МНОГОДИАПАЗОННАЯ ПЕТЛЕВАЯ ЗИГЗАГООБРАЗНАЯ АНТЕННА Российский патент 2001 года по МПК H01Q5/00 

Изобретение относится к широкополосным антеннам метрового и дециметрового диапазонов длин волн, использующим в своей работе петлевые и, в частности, зигзагообразные излучатели, и применимо в системах приема телевизионных передач, системах связи и других областях и других диапазонах длин волн, где важны большая широкополосность и плоскостность конструкции в направлении излучения.

Известны антенны для приема сигналов метрового и дециметрового диапазонов длин волн, использующие симметричный полуволновой вибратор или петлевой и, в частности, петлевой зигзагообразный излучатель и плоский пассивный рефлектор [1-6].

Известны антенны для дальнего приема телевидения [5], совмещение антенн различных диапазонов, в частности метрового и дециметрового диапазонов телевидения, в одной конструкции [2] и антенн различных участков метрового диапазона в радиосвязи [3].

Недостатком известных антенн [1-3] и антенных систем [5] является сложность совмещения в пространстве нескольких антенн, работающих в разных диапазонах длин волн при широкополосности порядка двух [1, 2, 6], что характерно для телевизионных диапазонов, где в
"А" диапазоне: minF = 48,5 MHz; maxF= 100 MHz и широкополосность Kf= 2,0;
"В" диапазоне: minF = 150 MHz; maxF=280 MHz и широкополосность Kf= 2,0;
"D" диапазоне: minF = 470 MHz; maxF = 935 MHz и широкополосность Kf= 2,0.

Наиболее близкой по технической сущности и выбранной в качестве прототипа является петлевая зигзагообразная антенна с петлевым зигзагообразным излучателем, линиями связи и фазировки, фидером запитки и рефлектором [5].

Недостатки прототипа:
1. Сложность совмещения в пространстве антенн нескольких диапазонов без значительного увеличения общих геометрических размеров.

2. Сложность подключения разнесенных в пространстве антенн к одному приемнику.

3. Сложность взаимной оптимизации антенн различных диапазонов особенно для дальнего приема телевизионного сигнала.

Заявляемое техническое решение в приложении к антеннам метрового и дециметрового диапазонов длин волн направлено на создание компактной, технологичной и плоскостной в направлении излучения конструкции многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны с широкополосностью не менее двух (Kf= 2,0) и в частности для приема дальнего телевидения в метровом и дециметровом диапазонах длин волн.

Это достигается тем, что в известной петлевой зигзагообразной антенне [5] , включающей петлевой зигзагообразный излучатель, линии связи и фазировки, фидер запитки и рефлектор, многодиапазонная петлевая зигзагообразная антенна (фиг. 1-3) содержит по крайней мере еще один или несколько геометрически меньших петлевых зигзагообразных излучателей (2) более высокочастотных диапазонов, геометрические размеры которых соотносятся между собой пропорционально длинам волн диапазонов, причем электрически излучатели различных диапазонов соединены между собой последовательно через линии связи и фазировки (3), или параллельно через частотно-селектирующие фильтры (4), или параллельно-последовательно и запитаны от фидера запитки (6), а плоскости расположения петлевых зигзагообразных излучателей (1, 2) отдельных диапазонов длин волн отстоят от полотна рефлектора (5) на расстоянии 0,1 - 0,15 максимальной длины волны соответствующего диапазона длин волн.

Предложенное техническое решение поясняется с помощью фиг. 1 - 3.

На Фиг. 1 показано конструктивное исполнение многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны с параллельным питанием.

На фиг. 2 показано конструктивное исполнение многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны с последовательным питанием (проекции вида спереди со стороны излучателей и сбоку).

На фиг. 3 показано конструктивное исполнение многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны с еще одним петлевым зигзагообразным излучателем.

На фиг. 1 - 3 и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - геометрически больший петлевой зигзагообразный излучатель на более низкочастотный - более длинноволновый диапазон (положим в телевидении диапазон " А"),
2 - геометрически меньшие петлевые зигзагообразные излучатели на менее низкочастотные - менее длинноволновые диапазоны по сравнению с первым (1) (положим в телевидении диапазоны "В" или "D" по сравнению с "А"),
3 - линии связи и фазировки излучателей,
4 - частотно-селектирующие фильтры,
5 - полотно рефлектора,
6 - фидер запитки.

Таким образом, заявляемое устройство (фиг. 1 - 3) - многодиапазонная петлевая зигзагообразная антенна - содержит по крайней мере еще один или несколько геометрически меньших петлевых зигзагообразных излучателей 2, плоскости расположения которых отстоят от полотна рефлектора 5 на расстоянии 0,1 - 0,15 максимальной длины волны соответствующего диапазона длин волн, которые вложены один в другой - 1 и 2 и соединены между собой с помощью линий связи и фазировки 3 и частотно-селектирующих фильтров 4, а также с фидером запитки 6.

Устройство работает следующим образом.

При приеме сигналов низкочастотного диапазона длин волн прием сигналов происходит на геометрически больший петлевой зигзагообразный излучатель 1 (фиг. 1 - 3), с которого они передаются через частотно-селектирующие фильтры 4 в случае параллельного питания или через линии связи и фазировки 3 и петлевые зигзагообразные излучатели более высокочастотных (менее длинноволновых) диапазонов 2 в фидер запитки 6. При приеме сигналов более высокочастотных диапазонов прием осуществляется соответственно геометрически меньшими петлевыми зигзагообразными излучателями 2, которые расположены внутри геометрически большего петлевого зигзагообразного излучателя 1 и соответственно ближе к полотну рефлектора 5. При этом в случае параллельного питания сигналы передаются с излучателей через частотно-селектирующие фильтры 4 в фидер запитки 6. В случае последовательного питания сигналы поступают непосредственно в фидер запитки 6. При этом низкочастотный излучатель, подключенный к более высокочастотному излучателю, служит для него короткозамыкающей нагрузкой.

Расположение излучателей антенны позволяет применить и варианты смешанной параллельно-последовательной запитки их от фидера запитки 6, то есть часть излучателей многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны запитываются последовательно, а другие излучатели запитываются параллельно.

Один из возможных вариантов исполнения многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны с еще одним петлевым зигзагообразным излучателем показан на фиг. 3, где петлевой зигзагообразный излучатель 2 более высокочастотного диапазона расположен внутри только одной петли более низкочастотного петлевого зигзагообразного излучателя 1 с параллельной запиткой от фидера запитки 6.

Рефлектор 5 многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны общий, плоский, пассивный, а полотно рефлектора 5 представляет плоскость из сетки или параллельных проводов с расстоянием между ними не более 0,05 от минимальной длины волны [2, 4, 6] наиболее высокочастотного, коротковолнового диапазона или это условие выполняется для частей полотна рефлектора 5, которые расположены непосредственно против петлевых зигзагообразных излучателей 1, 2 соответствующих диапазонов длин волн, а плоскости петлевых зигзагообразных излучателей 1, 2 отдельных диапазонов отстоят от полотна рефлектора 5 на расстоянии 0,1 - 0,15 от наибольшей длины волны соответствующего диапазона длин волн. При использовании антенны без рефлектора ее коэффициент усиления снизится примерно на три децибелла [1, 2, 4-6].

Использование изобретения позволит:
- создать компактную и технологичную конструкцию плоской многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны с малыми поперечными размерами, пригодной для применения в качестве вседиапазонной телевизионной антенны для дальнего приема телевидения в метровом и дециметровом диапазонах длин волн, в системах связи и т.д.

ЛИТЕРАТУРА
1. Гевеля Н.П., Истрашкин А.Д., Муравьев Ю.К., Серов В.П. Антенны, ч.2, Ленинград, 1963.

2. Борийчук Г.И., Булыч В.И. Радиолюбителю о телевизионных антеннах. - М.: ДОСААФ СССР, 1977.

3. Баньковский З., Лепинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн. - М.: Радио и связь, 1983.

4. Харченко К.П. УКВ-антенны. - М.: ДОСААФ, 1969.

5. Сотников С.К. Дальний прием телевидения. - М.: Энергия, 1964.

6. Кисмерешкин В.П. Телевизионные антенны для индивидуального приема. - М.: Радио и связь, 1982.

Изобретение относится к широкополосным антеннам метрового и дециметрового диапазона длин волн, использующим в своей работе петлевые и, в частности, зигзагообразные излучатели, и применимо в системах приема телевизионных передач, системах связи и других областях и других диапазонах длин волн, где важны большая широкополосность и малые поперечные размеры - плоскостность конструкции в направлении излучения. Технический результат - создание компактной и технологичной конструкции многодиапазонной петлевой зигзагообразной антенны. Антенна включает в себя по крайней мере еще один или несколько геометрически меньших петлевых зигзагообразных излучателей на более коротковолновые высокочастотные диапазоны, причем электрически излучатели соединены между собой последовательно через линии связи и фазировки, или параллельно через частотно-селектирующие фильтры, или параллельно-последовательно и запитаны от фидера запитки, а плоскости петлевых зигзагообразных излучателей отдельных диапазонов длин волн отстоят от полотна рефлектора на расстоянии 0,1 - 0,15 максимальной длины волны соответствующего диапазона длин волн. 3 ил.

Многодиапазонная петлевая зигзагообразная антенна, содержащая петлевой зигзагообразный излучатель, линии связи и фазировки, фидер запитки и рефлектор, отличающаяся тем, что устройство содержит по крайней мере еще один или несколько геометрически меньших петлевых зигзагообразных излучателей более высокочастотных диапазонов, геометрические размеры которых соотносятся между собой пропорционально длинам волн диапазонов, причем электрически излучатели различных диапазонов соединены между собой последовательно через линии связи и фазировки, или параллельно через частотно-селектирующие фильтры или параллельно-последовательно и запитаны от фидера запитки, а плоскости расположения петлевых зигзагообразных излучателей отдельных диапазонов длин волн отстоят от полотна рефлектора на расстоянии 0,1...0,15 максимальной длины волны соответствующего диапазона длин волн.