АНТЕННА КОМБИНИРОВАННАЯ ДИАПАЗОННАЯ Российский патент 2001 года по МПК H01Q21/00 

Изобретение относится к области радио-телевизионной приемной техники и может быть использовано для приема радио- и телевизионных электромагнитных сигналов малой мощности в частотном диапазоне установленного сетью вещательного телевидения с I по V с соответствующей стандарту поляризацией.

Известны телевизионные приемные антенны, описанные Пясецким В. "Универсальная всеволновая антенна //Радио. - 1985. - N 7. - С 17-18. Универсальная всеволновая антенна способна принимать сигналы в любом телевизионном канале с 1 до 40 и использует единый фидер без применения каких-либо специальных фильтров сложения. Часть антенны для приема дицеметровых волн (ДМВ) представляет собой многоэлементный "Волновой канал", сигналы метровых волн (МВ) принимаются веерным вибратором. Сложение сигналов происходит на общей нагрузке. При этом взаимное шунтирующее влияние МВ части антенны на режим работы ДМВ части исключается за счет применения разомкнутого шлейфа и короткозамкнутой линии, а обратное - за счет отрезков двухпроводных соединительно-симметрирующих линий, замкнутых на МВ активным петлевым вибратором ДМВ - части антенны.

Недостатками данной антенны, предназначенной для приема телевизионного сигнала, являются:
1) сложность конструкции;
2) относительная узкополосность, свойственная многоэлементной антенне типа "волновой канал";
3) слабая развязка, т.е. возможность взаимошунтирующего влияния, исключаемая за счет громоздкой конструкции.

Известная антенна (см. Кисмерешкин В.П. Телевизионные антенны для индивидуального приема //2-е изд.перераб. и доп. - М.: Радио и связь. 1982. - С. 56-61 (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1050. - прототип).

Антенна включает две электрические ромбовидные ячейки-вибраторы, симметрично разнесенные и работающие на общую согласованную нагрузку. Имеется плоский пассивный рефлектор, повышающий помехозащищенность и КНД. Получение значительной широкополосности достигается за счет особенностей конструкции, позволяющей не применять согласующие и симметрирующие устройства. Однако данной антенне присущи и недостатки, а именно:
Проектно-расчетные данные элементов конструкции допускают необходимые значения широкополосности только в ограниченном диапазоне - это ДМВ - участок телевизионного вещания.

Недостаточно и значение коэффициента усиления (КУ).

Техническое решение задачи - получение всеволнового приема, повышение коэффициента усиления - достигается за счет новых конструктивных решений. Техническое решение достигается тем, что в антенну, выполненную в виде 2-х разнесенных симметричных ромбовидных ячеек-вибраторов, работающих на общую согласованную нагрузку, и имеющую плоский рефлектор, введены две дополнительные ромбовидные ячейки-вибраторы, три волновых вибратора расширения полосы - рабочие и компенсационный, сопрягающие электрические устройства, входы которых подключены к разрезам плечей дополнительных ромбовидных ячеек-вибраторов, рабочим и компенсационным волновым вибраторам расширения полосы, а выходы - вразрез плечей основных и дополнительных ромбовидных ячеек-вибраторов, а также к выходу основных ромбовидных ячеек-вибраторов соответственно.

Новизна в части устройства усматривается в том, что компенсационный волновой вибратор расширения полосы, подключенный к согласованной нагрузке, непосредственно позволяет принимать дополнительную энергию сигнала, нормализованного по фазе и амплитуде, что при суммировании с основным сигналом приводит к возрастанию коэффициента усиления КУ в целом. При этом волновые рабочие вибраторы расширения полосы (линейный, петлевой, веерных и пр.), позволяющие одновременно вести телевизионный прием в МВ части ТВ-диапазона принимают и передают основную энергию через всю структуру высокочастотной ДМВ части антенны непосредственно на общую нагрузку. При этом часть энергии теряется (потери переизлучения, рассогласования, нефазировки и пр.). Хотя эти потери частично и компенсируются за счет остаточного сигнала, снимаемого с ДМВ-структуры в результате приема ею МВ части ТВ-диапазона, фаза и амплитуда этих сигналов неоптимальна и требует дополнительной коррекции.

Новизна в части устройства усматривается в том, что основные и дополнительные ромбовидные ячейки-вибраторы, обладая значительной широкополосностью, принимают сигнал МВ-диапазона на низком остаточном уровне, играют при этом роль буферной развязки между рабочими волновыми вибраторами расширения полосы, улучшая их согласование, позволяя суммировать остаточный и основной сигналы в оптимальном фазовом режиме.

По данным технической, научной и патентной документации не выявлена совокупность признаков, таких как в заявленном устройстве, что свидетельствует об изобретательском уровне.

Промышленная применимость заявленного технического решения усматривается в крайней простоте изготовления, высоких электрических показателях, возможности использования на промышленной основе и конкурентоспособном уровне показавших себя в результате длительной эксплуатации опытных образцов.

Антенна поясняется графическим материалом, содержащим электрическую схему и элементы конструкции.

На чертеже изображена комбинированная диапазонная антенна.

Антенна комбинированная диапазонная состоит из рабочих волновых вибраторов 1 расширения полосы, компенсационных волновых вибраторов расширения полосы 4, преобразующих метровую часть диапазона ТВ-сигнала, использующих линейный, веерный, петлевой и пр. вибраторы, основных ромбовидных ячеек-вибраторов 2, дополнительных ромбовидных ячеек-вибраторов 3 обеспечивающих совместный прием ДМВ-сигнала, выполненных в виде зигзагообразных полос 2 и 3, установленных на изоляторе (не показан), сопрягающих электрических устройств 5 и 6, обеспечивающих в совокупности взаимодействие всех узлов антенного устройства в целом, осуществляющих подключение собственно входов a-a' сопрягающих устройств 5 и 6, выполненных в виде индуктивной, кондуктивной, емкостной, резистивной или смешанной и пр. связей, согласующих щелевых разрезов, линии, петли, мостика и пр. к разрезам плечей дополнительных ромбовидных ячеек, рабочим и компенсационным волновым вибраторам расширения полосы, а выходы b-b' - в разрезе плечей основных и дополнительных ромбовидных ячеек-вибраторов, а также к выходу основных ромбвибраторов соответственно, антенно-фидерного устройства АФУ 7, плоского рефлектора 8.

Антенна работает следующим образом.

Принимаемый электромагнитный ТВ-сигнал поступает на соответствующие вибраторы 1-4, преобразуется в ЭДС и суммируется на общей согласованной нагрузке R_н 7, проходя по очереди в зависимости от точки возбуждения через все структуры 1-6. При этом дополнительная часть электромагнитной энергии МВ части ТВ-диапазона, поступившей на компенсационный волновой вибратор расширения полосы 4, суммируется в оптимальной фазе с основным и остаточным сигналами, поступившими с рабочих вибраторов расширения полосы и ромбовидных ячеек соответственно, компенсируя потери.

Изобретение относится к приему телевизионных сигналов. Технический результат заключается в расширении полосы пропускания антенной системы в целом, повышении коэффициента усиления (КУ), получении оптимального согласования электрических характеристик. Сущность изобретения: антенна комбинированная диапазонная, всеволновая содержит две пары симметричных, синфазно подключенных электрических ромбовидных ячеек-вибраторов, основных и дополнительных, волновых вибраторов расширения полосы частот (в том числе и иных источников сигнала), а также электрические сопрягающие устройства, служащие для синфазно- и противофазно-симметричного подключения всех вибраторов между собой; плоский антенный рефлектор. Значительная простота конструкции позволит данному изделию быть конкурентоспособным. 1 ил.

Антенна комбинированная диапазонная, состоящая из двух основных разнесенных симметричных ромбовидных ячеек-вибраторов, электрически согласованных с общей нагрузкой и плоским рефлектором, отличающаяся тем, что она снабжена двумя дополнительными ромбовидными ячейками-вибраторами, тремя волновыми вибраторами расширения полосы - рабочими и компенсационным, сопрягающими электрическими устройствами, входы которых подключены к разрезам плечей дополнительных ромбовидных ячеек-вибраторов, рабочим и компенсационным волновым вибраторам расширения полосы, а выходы - в разрез плечей основных разнесенных симметричных и дополнительных ромбовидных ячеек-вибраторов, а также к выходу основных разнесенных симметричных ромбовидных ячеек-вибраторов соответственно.