ВИБРАТОР Российский патент 1997 года по МПК H01Q5/00 H01Q9/28 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в антеннах линейной поляризации, предназначенных для систем различного назначения /например, приема радио- и телевещания/.

Одной из проблем, возникающих в антенной технике, является увеличение коэффициента направленного действия /КНД/ и рабочего диапазона волн /Δλ/ при простоте запитки антенны/наличии всего одного зазора между проводниками полотна антенны, к которому приложена ЭДС возбуждения/.

Известны антенны линейной поляризации, состоящие из вибратора с ромбовидными плечами, к зазору между которыми подведена ЭДС возбуждения /1,2/. Недостатки таких антенн относительно малые КНД и Dl.

Наиболее близким аналогом является антенна Бабынина /3/, представляющая собой вибратор, состоящий из двух плоских ромбовидных ячеек, каждая из которых разделена перемычками на ячейки меньших размеров. Антенна работает в нескольких диапазонах частот с одинаковой или перпендикулярными поляризациями излучения. Ее недостаток сложность запитки.

Поставленная задача создание конструкции вибратора, позволяющего увеличить КНД и Dl при простоте возбуждения /подведение ЭДС к одному зазору между проводниками антенны/.

Для решения поставленной задачи вибратор выполнен в виде расположенной в одной плоскости совокупности проводников, размещенных симметрично относительно осей X, Y декартовой системы координат, с зазором для ЭДС возбуждения в начале координат О. При этом основные У-образные проводники образуют основные ромбовидные ячейки, а дополнительные У-образные проводники образуют дополнительные ромбовидные ячейки, геометрически подобные основным и расположенные внутри и вне ромбов. При этом два У-образных проводника с длиной плеча S_i развернуты X-образно относительно оси Y, в эти плечи на расстояниях от начала координат S₁, S₂, S₀ и т.д. включены проводники длиной L₁, L₂ L₀ и т. д. так что их концы /или продолжения их концов/ перекрещиваются на оси X; при этом две пары проводников в точках П/ П/ на оси X замкнуты накоротко между собой /фиг. 1/. Вибратор на фиг. 2 отличается от вибратора на фиг. 1 тем, что Y-образные проводники вдоль оси Y полностью или частично замкнуты между собой шунтами /металлическими пластинами, проволочными сетками или проводниками иной формы/
Конструкция вибратора по пп. 1, 2,3 формулы изобретения представлена на фиг.1 и 2.

Вибратор содержит две пары основных Y-образных проводников 1, образующих два ромба /плечи вибратора/, в частности они могут быть и квадратами, как показано на чертежах; первые и вторые дополнительные Y-образные проводники 2,3, отрезки проводника 4, представляющие собой продолжение основных Y-образных проводников за вершины ромбов, симметричные относительно оси вибратора, шунты 5.Рефлектор / по п. 4 формулы/ на чертежах не показан. Плечи вибратора образуют зазор в точке 0, к которому подведена ЭДС возбуждения.

Вибратор работает следующим образом.

ЭДС возбуждения, приложенная к зазору в точке 0, вызывает токи на всех проводниках полотна вибратора с распределением, близким к синусоидальному. В зависимости от длины l /в рабочем диапазоне Dl/, выбора длины проводника L_i и расстояния до точки его включения S_i, а также от условия отражения тока от его конуса /проводники разомкнуты или короткозамкнуты/ пучности тока и направления токов будут изменяться, причем формируется поле излучения с составляющей, ориентированной вдоль оси Y, и максимумом излучения по нормали к плоскости XOY.

Физика работы вибратора, изображенного на фиг.2, в принципе не отличается. Однако конструкция вибратора на фиг.2 позволяет уменьшить его волнение сопротивление, что может быть полезно при выборе волнового сопротивления питающего фидера.

Следует отметить, что точки П/-П/ находятся под нулевым потенциалом. Это позволяет вводить через эти точки коаксиальный фидер, что исключает возможность возникновения антенного эффекта. В точках П можно устанавливать также металлические стойки для закрепления вибратора перед рефлектором /в простейшем случае плоским/.

Необходимо отметить, что возможно использование излучателя в виде одной или половин предлагаемого вибратора /антенна вдвое меньших размеров, но и меньшего КНД/, а также реализовать на основе предлагаемого вибратора линейные и плоские антенные решетки.

Таким образом, изобретение позволяет реализовать антенную систему линейной поляризации с высоким КНД, широкой полосой частот при простой и надежной конструкции.

Использование: антенны линейной поляризации для радиосвязи и ТВ. Сущность изобретения: плоский вибратор выполнен в виде двух плеч в форме ромбов, образованных основными У-образными проводниками, с дополнительными ромбовидными ячейками, вне и внутри ромбов, образованными дополнительными У-образными проводниками. Могут быть введены шунты и рефлектор. Достигнуты высокий КНД и широкая полоса частот при простоте и надежности конструкции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вибратор, содержащий основные V-образные проводники, расположенные в одной плоскости и образующие первый и второй ромбы с общей осью, проходящей через одну из диагоналей ромбов, одни концы основных V-образных проводников замкнуты вблизи центра вибратора по разные стороны от общей оси и подключены к фидеру, дополнительные первые и вторые V-образные проводники, образующие ячейки, подобные ромбам, отличающийся тем, что дополнительные V-образные проводники размещены соосно вдоль общей оси раскрывом к центру вибратора, при этом первые дополнительные V-образные проводники присоединены концами к основным V-образным проводникам внутри соответствующих ромбов, а вторые дополнительные V-образные проводники концами присоединены к введенным отрезкам проводника, которые являются продолжением прямолинейных участков основных V- образных проводников за вершины ромбов, симметричные общей оси. 2. Вибратор по п. 1, отличающийся тем, что в вершине угла первых дополнительных V-образных проводников концы проводников перекрещены без гальванического контакта, а в вершине угла вторых дополнительных V-образных проводников имеется разрыв. 3. Вибратор по п. 1, отличающийся тем, что в вершине угла первых дополнительных V-образных проводников имеется разрыв, а в вершине угла вторых дополнительных V- образных проводников концы проводников перекрещены без гальванического контакта, при этом введены V-образные шунты, соединяющие вершины ромбов, симметричные общей оси и образующие ромбовидные ячейки, идентичные ромбам вибратора. 4. Вибратор по пп. 1 3, отличающийся тем, что введен рефлектор, установленный параллельно плоскости вибратора.