: 10.01.2015
Показаны записи 1-10 из 50.
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
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
20.07.2014
№216.012.df76

Тестер уровня инновационного интеллекта личности

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам, используемым для психологических измерений интеллекта. Техническим результатом является повышение оперативности тестирования сложного конструкта инновационного интеллекта личности. Тестер состоит из блоков: управления 1,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522992
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.12.2014
№216.013.0eb0

Коническая ультракоротковолновая антенна

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями. Технический результат - формирование равномерной диаграммы направленности в меридиональной плоскости и снижение электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535177
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0eb1

Ненаправленная широкополосная антенна

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в качестве приемной и/или передающей антенны совместно с широкополосными радиостанциями. Технический результат - расширение рабочего диапазона путем обеспечения функционирования антенны в диапазоне низких частот....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535178
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.01.2015
№216.013.1d39

Диапазонный ультракоротковолновый вибратор

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве приемной и/или передающей УКВ антенны совместно с широкодиапазонными УКВ радиостанциями. Технический результат - возможность формирования неискаженной формы диаграммы направленности (ДН) и уменьшение электрических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538909
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.26fa

Устройство определения ролевой функции участника творческого коллектива

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам психологического моделирования действий лиц, вовлеченных в практически важные ситуации. Техническим результатом от использования заявленного устройства является повышение оперативности оценки характеристик испытуемых....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541431
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.4254

Прибор для рейтинговой оценки уровня готовности к инновационной деятельности

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам психологического моделирования действий лиц, вовлеченных в практически важные ситуации. Прибор состоит из блока кодирования ответов (БКО), блока вычисления частных показателей (БВЧП), блока индикации (БИ), блока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548478
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.07.2015
№216.013.6148

Бортовая коротковолновая антенна подвижного объекта

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556446
Дата охранного документа: 10.07.2015
+ добавить свой РИД