ДВОЙНАЯ АНТЕННА СТРОГАНОВА Российский патент 1998 года по МПК H01Q11/10 

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно, к антеннам, обеспечивающим одновременно работу в двух различных диапазонах и может широко использоваться в системах связи, в частности в телевидении, в качестве комнатной или наружной приемной антенны.

Известна антенна, описанная в книге Капчинского Л.М. "Телевизионные антенны", М., "Энергия", 1979 г., стр. 80, рис. 43.

Известная антенна содержит антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали параллельных частей из подключенных с двух сторон к двухпроводной соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояние между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры в направлении к точкам подключения кабеля снижения, подключенного так, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран - с нижней частью.

Недостатком известной антенны является то, что она хорошо работает только в метровом диапазоне волн, и имеет очень большие размеры, т.к. размеры наиболее длинного вибратора составляют около половины длины волны, соответствующей низшей рабочей частоте.

Известна антенна, описанная в книге Капчинского Л.М. "Телевизионные антенны", М., "Энергия", 1979 г., стр. 107-108, рис. 64.

Известная антенна содержит антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали под углом 45^o друг к другу частей из подключенных с двух сторон к двухпроводной соединительной линии и образующих логопериодическую структуру половинок параллельных широких скошенных с наружного края плоских вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры в направлении к точкам подключения кабеля снижения, подключенного со стороны коротких вибраторов через соединительную линию к антенному полотну таким образом, что его центральный проводник подключен к верхней части антенного полотна, а экран - к нижней его части, прикрепленной к стойке со стороны длинных вибраторов.

Недостатком известной антенны является то, что она хотя и имеет небольшие размеры, но хорошо работает только в дециметровом диапазоне волн.

Наиболее близкой по конструкции к заявляемой является антенна, описанная в руководстве по эксплуатации "Телевизионная комнатная антенна "Омск АТН-5.5", выпускаемая Омским ПО им. А.С.Попова и выбранная в качестве прототипа.

Известная антенна содержит антенное полотно в виде двух разнесенных параллельно по вертикали частей из подключенных с двух сторон к двухпроводной соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии к другому, в направлении к точкам подключения кабеля снижения, подключенного через соединительную линию со стороны коротких вибраторов к антенному полотну таким образом, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран - с нижней частью, при этом антенное полотно закреплено со стороны длинных вибраторов с возможностью вращения в держателе, размещенном на стойке.

Недостатком известной антенны является то, что она, хотя и имеет небольшие размеры, но хорошо работает только в дециметровом диапазоне волн.

Целью заявляемого изобретения является расширение диапазона рабочих частот антенны при небольших ее габаритах.

Поставленная цель достигается тем, что в двойной антенне Строганова, содержащей закрепленное на стойке антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали параллельных частей из подключенных с двух сторон к отрезку соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии к другому, кабель снижения, подключенный через соединительную линию к антенному полотну со стороны коротких вибраторов таким образом, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран - с нижней частью, согласно изобретению, соединительная линия выполнена четырехпроводной, причем со стороны коротких вибраторов два ее провода в верхнем и два в нижнем полотне соединены попарно между собой, а со стороны длинных вибраторов соединены попарно между собой верхние и лежащие под ними нижние соответственно левый или правый провода, в антенну введен дополнительно второй кабель снижения, подключенный со стороны длинных вибраторов таким образом, что его центральный проводник подключен к одной паре соединенных между собой верхнего и нижнего проводов соединительной линии, а экран - ко второй их паре.

Выполнение соединительной линии в антенне четырехпроводной в совокупности с введением дополнительного кабеля снижается и описанным выше соединением кабелей снижения с соединительной линией обеспечивает надежную работу антенны в метровом и дециметровом диапазоне волн при небольших ее размерах. Это объясняется следующим.

При работе антенны в дециметровом диапазоне волн (ДМВ) принимаемые антенной электромагнитные волны возбуждают группы наиболее коротких вибраторов, длина которых близка к резонансной частоте, наводя в них электрические токи, распространяющиеся от коротких вибраторов к более длинным, которые при этом играют роль рефлекторов так, что электромагнитные волны отражаются от них. В результате логопериодическая структура в режиме ДМВ играет роль антенны обратной волны; со стороны коротких вибраторов, где с помощью первого кабеля снижения производится съем сигнала, в итоге формируется максимальная разность потенциалов за счет отражения от более длинных вибраторов как от рефлекторов.

В режиме работы на метровых волнах (МВ) более длинные волны возбуждают группы более длинных вибраторов, наводя в них электрические токи и создавая максимальную разность потенциалов в районе длинных вибраторов между правой и левой парами четырехпроводной линии. Вибраторы как бы перегруппировываются в антенну бегущей волны, т.к. все они подключены синфазно волне (за счет соединения проводов соединительной линии), бегущей в сторону длинных вибраторов, откуда и снимается максимальный сигнал с помощью дополнительного (второго) кабеля снижения.

Заявляемая двойная антенна Строганова обладает навозной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными отличительными признаками как выполнение соединительной линии четырехпроводной, введение второго кабеля снижения и особенности подключения кабелей снижения.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие совокупностью названных существенных отличительных признаков, обеспечивающих достигаемый эффект - надежную работу антенны в дециметровом и метровом диапазонах волн без увеличения ее габаритов - поэтому он считает, что заявляемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявляемая антенна может широко применяться в народном хозяйстве, в технике связи, в частности в качестве приемной или передающей антенны и поэтому соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан внешний вид заявляемой антенны, а на фиг. 2 приведена ее электрическая схема.

Конструктивно антенна выполнена следующим образом (фиг. 1).

Антенное полотно выполнено в виде двух разнесенных по вертикали частей из подсоединенных с двух сторон к соединительной линии 1 и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок 2', 2"... 10', 10" параллельных линейных вибраторов 2-10. Длины вибраторов 2-10 и расстояния между ними уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии 1 к другому ее концу. Соединительная линия 1 выполнена из двух пар проводов - (для верхней части полотна) и проводов - (для нижней части полотна). Со стороны коротких вибраторов провода , верхней части полотна соединены между собой и с центральным проводником кабеля 11 снижения, а провода нижней части полотна соединены между собой и с экраном кабеля 11 снижения. Со стороны длинных вибраторов соединительные провода соединены между собой и подключены к центральному проводнику кабеля 12 снижения, а провода соединены между собой и с экраном кабеля 12 снижения.

При работе антенны с марками отечественных телевизоров кабели 11 и 12 снижения заканчиваются штекерами для подключения их к входам телеприемника "ДМВ", "МВ" - для антенны (фиг. 1), а при работе с марками импортных телевизоров кабели 11, 12 снижения (их центральные проводники) через суммирующий фильтр (фиг. 2) выведены на один штеккер для подключения к антенному входу телеприемника.

Антенное полотно жестко закреплено на стойке 13 (см. фиг. 1).

Двойная антенна Строганова работает следующим образом. Прием. Пользователь вставляет вилку кабелей снижения (или шнура с выхода суммирующего фильтра) в гнезда (гнездо) "Антенна" телеприемника. Затем от включает телеприемник (телевизор) согласно инструкции по эксплуатации и после прогрева кинескопа добивается наилучшего изображения и звука, подбирая место установки антенны и поворачивая ее вокруг вертикальной оси для определения направления оптимального приема каждый раз в случае выполнения антенны комнатной и один раз для установки антенны в качестве наружной с последующим ее стационарным креплением.

Затем пользователь с помощью переключателя телевизионных каналов (ПТК) или с помощью приставки - селектора (на чертеже не показаны) выбирает канал приема на дециметровых или метровых волнах.

При установке канала приема в диапазоне дециметровых волн антенна работает в традиционном для логопериодической структуры режиме. Принимаемые антенной электромагнитные волны возбуждают в ней электрические токи, распространяющиеся от коротких вибраторов 10', 10" в сторону более длинных 2', 2". В зависимости от частоты сигнала возбуждается та или иная группа из вибраторов, длина которых наиболее близка к резонансной.

Другие вибраторы, расстроенные относительно данной частоты сигнала, возбуждаются слабо и в общий прием антенны заметной доли не вносят. На верхнем краю рабочей полосы частот возбуждаются в основном короткие вибраторы (6-10). По мере уменьшения частоты (увеличения длины волны) возбуждаются более длинные вибраторы (2-5). На нижнем краю рабочей полосы частот возбуждаются наиболее длинные вибраторы. Более длинные вибраторы каждой группы играют роль рефлекторов, а более короткие - директоров, в результате чего антенна имеет направленные свойства приема и максимальный сигнал со стороны коротких вибраторов.

Наведенные токи суммируются и снимаются посредством кабеля 11 снижения и поступают далее на вход телевизионного приемника, где происходит их дальнейшее преобразование, результатом которого являются изображение на экране и звук в телеприемнике.

В режиме приема на метровых волнах антенна работает следующим образом.

Более длинные волны возбуждают длинные вибраторы (2-5), наводя в них электрические токи. Максимальная разность потенциалов создается в районе длинных вибраторов 2 - между правой и левой парами проводов 1₁ и 1₂ четерхпроводной соединительной линии 1. Вибраторы как бы перегруппировываются в антенну бегущей волны - все вибраторы оказываются подключенными синфазно волне, бегущей в сторону длинных вибраторов 2.

Принятый сигнал снимается с помощью кабеля 12 снижения и поступает на вход телеприемника для дальнейшего преобразования в изображение и звук.

Передача. Пользователь подключает, в зависимости от необходимого диапазона частот, либо кабель 11 снижения с выходу генератора дециметровых волн или кабель 12 снижения к выходу генератора метровых волн (генераторы на чертежах не показаны) или оба кабеля одновременно к своим генераторам ДМВ и МВ.

При подключении антенны к генератору дециметровых волн антенна работает в режиме логепериодической структуры - энергия генератора распространяется от коротких вибраторов 10 в сторону более длинных 2. В зависимости от частоты сигнала возбуждается та или иная группа вибраторов, длина которых наиболее близка к резонансной. Другие вибраторы, расстроенные относительно частоты сигнала, возбуждаются слабо и в общее излучение антенны заметной доли не вносят. Более длинные вибраторы каждой группы играют роль рефлекторов, более короткие - директоров и антенна в результате приобретает направленные свойства, излучая генерируемый сигнал со стороны коротких вибраторов 10.

При работе в режиме метровых волн энергия генератора возбуждает более длинные вибраторы, наводя в них электрические токи. Максимальная энергия сигнала создается в районе длинных вибраторов 2 - между правой и левой парами проводов 1₁ и 1₂ четырехпроводной соединительной линии 1. Все вибраторы оказываются подключены синфазно волне, бегущей от длинных вибраторов, как бы перегруппировываясь в антенну бегущей волны и излучая сигнал в сторону коротких вибраторов.

Заявляемая антенна надежно и устойчиво работает на прием и передачу как в диапазоне метровых, так и дециметровых волн при небольших ее размерах, в отличие от прототипа, работающего только на дециметровых волнах.

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно к антеннам, обеспечивающих работу одновременно в двух различных диапазонах волн, и может использоваться в системах связи, в частности, в телевидении в качестве комнатной или наружной приемной передающей антенны. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот антенны при небольших ее размерах. Сущность изобретения заключается в следующем. Антенна содержит закрепленное на стойке 13 антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали параллельных частей из подключенных с двух сторон к отрезку четырехпроводной соединительной линии 1 и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов 2-10, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии 1 к другому. Со стороны коротких вибраторов 10 к соединительной линии 1, два провода которой в верхней части полотна и два провода в нижней части полотна попарно соединены между собой, подключен кабель 11 снижения, центральный проводник которого соединен с проводами , а экран - с проводами . Со стороны длинных вибраторов 2 к соединительной линии, провода которой попарно соединены между собой, подключен кабель 12 снижения, таким образом, что его центральный проводник соединен с проводами , а экран - с проводами . Выполнение соединительной линии 1 из четырех проводов с соответствующим соединением их между собой со стороны коротких и со стороны длинных вибраторов в совокупности с введением второго кабеля снижения, подключенного со стороны длинных вибраторов, обеспечивает надежную работу антенны как в режиме метровых, так и дециметровых волн при небольших ее размерах. 2 ил.

Двойная антенна, содержащая закрепленное на стойке антенное полотно, выполненное в виде двух разнесенных по вертикали параллельных частей из подключенных с двух сторон к отрезку соединительной линии и образующих в совокупности логопериодическую структуру половинок параллельных линейных вибраторов, длины которых и расстояния между которыми уменьшаются в геометрической прогрессии с периодом структуры от одного конца соединительной линии к другому, кабель снижения, подключенный через соединительную линию со стороны коротких вибраторов к антенному полотну так, что его центральный проводник соединен с верхней частью антенного полотна, а экран с нижней его частью, отличающаяся тем, что соединительная линия выполнена четырехпроводной, причем со стороны коротких вибраторов два ее провода в верхнем и два в нижнем полотне соединены попарно между собой, а со стороны длинных вибраторов соединены попарно между собой верхние и лежащие под ними нижние соответственно левый и правый провода, в антенну введен дополнительно второй кабель снижения, подключенный со стороны длинных вибраторов так, что его центральный проводник подключен к одной паре соединенных между собой верхнего и нижнего проводов соединительной линии, а экран к второй их паре.