АНТЕННА ДЛЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ПРИЕМА Российский патент 2006 года по МПК H01Q21/30 

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для телевизионного приема в диапазоне метровых и дециметровых волн, а также для пространственного контроля радиоизлучений.

Приемные телевизионные антенны, в большинстве своем, являются направленными и рассчитаны на прием волн горизонтальной поляризации, приходящих с определенных направлений. В тех случаях, когда возникает необходимость приема телевизионных сигналов, отличающихся по частоте и пространственному положению, требуется применение нескольких широкополосных антенн либо одной антенны оснащенной поворотным устройством, что, в конечном счете, усложняет конструкцию антенной системы и вызывает определенные неудобства у пользователя.

В зонах уверенного приема данная проблема может быть решена путем применения ненаправленных в горизонтальной плоскости антенн, способных принимать волны горизонтальной поляризации. Примерами таких антенн являются турникетная антенна, выполненная из симметричных вибраторов, и антенна, выполненная в форме петлевого вибратора, свернутого в кольцо (3.Беньковский, Э.Липитский. Любительские антенны коротких и ультракоротких волн - М.: Радио и связь, 1983, с.411).

Общим недостатком рассмотренных антенн является ограниченная полоса рабочих частот и недостаточно равномерная характеристика направленности в горизонтальной плоскости. Более равномерной характеристикой направленности обладают кольцевые рамки, периметр которых меньше длины волны (А.З.Фрадин. Антенно-фидерные устройства - М.: Связь, 1977, с.126). Однако малые рамки имеют низкий коэффициент полезного действия. Увеличение размера кольцевой рамки приводит к повышению коэффициента полезного действия, но при этом нарушается равномерность характеристики направленности в горизонтальной плоскости в результате появления противофазных токов по ее периметру. Устранить противофазные токи можно путем включения в провод рамки реактивных сопротивлений или короткозамкнутых четвертьволновых шлейфов.

В качестве прототипа рассмотрим всенаправленную антенну, выполненную в виде «клеверного листа» (К.Ротхамель. Антенны - М.: Энергия, 1979, с.281). Антенна представляет собой кольцевую рамку с периметром, равным удвоенной длине волны, в провод которой через полуволновые промежутки включены короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы.

Недостатком данной антенны, как и ранее приведенных, является работа в ограниченном диапазоне частот, определяемом размерами рамки, и влияние короткозамкнутых шлейфов, расположенных в плоскости антенны, на характеристики направленности.

Технической задачей, на решение которой направленно изобретение, является создание конструкции антенны горизонтальной поляризации, обладающей в нескольких частотных диапазонах равномерной в горизонтальной плоскости характеристикой направленности, что в конечном итоге обеспечит прием телевизионных сигналов, отличающихся по частоте и приходящих в точку приема с различных направлений.

Поставленная задача решается с помощью предложенной конструкции антенны. Антенна для телевизионного приема содержит рамку, выполненную в форме кольца с периметром, равным удвоенной длине волны в основном диапазоне частот, в провод которой через полуволновые промежутки включены короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы. Кроме того, антенна дополнительно снабжена двумя и более кольцевыми рамками с геометрическими параметрами, соответствующими дополнительным частотным диапазонам. Все рамки закреплены на мачте с помощью элементов крепления параллельно плоскости основной рамки и подключены в перекрестном порядке к двухпроводной линии, которая соединена с входом антенного усилителя. Причем короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы дополнительных рамок соединены между собой и расположены, как и у основной рамки под углом к их плоскости.

Формирование круговой в горизонтальной плоскости характеристики направленности достигается равномерным распределением тока вдоль провода рамки. Такое распределение тока, подчиняющееся гармоническому закону, обеспечивается выбором периметра рамки, равного удвоенной средней длине волны основного диапазона частот, и включением через полуволновые отрезки трех короткозамкнутых четвертьволновых шлейфов. Благодаря шлейфам устраняются противофазные токи на проводе рамки. На шлейфах имеются подвижные перемычки, которые позволяют добиваться точного резонанса на всех элементах антенны. Для исключения влияния на характеристики направленности антенны короткозамкнутые шлейфы, в отличие от прототипа, вынесены за плоскость рамки и располагаются под углом к ней. Нижняя рамка обеспечивает работу антенны в основном низкочастотном диапазоне частот, а дополнительные рамки меньших размеров, объединенные попарно с помощью шлейфов, - в более высокочастотных диапазонах. Антенный усилитель, к которому посредством двухпроводной линии подключены кольцевые рамки, обеспечивает компенсацию потерь коэффициента усиления антенны и затухание сигнала в кабеле снижения. Питание к усилителю поступает по кабелю снижения.

Предложенная конструкция антенны для телевизионного приема иллюстрируется чертежом, где:

1 - основная рамка;

2 - короткозамкнутый четвертьволновый шлейф основной рамки;

3 - мачта;

4 - элементы крепления;

5 - дополнительные рамки;

6 - двухпроводная линия;

7 - антенный усилитель;

8 - короткозамкнутый четвертьволновый шлейф дополнительных рамок.

Антенна для телевизионного приема состоит из кольцевой рамки 1 с периметром, равным удвоенной длине волны основного диапазона частот, в провод которой через полуволновые промежутки включены короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы 2, закреплена на мачте 3 с помощью элементов крепления 4. Для работы в дополнительных частотных диапазонах антенна содержит две и более рамки 5 с геометрическими размерами, соответствующими каждому диапазону частот, которые закреплены параллельно плоскости основной рамки на расстоянии четверть волны друг от друга. Основная и дополнительные рамки в точках питания подключаются в перекрестном порядке к двухпроводной линии 6, соединенной с входом антенного усилителя 7. Короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы вынесены за плоскость рамок и расположены под определенным углом к ним, что позволяет исключить их влияние на характеристику направленности антенны в горизонтальной плоскости. Короткозамкнутые шлейфы соседних дополнительных рамок соединены между собой, что придает дополнительную жесткость конструкции. Конструктивно все элементы антенны могут быть выполнены из алюминиевых (медных) трубок или пластин, изогнутых в форме кольца, и закреплены с помощью диэлектрических элементов крепления на мачте.

Предложенная конструкция антенны обеспечивает прием волн горизонтальной поляризации, приходящих с различных в горизонтальной плоскости направлений, как в основном, так и дополнительных частотных диапазонах, стабильность характеристик, а также жесткость и надежность конструкции.

Изобретение может быть использовано для телевизионного приема в диапазоне метровых и дециметровых волн, а также для пространственного контроля радиоизлучений. Технический результат заключается в обеспечении приема волн горизонтальной поляризации, приходящих с различных в горизонтальной плоскости направлений, как в основном, так и дополнительных частотных диапазонах, стабильности характеристик, а также жесткости и надежности конструкции. Сущность изобретения состоит в том, что антенна содержит закрепленные на мачте с помощью элементов крепления основную рамку, выполненную в форме кольца с периметром, равным удвоенной длине волны в основном диапазоне частот, и две и более кольцевые рамки с геометрическими параметрами, соответствующими дополнительным частотным диапазонам. В рамки включены четвертьволновые короткозамкнутые шлейфы, причем шлейфы дополнительных рамок соединены между собой и расположены, как и у основной рамки под углом к плоскости и подключены в перекрестном порядке к двухпроводной линии, соединенной с входом антенного усилителя.1 ил.

Антенна для телевизионного приема, содержащая основную рамку, выполненную в форме кольца с периметром, равным удвоенной длине волны в основном диапазоне частот, в провод которой через полуволновые промежутки включены короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы, закрепленную на мачте с помощью элементов крепления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит две и более кольцевые рамки с геометрическими параметрами, соответствующими дополнительным частотным диапазонам, расположенные параллельно плоскости основной рамки и подключенные в перекрестном порядке к двухпроводной линии, соединенной с входом антенного усилителя, причем короткозамкнутые четвертьволновые шлейфы дополнительных рамок соединены между собой и расположены, как и у основной рамки, под углом к плоскости рамок.