Результат интеллектуальной деятельности: Широкополосная коротковолновая антенна, интегрированная в надстройку корабля

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве передающей либо приемной корабельной антенны коротковолнового диапазона.

Известны антенны, использующие элементы конструкции корабля, для излучения либо приема электромагнитных полей.

Transmission coupler antenna. US 5014068, 05.07.1991.

A broadband HF antenna fully integrated on naval ship. EP 2278659, 26.01.2011.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является изобретение ЕР 2278659, 26.01.2011.

Антенна для передачи или приема радиочастотных волн на корабле, включающая излучающий и возбуждающий элементы, соединенный с излучающим элементом.

Недостатком прототипа является то, что в качестве антенны используется металлическая надстройка корабля. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к замене металла материалами прозрачными для электромагнитных полей либо поглощающими его энергию. Это связано с необходимостью снижения уровня отраженного сигнала радиолокационных станций вероятного противника с целью затруднения обнаружения корабля и его идентификации по отраженному сигналу.

Целью изобретения является повышения действующий длины излучателя за счет противофазного возбуждения в излучающем элементе.

Поставленная цель достигается тем что, широкополосная коротковолновая антенна, интегрированная в надстройку корабля, включающая излучающий элемент и возбуждающий элемент, соединенный с излучающим элементом, при этом излучающий элемент представляет собой вертикальный проводник, длина которого не превышает половину длины волны максимальной частоты коротковолнового (KB) диапазона 30 МГц, вмонтирован в поверхность конструкции надстройки корабля, выполненной из материала, прозрачного для электромагнитных волн, а возбуждающий элемент представляет собой согласующий трансформатор для согласования несимметричного выхода коротковолнового передатчика с симметричным входом излучающего элемента, два высокочастотных кабеля, каждый из которых одним концом подключен к одному из двух симметричных выходов согласующего трансформатора, а вторым концом подключен к одному из двух входов излучающего элемента, возбуждающих в противофазе снизу и сверху высокочастотными сигналами KB диапазона излучающий элемент -вертикальный проводник.

На чертеже представлена блок-схема предложенной антенны. Обозначения, принятые на чертеже, следующие:

1. согласующий трансформатор с симметричным выходом;

2. высокочастотные кабели;

3. излучающий элемент;

4. элемент конструкции корабля из материала, прозрачного для электромагнитных полей.

При передаче информации по радиоканалу в KB диапазоне, сигнал от передатчика подается на вход согласующего трансформатора с симметричным выходом. С выхода согласующего трансформатора высокочастотный (в.ч.) сигнал по двум в.ч. фидерам в противофазе подается на противоположные концы излучающего элемента, вмонтированного в элемент конструкции корабля прозрачный для электромагнитного поля. В этом случае напряжение в верхней точке излучающего элемента будет изменяться в соответствии с выражением u_B=U_mcos(wt), а в нижней точке - u_H=-U_mcos(wt). Разность потенциалов между этими точками равна 2U_mcos(wt).

В результате противофазного возбуждения в излучающем элементе возникают в.ч. колебания тока с круговой частотой w, энергия которого преобразуется в энергию электромагнитных волн. При этом действующая длина антенны, - «излучающего элемента», будет равна длине, излучающего элемента в отличие от антенны прототипа, который возбуждается несимметрично в одной точке и на крайней верхней точке возбуждаемой металлической конструкции корабля ток будет равен нулю, как и у всех антенн штыревого типа, что снижает действующую длину излучателя. (Справочник по радиоэлектронике. Т. 1. Под ред. А.А. Куликовского. - М.: Энергия, 1967, стр. 281, 287.)

При работе на прием к входной клемме согласующего трансформатора подключается радиоприемное устройство. В этом случае, в соответствии с принципом дуальности (Радиотехника: Энциклопедия / Под ред. Ю.Л. Мазора, Е.А. Мачусского, В.И. Правды. - М.: ДМК Пресс. 2016), наведенная переменным электромагнитным полем на антенне - «излучающем элементе» ЭДС передается на вход радиоприемного устройства, настроенного на одну из частот KB диапазона, поскольку геометрический размер антенны выбран из условия обеспечения работы в KB диапазоне.