ДВУХДИАПАЗОННАЯ РАМОЧНАЯ АНТЕННА Российский патент 2008 года по МПК H01Q5/00 H01Q9/00 

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в системах радиовещания и телевизионного приема, работающих в диапазонах метровых и дециметровых волн.

Важным параметром любой антенны является ее широкополостность, т.е. возможность работы в нескольких частотных диапазонах. Обычно для работы в широком диапазоне используют конструкцию, состоящую из нескольких антенн. Каждая антенна такого комплекта хорошо согласуется с фидером и имеет приемлемый коэффициент усиления, но только в узком диапазоне частот (В.П.Кисмерешкин. Телевизионные антенны для индивидуального приема. - М.: Радиосвязь, 1982 г., с.15-20; К.П.Харченко. УКВ-антенны. - М.: ДОСААФ, 1969 г. с.77-81).

Основным недостатком таких систем является громоздкость конструкции и сложная система питания, включающая делители мощности, развязывающие фильтры и дополнительные элементы согласования. Более приемлемыми являются комбинированные конструкции антенн, у которых в каждом диапазоне работают только отдельные элементы антенны (К.Ротхамель. Антенны. М.: Энергия, 1979). Но такие антенны обладают невысоким коэффициентом усиления.

В качестве прототипа рассмотрим конструкцию антенны (патент РФ № 1403151), выполненную из линейных проводников, состоящую из плоского квадрата, разделенного с помощью перемычек, присоединенных к серединам смежных сторон, на ряд квадратных ячеек. Ячейки представляют собой самостоятельные антенны, работающие в дополнительных диапазонах частот и имеющие точки для присоединения отдельных фидерных линий.

К недостаткам данной конструкции антенны следует отнести наличие большого числа точек подключения, что в зависимости от рабочего диапазона частот и при работе на один фидер требует наличия дополнительных коммутирующих элементов, делителей мощности и развязывающих фильтров, размещаемых на антенне, что увеличивает ее вес и усложняет задачу согласования по входному сопротивлению.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции антенны и расширение ее рабочего диапазона путем дистанционной коммутации элементов антенны, обеспечивающих ее работу в дополнительном диапазоне частот.

Поставленная задача решается с помощью предложенной конструкции антенны. Двухдиапазонная рамочная антенна выполнена из линейных проводников и состоит из двух квадратных рамок основного диапазона и двух квадратных рамок дополнительного диапазона. Причем рамки дополнительного диапазона образованы половинками сторон основных рамок, подключенных к точкам питания, и двумя перемычками, изогнутыми посредине под прямым углом. В разрывы рамок, расположенных в вершинах, противоположных точкам питания, включены кремниевые динисторы. Управление динисторами осуществляется напряжением, которое поступает по коаксиальному кабелю от схемы управления.

На фиг.1 показан общий вид конструкции, а на фиг.2 - электрическая схема соединения элементов антенны, где:

1 - квадратные рамки основного диапазона;

2 - половинки сторон рамок основного диапазона, подключенные к точкам питания;

3 - изогнутые перемычки;

4, 5, 6, 7 - кремниевые динисторы;

8 - коаксиальный кабель;

а, б - точки подключения коаксиального кабеля;

I и II - квадратные ячейки дополнительных диапазонов.

Конструкция предложенной двухдиапазонной рамочной антенны представляет собой систему, выполненную из линейных проводников и состоящую из двух рамок 1 основного диапазона и двух рамок дополнительного диапазона, которые образованы половинами сторон 2 основных рамок, подключенных к точкам питания а и б, и двух перемычек 3, изогнутых посредине под прямым углом. В разрывы рамок, расположенных в вершинах, противоположных точкам питания, включены кремниевые динисторы 4, 5, 6, 7. Управление динисторами осуществляется с помощью напряжения, поступающего по коаксиальному кабелю 8.

Антенна работает следующим образом. При подаче управляющего напряжения (положительного в точку б, а отрицательного в точку а) соответствующего уровня динисторы 4 и 7 открываются, замыкая проводники рамок 1. При этом работа антенны осуществляется в основном диапазоне частот, так как периметры указанных рамок соответствуют средней длине волны основного диапазона. Динисторы 5 и 6 при этом остаются закрытыми, размыкая тем самым перемычки 3, не оказывающие влияния на изучение и входное сопротивление антенны. При смене полярности управляющего напряжения (положительного в точку а, а отрицательного в точку б) открываются динисторы 5, 6 и закрываются динисторы 4, 5. Динисторы 5, 6 замыкают перемычки 3, обеспечивая работу антенны в дополнительном (более высокочастотном) диапазоне частот, так как периметр вновь образованных рамок становится равным средней длине волны дополнительного диапазона. Разорванные рамки основного диапазона в результате закрытия динисторов 4, 7 не оказывают влияния на работу антенны в дополнительном диапазоне, так как по ним протекают противофазные токи. Антенна может быть выполнена из линейных проводников, металлического уголка или трубок соответствующего диаметра, обеспечивающих жесткость и надежность конструкции. Развязка постоянного управляющего снаряжения и высокочастотного сигнала осуществляется с помощью емкостей, расположенных в блоке управления. Переход антенны с одного диапазона на другой может осуществляться ручным или автоматическим способом.

Использование: в системах радиовещания и телевизионного приема, работающих в диапазонах метровых и дециметровых волн. Технический результат заключается в упрощении конструкции антенны и расширении рабочего диапазона. Антенна выполнена из линейных проводников и состоит из двух квадратных рамок основного диапазона и двух квадратных рамок дополнительного диапазона, образованных половинками сторон основных рамок, подключенных к точкам питания, и двумя перемычками, изогнутыми посредине под прямым углом. В разрывы рамок, расположенных в вершинах, противоположных точкам питания, включены кремниевые динисторы, управление которыми осуществляется напряжением, поступающим по коаксиальному кабелю от схемы управления. 2 ил.

Двухдиапазонная рамочная антенна, выполненная из линейных проводников и состоящая из двух квадратных рамок основного диапазона и двух квадратных рамок дополнительного диапазона, образованных половинками сторон основных рамок, подключенных к точкам питания и двумя перемычками, изогнутыми посредине под прямым углом, отличающаяся тем, что в разрывы рамок, расположенных в вершинах, противоположных точкам питания, включены кремниевые динисторы, управление которыми осуществляется напряжением, поступающим по коаксиальному кабелю от схемы управления.