БИРОМБИЧЕСКАЯ АНТЕННА Российский патент 2000 года по МПК H01Q11/06 

Изобретение предназначено для использования в составе радиотехнических устройств для радиовещания и связи в декаметровом и метровом диапазоне волн.

Известны ромбические антенны в виде двухпроводной линии из проводов, расположенных вдоль сторон ромба, нагруженной на сопротивление, равное волновому сопротивлению этой линии [1].

Недостатком такой антенны является повышенный уровень боковых лепестков диаграммы направленности и большая площадь, занимаемая антенной.

Известна также согнутая ромбическая антенна [2], у которой из-за излома по диагонали ромба уменьшен уровень боковых лепестков, однако мала ее общая эффективность.

Целью изобретения является уменьшение уровня бокового излучения при сохранении высокой эффективности и уменьшение занимаемой площади.

Для этого сходящиеся провода ромба без контакта в точке пересечения расходятся далее, после чего снова сходятся к точкам подключения сопротивления.

Каждый из проводов ромбов состоит из двух, расходящихся на участках увеличения дистанции между проводами.

Биромбическая антенна может быть дополнена второй ромбической антенной, смещенной относительно первой на величину около длины волн.

Кроме того, плоскость, образуемая проводами после точки пересечения и сходящихся к точкам подключения сопротивления, может быть повернута относительно продольной диагонали ромба перпендикулярно плоскости проводов до точки их пересечения.

Биромбическая антенна работает следующим образом.

При подключении генератора (на чертеже не показан) на вход 10 двухпроводной линии, нагруженной на активное сопротивление 9, равное ее волновому, вдоль ее проводов 1-2, 2-3, 3-4 и 5-6, 6-7 и 7-8 распространяется бегущая волна тока (фиг. 1). Диаграмма направленности поля излучения такого провода имеет воронкообразную форму, проекция которой на плоскость чертежа имеет для каждого из шести проводов длиной каждого 1 в несколько длин рабочей волны по два основных лепестка. Отклонение максимумов этих лепестков от оси провода составляет угол θ₀ и несколько отличается по величине для проводов 1-2, 3-4 и 5-6, 7-8 длиной 1 и проводов 2-3 и 6 -7 длиной 21, однако это отличие невелико. Половина тупого угла ромба составляет при этом величину Ф = 90-θ₀, где θ₀ - средняя величина этого угла для сторон 1-2 или 5-6 и 2-3 или 6 -7.

Длина проводов 1 и 21 выбирается из условия синфазного сложения полей от всех проводов в направлении продольной диагонали ромбов.

Уровень бокового излучения антенны определяется соотношением фаз полей боковых лепестков, образуемых максимумами излучения полей проводов 1-2, 6- 7 и 3-4 по одну сторону большой диагонали ромбов и проводов 5-6, 2-3 и 7-8 по другую сторону этой диагонали. Амплитуды поля боковых лепестков от проводов 2-3 и 6 -7 из-за их большой длины примерно вдвое больше амплитуд боковых лепестков от проводов 1-2, 3-4 и 5-6, 7-8 соответственно.

Результирующий уровень боковых лепестков диаграммы направленности биромбической антенны определяется фазовыми соотношениями полей излучения проводов 1-2, 6-7 и 3-4, а также 5-6, 2-3 и 7-8.

Изобретение поясняется чертежами, на которых:
фиг. 1 - схема биромбической антенны;
фиг. 2 - биромбическая антенна с постоянным волновым сопротивлением;
фиг. 3 - двойная биромбическая антенна.

Биромбическая антенна (фиг. 1) содержит двухпроводную линию, провода которой 1-2, 2-3, 3-4 и 5-6, 6-7, 7-8 расположены вдоль сторон ромба, нагруженную на активное сопротивление, равное волновому сопротивлению линии. Провода ромба 1-2 и 6-7 сходятся без контакта в точке их пересечения, а затем расходятся до точек 3 и 7, после чего снова сходятся к точкам подключения 4 и 8 сопротивления 9. Продольная диагональ ромба делит антенну на две симметричные половины.

В другом варианте (фиг.2) каждый из проводов ромбов состоит из двух: 1-2 и 1'-2', 2-3 и 2'-3', 3- 4 и 3'-4' и так далее. Каждая из названных пар проводов расходится на участках увеличения дистанции между проводами ромба.

Биромбическая антенна может быть дополнена и второй антенной, смещенной относительно первой на величину около длины волны. В этом случае вторая антенна также биромбическая со сторонами 1'-2', 2'-3', 3'-4' и 5'-6', 6'-7', 7'-8' с сопротивлением 9' в виде обычной ромбической антенны.

Кроме того, плоскость проводов 6-7 и 2-3 (фиг. 1) на расходящемся участке после точки пересечения и проводов 3-4 и 7-8 может быть перпендикулярной плоскости проводов 1-2, 5-6, а также 2-3 и 6-7 на участке до их пересечения.

При этом фазировка полей боковых лепестков диаграммы направленности зависит от расстояния 21 для проводов 1-2 и 3-4, равно как и проводов 5-6 и 7-8 и расстояния 1 для проводов 1-2 или 3-4 и 6-7, равно как для 5-6 или 7-8 и 2-3. В таком случае при расстоянии 21, кратном нечетному числу волн, когда боковые лепестки проводов 1-2 и 3-4 складываются синфазно, боковой лепесток от провода 6-7 относительно этих проводов удаляется на расстояние 1, кратное нечетному числу полуволн, а следовательно, противофазен и компенсирует боковое излучение.

Несинфазное сложение боковых лепестков от трех проводов будет иметь место и в других случаях. Это приведет к уменьшению уровня бокового излучения биромбической антенны. В случае перпендикулярности плоскостей проводов 1-2, 5-6, а также 2-3 и 6-7 до точки их пересечения, а также проводов 3-4, 7-8 и части 2-3 и 6-7 после пересечения антенна одновременно работает на двух ортогональных поляризациях: горизонтальной и вертикальной. Кроме того, уменьшается площадь, занимаемая антенной.

Для постоянства волнового сопротивления при выполнении проводов в виде расходящихся пар (фиг.2) улучшается согласование антенны в более широком диапазоне частот.

Для более глубокого подавления уровня бокового излучения антенны использована дополнительная антенна. Она может быть либо биромбической, либо обычной ромбической (фиг.3). В этом случае за счет смещения второй антенны на величину около длины волн достигается противофазность боковых лепестков диаграмм направленности и в конечном счете общее уменьшение уровня бокового излучения двойной биромбической антенны.

Литература
1. Айзенберг Г.З. Коротковолновые антенны. - М., Связьиздат, 1962 - с. 360.

2. Айзенберг Г.З. Коротковолновые антенны. - М., Связьиздат, 1962 - с. 457.

Изобретение предназначено для использования в радиотехнических устройствах для радиовещания и связи в декаметровом и метровом диапазоне волн. Техническим результатом является уменьшение уровня бокового излучения при сохранении и повышении эффективности антенны в главном направлении, а также уменьшение площади, занимаемой антенной. Для этого сходящиеся провода ромба без контакта в точке пересечения расходятся далее, после чего снова сходятся к точкам подключения сопротивления. Кроме того, каждый из проводов ромбов может состоять из двух, расходящихся на участке увеличения дистанции между проводами. Антенна может быть дополнена второй биромбической антенной, смещенной относительно первой на величину около длины волны. Плоскость второго ромба может быть повернута относительно продольной диагонали перпендикулярно плоскости проводов первого ромба. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Биромбическая антенна в виде двухпроводной линии из проводов, расположенных вдоль сторон ромба, нагруженной на сопротивление, равное волновому, отличающаяся тем, что сходящиеся провода ромба без контакта в точке пересечения расходятся далее, после чего снова сходятся к точкам подключения сопротивления. 2. Биромбическая антенна по п.1, отличающаяся тем, что каждый из проводов ромбов состоит из двух, расходящихся на участках увеличения дистанции между проводами. 3. Биромбическая антенна по п.1, отличающаяся тем, что дополнена второй биромбической антенной, смещенной относительно первой на величину около длины волны. 4. Биромбическая антенна по п.1, отличающаяся тем, что плоскость проводов, расходящихся после точки пересечения и сходящихся к точкам подключения сопротивления, повернута относительно продольной диагонали ромба перпендикулярно плоскости проводов до точки из пересечения.