ВСЕНАПРАВЛЕННАЯ ВЫСОТНАЯ АНТЕННА Российский патент 1997 года по МПК H01Q1/28 

Изобретение относится к антенной технике. В задачах установления уверенной связи в различных диапазонах и повышения ее дальности необходимо повышать высоту установки антенн. Эти проблемы решаются путем строительства высоких радиобашен для установки антенн, либо с помощью аэростата. Известна антенна для средневолнового вещания [1] представляющая собой несимметричный вибратор в виде канатика, натянутого вертикально, который закреплен у основания земли с помощью изолятора, а верхний конец закрепляется на аэростате. Возбуждение такой антенны производится у основания поверхности.

Известна также антенна для системы связи очень низких частот [2] Антенна представляет собой четвертьволновый несимметричный вибратор в виде металлического троса, концы которого закреплены также на аэростате и земной поверхности (аналог). Таким образом, в рассмотренных видах антенн излучение и прием сигнала производится непосредственно на вертикальный провод.

Прототипом предлагаемого изобретения является выдвижная линия поверхностной волны [3] представляющая собой проводник, покрытый слоем диэлектрика, причем в качестве проводника предложено использовать стальной трос, покрытый медной фольгой. Такая однопроводная линия поверхностной волны выполняет не только функции линии передачи сигналов в широкой полосе частот, но также служит для крепления антенны. В [3] рассмотрены случаи крепления антенны на аэростате с помощью однопроводной линии и основным приемопередающим пунктом на земле, самолетом и летающей антенной. В любом случае однопроводная линия поверхностной волны выполняет роль фидерного тракта, служащего для передачи сигналов от приемопередатчика к антенне. Антенна является отдельной конструкцией, причем фидерный тракт и антенна гальванически связаны и согласованы между собой.

Предлагаемое изобретение позволяет применить однопроводную линию поверхностной волны непосредственно как конструктивный элемент высотной антенны. Это возможно, т.к. основная часть энергии электромагнитного поля однопроводной линии поверхностной волны сосредоточена вблизи провода в области радиусом равным длине волны [4] Любая неоднородность, находящаяся в этом поле, вызывает переизлучение энергии поля поверхностной волны. В этом случае отсутствуют потери энергии между фидерным трактом и антенной, т.к. переизлучающие элементы находятся непосредственно в электромагнитном поле поверхностной волны.

Схема всенаправленной высотной антенны представлена на фиг.1. Всенаправленная высотная антенна представляет собой однопроводную линию передачи (1), один конец которой нагружен на согласованную нагрузку (2) и крепится на аэростате (3), а другой конец связан с приемопередатчиком (4) и с помощью анкера (5) крепится к земле. Возбуждение однопроводной линии передачи осуществляется с помощью рупоров (6). Вблизи однопроводной линии передачи располагаются переизлучающие неоднородности, например, вибраторы (7). В зависимости от расположения вибраторов вдоль и вокруг провода однопроводной линии поверхностной волны можно получить различные диаграммы направленности на разных поляризациях и частотах. Таким образом, антенны в "чистом виде" без однопроводной линии передачи не существует. Совокупность расположенных определенным образом вибратором и однопроводная линия передачи совместно представляют конструкцию всенаправленной высотной антенны, причем вибраторы гальванически не связаны с проводом однопроводной линии передачи.

Проведенные модельные эксперименты подтверждают возможность построения антенн на основе однопроводной линии передачи. Эксперименты показали, что система из 5 полуволновых вибраторов, расположенных в одной плоскости с проводом однопроводной линии передачи поверхностной волны, как показано на фиг. 2, формирует на частоте f 10,6 Ггц на вертикальной поляризации соответствующую диаграмму направленности (фиг.3).

Таким образом система вибраторов, находящаяся в поле однопроводной линии передачи, переизлучает энергию электромагнитного поля в данном направлении на данной частоте и определенной поляризации.

Литература.

1. Накамура Котаро. Антенна для средневолнового вещания. МКИ 54 0 H 01 Q 9/34, 1/14. Дэнки коге к.к. N 62. 316722// Кокай токке кохо Сер. 7 3 1989. 152. с.7 11.

2. VLF communikation system /Пат. 4903036 США, МКИ 54 0 H 01 Q 1/28 / Wheeler Myron S. Westinghous Electric Corp/ N 288386. НКИ 343/706.

3. T. Hafner. Extensible surface wave transmission line. Патент США N 3566317, кл. H 01 Q 1/28, 1971.

4. Ефимов И. Е. Радиочастотные линии передачи. М. Сов. радио, 1964. с. 600.

Изобретение относится к антенной технике. Всенаправленная высотная антенна представляет собой однопроводную линию передачи, один конец которой нагружен на согласованную нагрузку и крепится на аэростате, а другой конец связан с приемопередатчиком и с помощью анкера крепится к земле. Возбуждение однопроводной линии передачи осуществляется с помощью рупоров. Вблизи однопроводной линии передачи располагаются переизлучающие неоднородности, например, в виде вибраторов. Предлагаемое изобретение позволяет повысить дальность связи, расширить рабочий диапазон частот, повысить направленность в вертикальной плоскости. 3 ил.

Всенаправленная высотная антенна, укрепленная на летательном аппарате с помощью однопроводной линии передачи, работающая на приемопередачу в широкой полосе частот, отличающаяся тем, что вдоль провода однопроводной линии передачи помещены вибраторы, переизлучающие по всем направлениям энергию электромагнитного поля однопроводной линии передачи.