АНТЕННА Российский патент 2005 года по МПК H01Q9/00 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве малогабаритной широкодиапазонной антенны, например в системах телевидения, радиовещания, радиосвязи и прочих аналогичных системах.

Известна комнатная телевизионная антенна ((RU 2048695, H 01 Q 9/18, 1992.03.24), которая используется для индивидуального приема телевизионных программ в диапазоне 1-39 каналов, а также радиопрограмм УКВ диапазона. Антенна содержит симметричный вибратор, плечи которого установлены под углом друг к другу, и линейный вибратор, установленный вдоль биссектрисы этого угла; начала плеч симметричного вибратора выполнены в виде спирали с противоположным направлением намотки в разных плечах, а их концы присоединены к коаксиальному фидеру, к его центральному проводнику присоединен линейный несимметричный вибратор.

Известен петлевой вибратор (RU 2089021, H 01 Q 9/16, 1994.03.28), который используется для телевизионного приемника на 12 каналов. Антенна представляет собой петлевой вибратор, изготовленный из медных трубок, середины верхнего вибратора и середины обоих плечей нижнего вибратора разрезаны. Части вибраторов соединены трубками большого диаметра.

Известна комбинированная широкодиапазонная антенна (RU 3176, H 01 Q 13/00, 1996.03.11). Антенна содержит плоскую диэлектрическую основу с пластинами, в которых выполнена система возбуждения и связанные с ней излучающие элементы. Дополнительно антенна содержит вибраторы, установленные на пластинах, под углом к ним, а излучающие элементы выполнены в виде резонаторов, соединенных между собой щелью связи. Вибраторы антенны имеют разную длину и конфигурацию. Резонатор, примыкающий к приемной щели, имеет боковые стенки в виде прямых линий или полуокружностей.

Известна телерадиоантенна (RU 2092939, H 01 Q 1/32, 1994.01.17). Антенна выполнена в виде двухвиткового шлейфа из плоской концентрической спирали, у которого середина первого витка через разделительный конденсатор соединена с заземленной оплеткой коаксиального кабеля, а середина второго - с его центральным проводником. При этом средняя точка шлейфа вместе с концом первого витка соединена с Т-образным внутришлейфным вибратором, а вместе с концом второго витка с U-образным наружным вибратором, охватывающим своими параллельными сторонами торцы двухвиткового шлейфа. Вибраторы могут быть выполнены из полупрозрачной проводящей пленки, нанесенной на прозрачное диэлектрическое основание. При этом коаксиальный радиоштеккер снабжен съемным трубчатым переходником к телегнезду.

К недостаткам известных антенн можно отнести сложность конструкции антенны.

Задачи, на решение которых направлено изобретение, заключаются в создании простой и надежной конструкции широкополосной антенны для всего телевизионного диапазона.

Поставленная задача решена следующим образом.

Антенна содержит симметричную двухпроводную линию с вибраторами, симметрирующее устройство и отличается тем, что двухпроводная линия выполнена в виде прямолинейных собирающих линий, вибраторы в виде наружных и внутренних прямолинейных вибраторов, причем каждая собирающая линия с одной стороны соединена под углом J=0-90° с одним концом внутреннего вибратора, с другой стороны под углом g=0-90° - с одним концом наружного вибратора, а вторые концы внутренних вибраторов соединены между собой непосредственно или через перемычку, при этом собирающие линии и внутренние вибраторы сформированы в изломанную пространственную петлю, к которой подсоединены с каждой стороны по наружному вибратору. Кроме того, перемычка имеет прямолинейную или изогнутую форму. Кроме того, антенна может быть выполнена либо из единого материала, как единый конструктивный элемент, либо из отдельных, соединенных между собой деталей. Кроме того, длины внутренних вибраторов антенны могут быть неодинаковы. Кроме того, длины наружных вибраторов антенны могут быть неодинаковы. Кроме того, симметрирующее устройство антенны расположено в точке, близкой к центру собирающих линий.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид антенны, на фиг.2 - вид антенны сверху, на фиг.3 и 4 - вид антенны сверху с перемычками различной конфигурации.

Антенна является преобразователем пространственных волн в связанную волну фидерного тракта. Она включает в себя следующие детали: 1, 2 - собирающие линии, 3 - внутренние вибраторы, 4 - наружные вибраторы, 5 - симметрирующее устройство.

Антенна представляет собой симметричную двухпроводную линию с вибраторами и может быть выполнена либо из единого материала как единый конструктивный элемент, либо состоять из отдельных деталей, соединенных между собой известными способами.

Каждая собирающая линия 1, 2 антенны с одной стороны соединена под углом J=0-90° с одним концом внутреннего вибратора 3, а с другой стороны под углом g = 0-90° - с одним концом наружного вибратора 4. Вторые концы внутренних вибраторов 3 соединены непосредственно между собой под углом (точка С) или через перемычки 6, 7 (фиг. 3, 4), вторые концы наружных вибраторов свободны. Форма перемычек может быть различная - прямолинейная 6 или изогнутая 7.

Собирающие линии 1, 2, внутренние вибраторы 3 (перемычки) сформированы в изломанную пространственную петлю (виток), к которой подсоединены с каждой стороны по наружному вибратору 4. Из фиг. 2 (вид сверху) видно, что петля сформирована в виде треугольника, основанием которого является собирающая линия, сторонами - внутренние вибраторы.

Антенна работает следующим образом.

Для обеспечения необходимой фазы в собирающей линии вибраторы 3 и 4 подключены к разным концам собирающих линий в вертикальной плоскости. Вибраторы 3, 4, собирающие линии 1, 2 изготавливают из токоповодящего материала. Собирающие линии 1 и 2 соединены между собой диэлектрическими материалами. Изменяя длину вибраторов 3 и 4, а также углы, под которыми они расположены к собирающей линии, можно настраивать антенну в различных диапазонах частот. Вибраторы 3 имеют электрический контакт в точке С и, в общем случае, могут быть изготовлены вместе с собирающей линией из цельного проводника.

Точки съема энергии А и В расположены в месте, близком к центру собирающей линии. Для перехода от симметричного выхода антенны к несимметричному фидеру снижения используются симметрирующие устройства 5. Один из вариантов симметрирующего устройства показан на фиг.1. Центральная жила фидера и оплетка подключены напрямую или через комплексные сопротивления к точкам В и А соответственно. Фидер выводится по или внутри верхней симметрирующей линии и вибратора 3 к точке нулевого потенциала С, где возможно крепление антенны.

Такая конструкция антенны имеет следующие преимущества:

- антенна является широкополосной с перекрытием по частоте 20 и более раз, причем направленные свойства антенны увеличиваются с частотой, что позволяет создать широкополосную антенну для всего телевизионного диапазона,

- антенна мало критична к точностным характеристикам изготовления,

- антенна проста в изготовлении, состоит из меньшего количества элементов.

-антенна может быть закреплена в точке, близкой к центру тяжести, что уменьшает сваливающие и ветровые моменты.

Изобретение может быть использовано в качестве малогабаритной широкодиапазонной антенны, например в системах телевидения, радиовещания, радиосвязи. Технический результат заключается в создании простой и надежной конструкции широкополосной антенны для всего телевизионного диапазона. Сущность изобретения состоит в том, что симметричная двухпроводная линия выполнена в виде прямолинейных собирающих линий, вибраторы в виде наружных и внутренних прямолинейных вибраторов, причем каждая собирающая линия с одной стороны соединена под углом J=0-90° с одним концом внутреннего вибратора, с другой стороны под углом g=0-90° с одним концом наружного вибратора. Вторые концы внутренних вибраторов соединены между собой непосредственно или через перемычку, при этом собирающие линии и внутренние вибраторы сформированы в изломанную пространственную петлю, к которой подсоединены с каждой стороны по наружному вибратору. Антенна может быть выполнена как единый конструктивный элемент, либо из отдельных, соединенных между собой деталей. Длины внутренних и наружных вибраторов антенны могут быть неодинаковы. Симметрирующее устройство антенны расположено в точке, близкой к центру собирающих линий. Перемычка антенны имеет прямолинейную или изогнутую форму. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Антенна, содержащая симметричную двухпроводную линию с вибраторами, симметрирующее устройство, отличающаяся тем, что двухпроводная линия выполнена в виде прямолинейных собирающих линий, вибраторы в виде наружных и внутренних прямолинейных вибраторов, причем каждая собирающая линия с одной стороны соединена под углом J=0-90° с одним концом внутреннего вибратора, с другой стороны под углом g=0-90° с одним концом наружного вибратора, а вторые концы внутренних вибраторов соединены между собой непосредственно или через перемычку, при этом собирающие линии и внутренние вибраторы сформированы в изломанную пространственную петлю, к которой подсоединено с каждой стороны по наружному вибратору.2. Антенна по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена либо из единого материала, как единый конструктивный элемент, либо из отдельных соединенных между собой деталей.3. Антенна по п.1 или 2, отличающаяся тем, что длины внутренних вибраторов могут быть неодинаковы.4. Антенна по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что длины наружных вибраторов могут быть неодинаковы.5. Антенна по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что симметрирующее устройство расположено в точке, близкой к центру собирающих линий.6. Антенна по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что перемычка выполнена прямолинейной или изогнутой.