АНТЕННА СВЕРХШИРОКОПОЛОСНАЯ ЭВЕЛИНА Российский патент 2004 года по МПК H01Q21/00 

Изобретение относится к области радиотелевизионной техники и может быть использовано для приема и передачи радио и телевизионных сигналов, имеющих значительные полосы частот, достигающие 2-10 и более октав, а также биологическими объектами в процессе обмена информацией - гипотетически объясняемого с точки зрения биофизики.

Известны сверхширокополосные антенны, описанные в авторизованном переводе с английского (Под ред. Бененсона Л.С. М., Мир, 1964 г. "Сверхширокополосные антенны", с. 11-21, 221, 340), разбитые на ряд групп.

Известны антенны, выполненные на базе структур, определяемых лишь угловыми размерами. Изменение частоты для таких антенн эквивалентно простому повороту всей конфигурации антенны на некоторый угол.

К антеннам этого типа частотно-независимых антенн, в частности, относится обычный биконус, а также серповидные вибраторы и излучатели, выполненные на базе многозаходных логарифмических спиралей на плоскости или конусе.

Другая группа выполнена на базе принципа логарифмической периодичности, представляющего собой решетки подобных элементов.

В частности [Berry D.G, Ore F.R. “Log-Periodic Monopole Array”, 1961, JRE Jntern.Conv.Rec.pt1, 76-85], описывают частотно-независимые логопериодические вибраторные решетки, выполненные из несимметричных параллельных вибраторов.

Данные конструкции одиночных логопериодических антенн и составленные из них решетки могут также обладать в известных пределах частотно-независимыми характеристиками.

Такая антенна содержит собирательную линию, к которой подключаются вибраторы в точках, определяемых особенностями конструкции. Число и тип вибраторов, способы их подключения, согласование зависят от параметров системы.

Однако выводы американских специалистов относительно ряда положений теории Дюамеля, касающихся, в частности, параллельных структур, ставящих необходимым условием работы таких систем логопериодическую зависимость, ошибочны.

В результате пришлось неоправданно применять собирательные линии, имеющие неоптимальные с точки зрения фазовых решеток характеристики, что привело, как следствие, к появлению громоздких т.н. логопериодических антенн, когда вполне можно было обойтись парой-тройкой элементов частотно-независимых структур КФАР.

Имеются и другие конструкции, позволяющие получать необходимые частотно-независимые структуры и формировать из них сверхширокополосные вибраторные решетки.

Техническое решение задачи - получение свехрширокополосных антенн - достигается за счет новых конструктивных решений.

Техническое решение достигается тем, что сверхширокополосная антенна (СШКА), состоящая из петлевого вибратора и согласованная с общей нагрузкой, снабжена последовательным "m"-численным рядом ШПВ, шунтовые перемычки первого и последующих из которых подключены к неразрывным сторонам петлевого и предыдущих шунтовых вибраторов, соответственно и последовательным "n"-численным рядом линейных или иных вибраторов, подключенных к сторонам ШПВ в установленной последовательности любым способом с возможностью изменения полярности и отключения.

Новизна в части устройства усматривается в том, что "m"-й ШПВ принимает и по линии проводимости сторон последующих ШПВ передает на нагрузку определенную часть энергии спектра широкополосного сигнала (ШПС), одновременно с той частью ШПВ, которая также осуществляет свой независимый прием оставшейся части спектра ШПС по той же схеме, минуя шунтирующие проводимости продольных сторон ШПВ, имеющие незначительные комплексно-характеристические значения, мало связанные с волновыми импедансами.

Новизна в части устройства усматривается в том, что "n" - число линейных или иных вибраторов дополняют "m" - структуру шп-вибраторов, образуя логопериодическую или иную последовательность, обеспечивая частотно-независимые характеристики системы.

Новизна в части устройства усматривается в том, что смена полярности исходного вибратора, установка его типа, определение способа и последовательность подключения позволяют произвести суммирование итоговых сигналов в оптимальном режиме фазируемой решетки.

Нейтральные точки конструкции позволяют осуществить механическое крепление антенной системы.

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 схеме не показаны согласующие, симметрирующие, сопрягающие и иные устройстве, построенные по известным принципам и обеспечивающие взаимодействие узлов антенного устройства в целом в случае необходимости.

На чертеже изображена широкополосная антенна. СШКА состоит: из последовательного "m"-численного ряда шунтовых петлевых вибраторов 2 - m шунтовые перемычки 3 - ШПВ-2 и 8 последующих "m" - ШПВ которых подключены к неразрывной стороне 4, петлевого вибратора 1 и 7-ШПВ-2 и далее m-1 предыдущих соответственно; последовательного 5, 6 - "n"-численного ряда линейных или иных вибраторов, подключенных к сторонам ШПВ-2, - "m" в определенной последовательности любым способом с возможностью изменения полярности и отключения и образующих в совокупности с рядом "m" ШПВ логопериодическую или иную последовательность, структурно обеспечивающую частотно-независимую инверсию всего спектра широкополосного сигнала и его суммирование в режиме фазируемой решетки на согласованной нагрузке R_Н, выполненных известным способом. Предусмотрена мехфиксация конструкции в точках "0".

Антенна работает следующим образом.

Электромагнитный сигнал поступает на соответствующие вибраторы 1-"n"-"m", входящие в состав решетки, преобразуется в ЭДС и в оптимальном фазовом режиме суммируется на общей согласованной нагрузке R_H, проходя по очереди, в зависимости от точки возбуждения, через соответствующие структуры.

Изобретение относится к области радиотелевизионной техники. Технический результат заключается в обеспечении сверхширокополосности. Сущность изобретения заключается в том, что антенна, состоящая из петлевого вибратора, снабжена последовательным рядом m шунтовых петлевых вибраторов, шунтовые перемычки первого и последующих из которых подключены к неразрывным сторонам петлевого и предыдущих шунтовых петлевых вибраторов соответственно, и последовательным рядом n линейных вибраторов, подключенных к сторонам шунтовых петлевых вибраторов с возможностью изменения полярности и отключения. 1 ил.

Антенна сверхширокополосная, состоящая из петлевого вибратора, согласованная с общей нагрузкой, отличающаяся тем, что снабжена последовательным рядом m шунтовых петлевых вибраторов, шунтовые перемычки первого и последующих из которых подключены к неразрывным сторонам петлевого и предыдущих шунтовых петлевых вибраторов соответственно, и последовательным рядом n линейных вибраторов, подключенных к сторонам шунтовых петлевых вибраторов с возможностью изменения полярности и отключения.