АЭРОСТАТНАЯ АНТЕННА Российский патент 2008 года по МПК H01Q1/36 H01Q1/12 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для излучения электромагнитных колебаний в линиях связи на сверхдлинных, длинных и средних волнах (СДВ, ДВ, СВ частотных диапазонов). Наиболее эффективно данная антенна может быть использована в радиопередающих нестационарных центрах с изменяемой дислокацией их на местности (мобильных перебазируемых радиопередающих центрах).

Известна сверхдлинноволновая антенна [1], разворачиваемая с использованием аэростата, содержащая аэростат и кабель-трос. При этом кабель-трос прикреплен к аэростату через изолятор.

Однако данная антенна сложна в изготовлении и имеет сравнительно небольшую излучаемую мощность.

Известна также сверхдлинноволновая аэростатная антенна, содержащая аэростат и прикрепленный к нему через изолятор кабель-трос. При этом кабель-трос выполнен со ступенчато изменяющимся диаметром. Эта антенна [2] принята за прототип заявленной антенне.

Однако антенна-прототип, как и антенна [1], имеет ряд недостатков, а именно: требует для излучения в ДВ-СДВ диапазонах сравнительно большой высоты подъема аэростата (до 1000 м), что, в свою очередь, приводит: к сравнительно высоким наводкам статического электричества (требующим повышенной изоляции, особенно в выходных каскадах подключаемого к антенне радиопередающего устройства); вызывает необходимость применения для подъема кабеля-троса более грузоподъемных аэростатов и соблюдения дополнительных ограничений к кабелю-тросу по весу, сечению и конфигурации. Такие высокоподнятые аэростатные антенны обладают слабой устойчивостью к ветровым нагрузкам, непрогнозируемым изменениям действующей высоты антенны вследствие ее наклонов под действием ветра и, соответственно, изменениям излучаемой мощности; высокой зависимостью их применения от погодных условий и негативных факторов атмосферы на больших высотах (повышается вероятность обледенения аэростата и верхней части кабеля-троса). Для разворачивания такой антенны и ее использования требуется соблюдение ряда организационных мероприятий, в т.ч. согласование времени и места разворачивания с соответствующей службой по организации движения воздушных судов. Также одним из основных, а в некоторых случаях главным недостатком данной антенны является сравнительно большое время, требующееся на ее разворачивание и сворачивание, что ограничивает ее применение в мобильных перебазируемых радиопередающих комплексах.

Простое уменьшение высоты подъема кабеля-троса (аэростата) резко уменьшает излучаемую мощность антенны и как следствие приводит к уменьшению дальности связи радиолинии.

Целью изобретения является уменьшение высоты подъема кабеля-троса антенны при сохранении излучаемой мощности и дальности связи радиолиний с использованием аэростатных антенн.

Поставленная цель достигается тем, что аэростатная антенна, содержащая аэростат и присоединенный к нему через изолятор кабель-трос, снабжена дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа, конструктивно выполненной в виде трех и более электрических проводников, каждый из которых верхним концом прикреплен к точке присоединения кабеля-троса к изолятору, а нижним - через дополнительный изолятор соединен с растяжкой, заякоренной к земле.

Другое отличие заявляемой антенны состоит в том, что она снабжена электрическим противовесом в виде трех и более расположенных на поверхности земли проводников, электрически соединенных одним концом между собой, радиально расходящихся от точки соединения, при этом данная точка соединения проводников противовеса является одним электродом вывода антенны, а нижний конец кабеля-троса является другим электродом ее вывода, предназначенного для подключения антенны к радиопередающему устройству.

На фиг.1 изображена предлагаемая антенна (вместе с подключаемым к ней мобильным радиопередающим устройством).

На фиг.2 показана антенна (вид сверху).

Предлагаемая аэростатная антенна содержит кабель-трос 1, аэростат 2 для подъема кабеля-троса на требуемую высоту, изолятор 3, через который кабель-трос прикреплен к аэростату, электрическую емкостную нагрузку зонтичного типа с проводниками 4 (в количестве не менее 3 шт.), изоляторы 5 и растяжки 6. Растяжки 6 прикреплены к анкерам (якорям) 7, укрепленным в грунте. На поверхности земли расположены проводники (лучи) 8 (в количестве не менее 3 шт.) электрического противовеса антенны. В пространстве лучи 8 противовеса расположены радиально расходящимися от точки их общего электрического соединения. Эта точка противовеса и нижний конец кабеля-троса являются выводом антенны, предназначенным для ее подключения к радиопередающему устройству 9.

Принцип работы заявляемой антенны состоит в том, что зонтичная емкостная нагрузка обеспечивает формирование излучаемого электромагнитного поля, аналогичного полю, создаваемому стационарной мачтовой антенной с нижней запиткой и с емкостной нагрузкой. А проводники емкостной нагрузки и прикрепленные к ним растяжки (заякоренные к земле) дополнительно с нескольких направлений стабилизируют аэростат, что обеспечивает более устойчивое положение кабеля-троса, приближающегося в идеале к положению подводящего кабеля-троса в стационарных мачтовых антеннах.

Оснащение аэростатной антенны зонтичной емкостной нагрузкой и наземным электрическим противовесом уменьшает требуемую для СДВ, ДВ, СВ диапазонов высоту подъема кабеля-троса и аэростата (не выше 300 м) при сохранении мощности излучения и дальности связи такой же, как при использовании антенны прототипа поднимаемой при работе в СДВ, ДВ диапазонах на высоту не менее 1000 м, что резко уменьшает все негативные факторы, связанные с высотой подъема антенны, в том числе значительно сокращается время ее разворачивания и сворачивания, повышается мобильность передвижного перебазируемого радиопередающего центра, в том числе за счет значительного уменьшения объема и веса возимого антенно-фидерного оборудования, обеспечивается более быстрая смена мест дислокации радиопередающего центра. Источники информации

1. Патент США №3171128, н. кл. 343-706, 1965.

Изобретение может быть использовано в линиях связи на сверхдлинных, длинных и средних волнах. Технический результат заключается в уменьшении высоты подъема кабеля-троса при сохранении мощности излучения и дальности связи. Сущность изобретения состоит в том, что в аэростатной антенне, содержащей аэростат, кабель-трос и изолятор, через который они соединены между собой, антенна снабжена дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа, конструктивно выполненной в виде трех и более электрических проводников, каждый из которых верхним концом прикреплен к точке присоединения кабеля-троса к изолятору, а нижним - через дополнительный изолятор соединен с растяжкой, заякоренной к земле. При этом заявляемая антенна снабжена также электрическим противовесом в виде трех и более электрических проводников, соединенных одним концом между собой, расположенных на поверхности земли и радиально расходящихся от точки соединения, причем данная точка соединения проводников противовеса является одним электродом вывода антенны, а нижний конец кабеля-троса является другим электродом этого вывода, которым антенна подключается к радиопередающему устройству. 2 ил.

Аэростатная антенна, содержащая аэростат, кабель-трос и изолятор, через который они соединены между собой, отличающаяся тем, что снабжена дополнительной емкостной нагрузкой зонтичного типа, конструктивно выполненной в виде трех и более электрических проводников, каждый из которых верхним концом прикреплен к точке присоединения кабеля-троса к изолятору, а нижним через дополнительный изолятор соединен с растяжкой, заякоренной к земле, и снабжена электрическим противовесом в виде трех и более электрических проводников, соединенных одним концом между собой, расположенных на поверхности земли и радиально расходящихся от точки соединения, при этом данная точка соединения проводников противовеса является одним электродом вывода антенны, а нижний конец кабеля-троса является другим электродом этого вывода, которым антенна подключается к радиопередающему устройству.