АНТЕННА Российский патент 2003 года по МПК H01Q21/10 

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве антенны с вертикальной поляризацией электрического поля и круговой диаграммой в горизонтальной плоскости.

Известны антенны в виде вертикального провода, являющегося продолжением центральной жилы коаксиального кабеля и противовесами, гальванически соединенными с внешним проводником коаксиального кабеля (Г.Б.Белоцерковский. "Основы радиотехники и антенны", часть II "Антенны", М., "Радио и связь", 1983 г. , с. 10). Такие антенны могут быть хорошо согласованы, но в полосе частот 10-15% их коэффициент усиления мал (~2dB).

Для увеличения коэффициента усиления предложены коллинеарные решетки (Rihard С. Jonson, Henry Jack "Antenna Engineering Handbook" 2-nd Edition, p. 27-14), которые могут обеспечивать коэффициент усиления до 10 dB, но они плохо согласованы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является антенна с коллинеарной решеткой из двух цилиндрических диполей (P. Volta "Design and Development of an Omnidirectional Antenna With a Collinear Array of Slots", Microwave Journal, 12, 1982, p. 111), которая содержит центральный проводник, помещенный внутри диэлектрической трубки, соосно с которым расположены первые металлические трубки, концы которых отделены друг от друга диэлектрическими шайбами и гальванически соединены с концами вторых металлических трубок, которые расположены соосно с первыми, снаружи и напротив них. Крайняя из первых трубок внутри содержит согласующий трансформатор. Известная антенна обеспечивает коэффициент усиления 5dB и КСВ<2 в полосе частот 1030-1060 МГц. Такое плохое согласование является недостатком известной конструкции.

Задача, которая решена изобретением, состоит в улучшении согласования антенны с коаксиальным кабелем в рабочей полосе частот.

Поставленная задача решена следующим образом. Антенна, выполненная в виде решетки цилиндрических диполей, содержит центральный проводник, помещенный внутри диэлектрической трубки, соосно с которой расположены первые металлические трубки, концы которых отделены друг от друга диэлектрическими шайбами и гальванически соединены с концами вторых металлических трубок, которые расположены соосно с первыми, снаружи и напротив них, а на конце крайней из первых трубок установлен коаксиальный разъем. Антенна отличается тем, что первые металлические трубки имеют отрезки с увеличенным диаметром, примыкающие к диэлектрическим шайбам со стороны разъема.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведен общий вид антенны. Антенна содержит центральный проводник 1, помещенный внутри диэлектрической трубки 2. Соосно с проводником 1 расположены первые металлические трубки 3, концы которых отделены друг от друга диэлектрическими шайбами 4 и гальванически соединены с концами вторых металлических трубок 6, которые расположены соосно с первыми, снаружи и напротив них. На конце крайней из первых трубок установлен коаксиальный разъем. Первые металлические трубки 3 имеют отрезки 5 с увеличенным диаметром, примыкающие к диэлектрическим шайбам 4 со стороны разъема 7.

Антенна работает следующим образом. Сигнал поступает в антенну через разъем 7 и по коаксиальной линии, образованной центральным проводником 1 и крайней из первых трубок 3, доходит до первой диэлектрической шайбы 4, где частично излучается первым диполем, образованным отрезками вторых металлических трубок 6, а остальная часть распространяется по коаксиальной линии дальше до следующего диполя. Поскольку диполь последовательно включен в разрыв коаксиальной линии, перед диэлектрической шайбой коаксиальная линия имеет повышенное волновое сопротивление. Отрезок трубки с увеличенным диаметром 5 образует трансформирующую секцию, которая согласует повышенное входное сопротивление с входной коаксиальной линией. Соотношение между сигналами, излученным диполем и прошедшим в коаксиальную линию за него, зависит от толщины диэлектрической шайбы 4. Чем тоньше шайба, тем больше емкость между смежными концами трубок 6 и меньше часть сигнала, излучаемая диполем. Изменение толщины шайб позволяет создавать требуемое распределение излучения между диполями. Толщина и диэлектрическая проницаемость трубки 2 выбирается так, чтобы обеспечить требуемую разницу фаз между диполями. При разнице фаз 360 градусов антенна излучает в горизонтальном направлении, если разница больше 360 градусов, луч антенны направлен выше горизонта, а если меньше, то ниже.

При работе антенны улучшается согласование антенны с коаксиальным кабелем в рабочей полосе частот за счет того, что первые металлические трубки имеют отрезки с увеличенным диаметром, примыкающие к диэлектрическим шайбам со стороны разъема. Конструкция позволяет создавать хорошо согласованные антенны с коэффициентом усиления более 12 дБ, содержащие более 10 диполей.

Применение изобретения позволило разработать целый ряд антенн, имеющих КСВ<1.4 и обеспечивающих коэффициент усиления 5-12 dB в полосах частот 300-345 МГц, 806-870 МГц и 896-944 МГц нулевым и до ±20^o углами наклона кругового луча над горизонтом.

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано в качестве антенны с вертикальной поляризацией электрического поля и круговой диаграммой в горизонтальной плоскости. Техническим результатом является улучшение согласования антенны с коаксиальным кабелем в рабочей полосе частот. Сущность изобретения заключается в следующем. Антенна, выполненная в виде решетки цилиндрических диполей, содержит центральный проводник, помещенный внутри диэлектрической трубки, соосно с которой расположены первые металлические трубки, концы которых отделены друг от друга диэлектрическими шайбами и гальванически соединены с концами вторых металлических трубок, которые расположены соосно с первыми, снаружи и напротив них, а на конце крайней из первых трубок установлен коаксиальный разъем. Антенна отличается тем, что первые металлические трубки имеют отрезки с увеличенным диаметром, примыкающие к диэлектрическим шайбам со стороны разъема. 1 ил.

Антенна, выполненная в виде решетки цилиндрических диполей и содержащая центральный проводник, помещенный внутри диэлектрической трубки, соосно с которой расположены первые металлические трубки, концы которых отделены друг от друга диэлектрическими шайбами и гальванически соединены с концами вторых металлических трубок, которые расположены соосно с первыми, снаружи и напротив них, а на конце крайней из первых металлических трубок установлен коаксиальный разъем, отличающаяся тем, что первые металлические трубки имеют отрезки с увеличенным диаметром, примыкающие к диэлектрическим шайбам со стороны разъема.