ВИБРАТОРНАЯ АНТЕННА Российский патент 1994 года по МПК H01Q9/24 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для решения задач связи и вещания.

Известны вибраторные антенны, состоящие из нескольких симметричных вибраторов, соединенных разветвленной фидерной линией, и радионепрозрачного (металлического или проволочного) плоского рефлектора.

Наиболее близкой к предлагаемой вибраторной антенне является антенна, состоящая из одного прямоугольного симметричного вибратора и радионепрозрачного рефлектора прямоугольной формы.

Однако такая антенна имеет недостаточную величину коэффициента усиления.

Целью изобретения является создание вибраторной антенны, позволяющей увеличить коэффициент усиления антенны при отсутствии разветвленной фидерной линии (одна точка питания); максимизировать коэффициент использования поверхности вибраторной антенны.

Поставленная цель достигается тем, что в антенную систему, состоящую из вибраторного излучателя с длиной плеча l и плоского рефлектора прямоугольной формы, введены два пассивных вибратора с длиной плеча l₁, т. е. не подключенных к линии питания вибратора, размещенных в общей с основным вибратором плоскости, параллельной плоскости рефлектора, причем пассивные вибраторы расположены на расстоянии d = (0,55-0,75) λ от основного вибратора, длина плеча пассивных вибраторов l₁ составляет (0,1-1,1)l, а стороны плоского рефлектора превосходят размеры активного вибраторного излучателя на (0,05-0,12) λ в плоскости Е с каждой стороны и отстоят на (0,2-0,35) λ в плоскости Н с каждой стороны от пассивного вибратора.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства.

Оно состоит из основного вибратора 1 с длиной плеча l, двух пассивных вибраторов с длиной плеча l₁ 2 и 3 и плоского рефлектора 4.

На практике наилучшие результаты могут быть получены, если активный вибратор резонансный полуволновый (l несколько меньше λ/4) или резонансный волновый (l несколько меньше λ /2).

Принцип действия предлагаемого устройства заключается в следующем. Возбужденные полем основного вибратора пассивные вибраторы создают вторичное поле, которое при выбранных расстояниях между вибраторами и длине пассивных вибраторов оказывается синфазным или близким к синфазному с полем основного вибратора в главном направлении, т. е. по нормали к плоскости рефлектора.

На фиг. 2 приведена экспериментальная диаграмма направленности F (θ) в плоскости Н предлагаемого устройства при d = = 0,65 λ и 2l = 2l₁ = 0,5 λ (пунктиром показана диаграмма направленности устройства без пассивных вибраторов).

Видно, что наличие пассивных вибраторов приводит к существенному сужению диаграммы направленности.

На фиг. 3 показана зависимость коэффициента направленного действия D предлагаемого устройства от расстояния d. Экспериментально определенный коэффициент усиления аналога (т. е. без пассивных вибраторов) составляет 7,2 дБ.

Видно, что наличие пассивных вибраторов приводит к росту коэффициента усиления на (2,0-2,5) дБ по сравнению с аналогом. Экспериментальные исследования показали также, что при использовании широкодиапазонных вибраторов длину пассивных вибраторов следует делать примерно на 10% больше, чем активного.

Коэффициент использования поверхности предлагаемого устройства по данным измерений оказался максимален, если размеры прямоугольного рефлектора превосходят размеры вибраторного излучателя с каждой стороны на (0,05-0,12) λ в плоскости Е и отстоят на (0,2-0,35) λ в плоскости Н от пассивного вибратора.

Использование: антенны для систем радиосвязи и радиовещания. Сущность полезной модели: для увеличения коэффициента усиления и коэффициента использования симметричного вибратора, снабженного плоским рефлектором, для пассивных вибратора размещенных на расстоянии (0,55 - 0,75) длины волны от основного вибратора, причем размер рефлектора превышает размер вибраторной антенны с каждой стороны на (0,05 - 0,12) длины волны в плоскости Е и отстоит на (0,20 - 0,35) длины волны в плоскости H от пассивного вибратора. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ВИБРАТОРНАЯ АНТЕННА, содержащая симметричный вибратор длиной l₁ и металлический рифлектор прямоугольной формы, отличающаяся тем, что введены два пассивных вибратора, расположенных параллельно симметричному вибратору на расстоянии d = (0,55 - 0,75) λ от него, где λ - длина волны, при этом длина пассивных вибраторов l₂ выбрана равной (1,0 - 1,1) l₁. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что сторона металлического рефлектора прямоугольной формы, параллельная осям вибраторов, выбрана равной L_E = l₂ + / 0,10 - 0,24 / λ, а сторона металлического рефлектора прямоугольной формы, перпендикулярна к осям вибраторов, равна L_н = 2d + ( 0,4 - 0,7 ) λ.