АНТЕННА Российский патент 2003 года по МПК H01Q5/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для увеличения уровня сигнала, принимаемого антеннами с круговой диаграммой направленности в диапазонах СВЧ, GSM, ДМВ и УКВ.

Известна многодиапазонная антенна, содержащая первую катушку, выполненную с возможностью резонанса в первом диапазоне частот за счет использования первого количества витков, имеющих первую окружность, причем первая окружность меньше длины волны первого диапазона частот, вторую катушку, выполненную с возможностью резонанса во втором диапазоне частот, отличном от первого диапазона частот, за счет использования второго количества витков, имеющих вторую окружность, причем вторая окружность меньше длины волны второго диапазона частот, и антенный элемент, имеющий прямолинейную часть, расположенную рядом с первой и второй катушками, для электромагнитного взаимодействия как с первой, так и со второй катушками, первая и вторая катушки соосны друг другу, а витки этих катушек намотаны в противоположных направлениях по отношению друг к другу, антенный элемент содержит верхнюю спиральную катушку, функционально связанную с прямым проводом в верхнем конце (RU 2173495 С 2, H 01 Q 5/00, 10.09.01).

В известном устройстве решена задача создания компактной антенной конструкции, у которой во всех диапазонах обеспечиваются такие же, как и у известных однополосных антенн, или даже более высокие характеристики коэффициента усиления антенны. Эффективные характеристики коэффициента усиления в определенном диапазоне частот получают за счет уменьшения взаимодействия между катушками. Для уменьшения помех от взаимодействия намотки двух коаксиальных катушек имеют противоположные направления, а для еще большего снижения помех одну коаксиальную катушку делают большего диаметра, чем другую, и помещают катушку с более короткой линейной длиной.

Недостатком известной конструкции антенны является то, что она не обеспечивает получения требуемой величины сигнала для удовлетворительной работы радиоустройств в зонах, где очень низкий уровень принимаемого сигнала.

Технический результат заключается в создании простой конструкции антенны, предназначенной для установки на антенну радиоустройства и обеспечивающей уверенный прием и передачу сигналов радиоустройством в зонах с очень низким уровнем принимаемого сигнала.

Технический результат достигается тем, что антенна содержит основание в виде круга с вибраторами, расположенными на равном расстоянии друг от друга по периферии основания и имеющими с основанием электрическое соединение, количество вибраторов равно 4 n, где n - целое число, смежные вибраторы расположены по разные стороны относительно плоскости основания, каждый из вибраторов выполнен в виде ленты, скрученной в направлении своей продольной оси, причем лента изогнута в сторону продольной оси антенны таким образом, что проекция вибратора на плоскость, перпендикулярную плоскости основания и проходящую через центр основания и вибратор, имеет вид части косинусоиды.

Длина вибраторов L выбрана из ряда λ/8-d/2; λ/4-d/2; 3λ/4-d/2....

где d - диаметр основания.

Расстояние между противоположными вибраторами на уровне L от основания имеет величину, равную L/π.

На чертеже представлен вид антенны в разрезе.

Антенна содержит основание 1 в виде круга с вибраторами 2, расположенными на равном расстоянии друг от друга по периферии основания и имеющими с основанием электрическое соединение. Смежные вибраторы 2 расположены по разные стороны относительно плоскости основания, каждый из вибраторов выполнен в виде ленты, скрученной в направлении своей продольной оси, причем лента изогнута в сторону продольной оси антенны таким образом, что проекция вибратора на плоскость, перпендикулярную плоскости основания и проходящую через центр основания и вибратор, имеет вид части косинусоиды. Минимальное количество вибраторов равно четырем, т.е. по два элемента на каждой стороне основания. Максимальное количество вибраторов ограничивается их геометрическими размерами и размерами основания 1 (его диаметра), с которым вибраторы имеют электрическое соединение. К основанию 1 крепится втулка 3, ось симметрии которой перпендикулярна основанию 1 и проходит через ее центр. Причем втулка 3 крепится к основанию в средней ее части, т.е. симметрично относительно противоположных сторон основания 1. Диаметр втулки выбирается исходя из геометрических размеров штыревой антенны, для которой предполагается использовать предлагаемую антенну. Наличие втулки 3 позволяет обеспечить быструю установку предлагаемой антенны на штыревую антенну радиоустройства, а также ее снятие.

Пространство, ограниченное вибраторами, может быть заполнено радиопрозрачным материалом, позволяющим повысить жесткость всей конструкции.

Экспериментально было установлено, что наилучшие характеристики антенны обеспечиваются, когда каждый из вибраторов выполнен в виде ленты, скрученной в направлении своей продольной оси, причем лента изогнута в сторону продольной оси антенны таким образом, что проекция вибратора на плоскость, перпендикулярную плоскости основания и проходящую через центр основания и вибратор, имеет вид части косинусоиды. Длина вибраторов L выбрана из ряда λ/8-d/2; λ/4-d/2; 3λ/4-d/2; ....Диаметр основания 1, с которым вибраторы имеют электрическое соединение, определяется их количеством и шириной ленты, из которой они изготовлены.

Расстояние между противоположными вибраторами на уровне L от основания имеет величину, равную L/π.
Взаимосвязь антенны радиоустройства с установленной на нее предлагаемой антенной емкостная. Антенна устанавливается непосредственно на антенну радиоустройства, причем связь устанавливаемой антенны с антенной радиоустройства может обеспечиваться как при расположении всего штыря антенны в пространстве, ограниченном вибраторами, так и незначительной его части. Испытания опытных образцов антенны показали, что предлагаемая конструкция дает хорошие результаты в различных частотных диапазонах, в частности в диапазоне СВЧ, GSM, в котором работают большое количество используемых в настоящее время мобильных телефонов, в диапазоне ДМВ и УКВ. Описываемая антенна позволяет значительно улучшить качество связи и обеспечить осуществление радиосвязи в зонах с очень низким уровнем принимаемого сигнала, где аппаратура с подключенной к ней штыревой антенной не в состоянии обеспечить радиосвязь. Использование предлагаемой антенны увеличивает уровень сигнала, принимаемого антенной радиоустройства, и не оказывает существенного влияния на ее диаграмму направленности, т.е. диаграмма направленности остается круговой.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для увеличения уровня сигнала, принимаемого антеннами с круговой диаграммой направленности. Технический результат заключается в создании простой конструкции антенны, предназначенной для установки на антенну радиоустройства и обеспечивающей уверенный прием и передачу сигналов радиоустройством в зонах с очень низким уровнем принимаемого сигнала. Антенна содержит основание в виде круга с вибраторами, расположенными на равном расстоянии друг от друга по периферии основания и имеющими с основанием электрическое соединение, количество вибраторов равно 4n, где n - целое число, смежные вибраторы расположены по разные стороны относительно плоскости основания, каждый из вибраторов выполнен в виде ленты, скрученной в направлении своей продольной оси, причем лента изогнута в сторону продольной оси антенны таким образом, что проекция вибратора на плоскость, перпендикулярную плоскости основания и проходящую через центр основания и вибратор, имеет вид части косинусоиды. Длина вибраторов L выбрана из ряда λ/8-d/2; λ/4-d/2; 3λ/4-d/2; ... Расстояние между противоположными вибраторами на уровне L от основания имеет величину, равную L/π. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Антенна, содержащая основание в виде круга с вибраторами, расположенными на равном расстоянии друг от друга по периферии основания и имеющими с основанием электрическое соединение, количество вибраторов равно 4n, где n - целое число, смежные вибраторы расположены по разные стороны относительно плоскости основания, каждый из вибраторов выполнен в виде ленты, скрученной в направлении своей продольной оси, причем лента изогнута в сторону продольной оси антенны таким образом, что проекция вибратора на плоскость, перпендикулярную плоскости основания и проходящую через центр основания и вибратор, имеет вид части косинусоиды. 2. Антенна по п. 1, отличающаяся тем, что длина вибраторов L выбрана из ряда λ/8-d/2; λ/4-d/2; 3λ/4-d/2; . . . , где d - диаметр основания. 3. Антенна по п. 2, отличающаяся тем, что расстояние между противоположными вибраторами на уровне L от основания имеет величину, равную L/π.