АНТЕННА Российский патент 2001 года по МПК H01Q9/26 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено, в частности, для использования в качестве передающей антенны для систем ОВЧ ЧМ вещания в сельской местности с передатчиками малой мощности.

Для этой цели обычно требуются простые антенны, обеспечивающие круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости с горизонтальной поляризацией излучаемых волн.

Известны антенны, обеспечивающие приблизительно круговую диаграмму направленности при горизонтальной поляризации, состоящие из горизонтальных излучателей (монополей), расположенных под углом друг к другу и закрепленных сходящимися концами на общей относительно тонкой опоре и питаемых со сдвигом фаз; таких излучателей может быть четыре (турникетная антенна) [1], три [2] и два [3] . При большом числе излучателей диаграмма направленности в горизонтальной плоскости близка к круговой (хорошая равномерность диаграммы направленности), но антенна получается сложной, а при малом числе излучателей диаграмма направленности далека от круговой.

Известна антенна, выполненная в виде полуволнового резонансного петлевого диполя, содержащая два четвертьволновых плеча диполя, отделенных друг от друга зазором, изогнутых таким образом, что они вместе образуют в плане окружность, вертикальную металлическую опору, ось которой проходит вблизи от центра упомянутой окружности, и установленную по диаметру упомянутой окружности диэлектрическую рею, посредством которой плечи диполя укреплены на опоре [4] (прототип). Эта антенна предназначена для использования в системах подвижной связи, где равномерность диаграммы направленности, обеспечиваемая ею, вполне достаточна, однако для использования в радиовещании обычно требуется более высокая равномерность диаграммы направленности, особенно при маломощных передатчиках. Недостаточная равномерность диаграммы направленности обусловлена неравномерностью тока по окружности антенны, поскольку в полуволновом вибраторе амплитуда тока уменьшается к концам плеч.

Предлагаемым изобретением решается задача улучшения равномерности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости.

Для достижения этого технического результата в известной антенне, выполненной в виде полуволнового резонансного петлевого диполя, содержащей два четвертьволновых плеча диполя, отделенных друг от друга зазором, изогнутых таким образом, что они вместе образуют в плане окружность, вертикальную металлическую опору, ось которой проходит вблизи от центра упомянутой окружности, и установленную по диаметру упомянутой окружности диэлектрическую рею, посредством которой плечи диполя укреплены на опоре, концы плеч диполя изогнуты также и по вертикали и выполнены с образованием перехлеста таким образом, что один из концов находится над другим на дуге окружности, составляющей 30...60^o. Таким образом, на упомянутой дуге текут токи обоих плеч в одном направлении, чем обеспечивается лучшая, чем в прототипе, равномерность суммарного тока по окружности антенны и благодаря этому лучшая равномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости.

На фиг. 1 изображена предлагаемая антенна в аксонометрической проекции.

На фиг. 2 изображен вид сверху на предлагаемую антенну.

На фиг. 3 приведены диаграммы направленности в горизонтальной плоскости: сплошная кривая - предлагаемой антенны, пунктирная - прототипа.

Антенна (фиг. 1) выполнена в виде полуволнового резонансного петлевого диполя. Антенна содержит два четвертьволновые плеча 1, 2 диполя, отделенные друг от друга зазором. Плечи 1, 2 изогнуты таким образом, что они вместе образуют в плане окружность (фиг. 2). Антенна содержит также вертикальную металлическую опору 3 (фиг. 1 и 2), ось которой проходит вблизи от центра окружности антенны, и установленную по диаметру упомянутой окружности диэлектрическую рею 4, посредством которой плечи 1, 2 диполя укреплены на опоре 3. Концы 5, 6 плеч 1, 2 диполя изогнуты также и по вертикали и выполнены с образованием перехлеста таким образом, что конец 5 плеча 1 диполя находится над концом 6 плеча 2 диполя на дуге окружности, соответствующей углу α (фиг. 3), составляющему 30...60^o. К клеммам 7, 8 подключен фидер передатчика, при необходимости, посредством согласующего и симметрирующего устройства (не показано). Рея 4 прикреплена к опоре 3 посредством скобы 9 и гаек 10, 11; таким образом, центр окружности оказывается вблизи от оси опоры. Клеммы 7, 8 предохранены от влаги герметиком (не показано).

Антенна работает следующим образом. Высокочастотная энергия, подведенная к клеммам 7, 8 от передатчика, вызывает высокочастотные токи в плечах 1, 2 вибратора. Фаза тока по длине плеч приблизительно постоянна по длине плеч, а амплитуда тока уменьшается к концам плеч, причем наиболее резкое уменьшение оказывается на расстоянии от концов плеч, составляющем 1/6.3/7 от длины плеча, что соответствует дуге окружности 30...60. Поскольку на упомянутой дуге окружности антенны текут оба тока, равномерность суммарного тока получается лучше, чем в прототипе, и соответственно лучше равномерность диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Это обстоятельство проиллюстрировано на фиг. 3: пунктирная кривая - диаграмма направленности в горизонтальной плоскости, рассчитанная для прототипа, сплошная - для соответствующей предлагаемой антенны.

Использованные источники
1. Варбанский А.М. Передающие телевизионные станции. - М.: Связь, 1980. - 328 с.

2. Патент России N 2096870, кл. H 01 Q 9/16, опубл. 1997.

3. Бузов А.Л. УКВ антенны для радиосвязи с подвижными объектами, радиовещания и телевидения. - М.: Радио и связь, 1997. - 293 с., стр.32-33.

4. Патент США N 4121219, кл. H 01 Q 9/26 (нац. кл. 343/741), опубл. 1978.

Использование: в радиотехнике, в частности, для радиовещания на ОВЧ. Техническим результатом является улучшение равномерности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Сущность изобретения: антенна выполнена в виде полуволнового резонансного петлевого диполя. Антенна содержит два четвертьволновых плеча диполя, изогнутых таким образом, что они вместе образуют в плане окружность, вертикальную металлическую опору, ось которой проходит вблизи от центра упомянутой окружности, и установленную по диаметру упомянутой окружности диэлектрическую рею, посредством которой плечи диполя укреплены на опоре. Концы плеч диполя изогнуты также и по вертикали и выполнены образованием перехлеста таким образом, что один из концов находится над другим в пределах 30 - 60^o. 3 ил.

Антенна, выполненная в виде полуволнового резонансного петлевого диполя, содержащая два четвертьволновых плеча диполя, отделенных друг от друга зазором, изогнутых таким образом, что они вместе образуют в плане окружность, вертикальную металлическую опору и установленную по диаметру упомянутой окружности диэлектрическую рею, посредством которой плечи диполя укреплены на опоре, отличающаяся тем, что концы плеч диполя изогнуты также и по вертикали и выполнены с образованием перехлеста таким образом, что один из концов находится над другим.