АНТЕННА КОМБИНИРОВАННАЯ ДИАПАЗОННАЯ Российский патент 2002 года по МПК H01Q21/30 

Изобретение относится к области радиотелевизионной приемной техники и может быть использовано для приема радио- и телевизионных электромагнитных сигналов малой мощности в частотном диапазоне установленного сетью вещательного телевидения с 1 по 5 с соответствующей стандарту поляризацией.

Известны телевизионные приемные антенны (см. Пясецкий В. Универсальная всеволновая антенна // Радио, 1985, 7, с.17-18). Универсальная всеволновая антенна способна принимать сигналы в любом телевизионном канале с 1 по 40 и использует единый фидер без применения каких-либо специальных фильтров сложения. Часть антенны для приема дециметровых 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 MB 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.

Известна антенна (см. Кисмерешкин В.И. 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 широкополостности только в ограниченном диапазоне. Это ДМВ-участок телевизионного вещания, взятый нами.

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 антенна, выполненная в виде симметричных ромбовидных ячеек-вибраторов, согласованных с общей нагрузкой, плоским рефлектором, снабжена дополнительным веерным электромагнитным вибратором расширения полосы, согласующими устройствами, подключенными к нейтральным разрезам плечей ромбовидных ячеек, сопрягающим устройством, подключенным к линейному вибратору расширения полосы и ромбовидным ячейкам-вибраторам, а также к общей согласованной нагрузке.

Новизна в части устройства усматривается в том, что веерный вибратор расширения полосы, позволяющий одновременно вести телеприем MB-части диапазона, подключенный к сопрягающему устройству, принимает и передает свою энергию на общую нагрузку.

В то же время и ромбовидные ячейки-вибраторы, подключенные к сопрягающему устройству, принимают и передают собственную энергию ДМВ-сигнала на общую согласованную нагрузку.

Новизна в части устройства усматривается в том, что параллельное подключение двух вибраторов к общей нагрузке через сопрягающее устройство не приводит к шунтирующим потерям, поскольку сигнал MB-диапазона, принятый веерным вибратором, поступает на общую нагрузку и в сторону шунтирующего этот вибратор плечей ромбовидных ячеек-вибраторов не ответвляется, т.к. последние имеют на рабочей частоте незначительные проводимости, носящие комплексный характер, малосвязанные с волновыми импедансами.

Аналогично, ДМВ-сигнал, принятый ромбовидными ячейками-вибраторами, слабо взаимодействует с выходным сопротивлением веерного вибратора, настроенного особым образом.

При этом следует учесть, что оптимально настроенный веерный вибратор способен в нашем случае принимать дополнительную энергию ДМВ-сигнала на остаточном уровне, компенсируя по системе сильной связи возможные потери взаимошунтирующего влияния и наоборот.

В этой связи особо встает вопрос фазировки сигналов при их суммировании на общей нагрузке.

Новизна в части устройства усматривается в том, что согласующее устройство, подключенное в нейтральный разрез плечей ромбовидной ячейки-вибратора, приводит к дополнительному согласованию волновых характеристик отдельных узлов антенны. При этом предусматривается возможность их отключения.

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 3.

Антенна комбинированная диапазонная 3 состоит: из веерного электромагнитного вибратора 1, преобразующего MB-часть ТВ-сигнала, выполненного известным способом, подключенного лучами ко входу сопрягающего устройства 3, выполненного в виде разреза, трансформатора, мостика и пр. симметричных ромбовидных ячеек-вибраторов 2, выполненных известным способом, обеспечивающих прием ДМВ-сигнала, подключенных к сопрягающему устройству 3, согласующих устройств, подключенных к нейтральным разрезам плечей ромбовидных ячеек-вибраторов, выполненных в виде перемычки шлейфа, линии и пр., общей согласованной нагрузки R_н 5, подключенной к сопрягавшему устройству 3, антенно-фидерного устройства АФУ 6, плоского рефлектора 7.

Антенна работает следующим образом.

Принимаемый электромагнитный сигнал поступает на соответствующие вибраторы 1-2, преобразуется в ЭДС и суммируется на общей согласованной нагрузке R_н 5, проходя по очереди, в зависимости от точки возбуждения, через структуры 1-4. Поскольку проводимость ромбовидных ячеек-вибраторов 2 на рабочей частоте MB-диапазона относительно невелика, носит комплексный характер, сигнал, принятый веерным вибратором 1, в сторону ячеек не ответвляется, поступая на согласованную нагрузку.

Аналогично взаимодействует и ДМВ-сигнал, принятый ромбовидными ячейками-вибраторами, проходя без потерь к R_н 5.

Согласующее устройство 4 улучшает режим питания ромбовидных ячеек-вибраторов, отключаемого по необходимости.

По АФУ 6 энергия поступает потребителю.

Изобретение относится к области приема телевизионных сигналов. Техническим результатом изобретения является расширение полосы пропускания, повышение коэффициента усиления, получение оптимального согласования электрических характеристик антенной системы. Технический результат достигается тем, что антенна содержит симметричные ромбовидные ячейки-вибраторы, электрически согласованные с общей нагрузкой, плоским рефлектором, антенна снабжена веерным вибратором и сопрягающим устройством, подключенным к симметричным ромбовидным и веерному вибраторам. 1 ил.

Антенна комбинированная диапазонная, состоящая из симметричных ромбовидных ячеек-вибраторов, электрически согласованных с общей нагрузкой, плоским рефлектором, отличающаяся тем, что она снабжена веерным вибратором и сопрягающим устройством, подключенным к симметричным ромбовидным и веерному вибраторам.