КОЛЬЦЕВАЯ АНТЕННА Российский патент 2016 года по МПК H01Q11/10 

Предлагаемое изобретение относится к антенной технике, а именно к антеннам метрового и дециметрового диапазонов длин волн, и может быть использовано для обеспечения радиосвязи в этих диапазонах длин волн подвижных объектов различного базирования.

Известны кольцевые антенны, предназначенные для формирования в азимутальной плоскости равномерных диаграмм направленности, провалы в которых не превышают уровня 3 дБ, но в узком диапазоне частот [1-2].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является кольцевая антенна, обеспечивающая формирование равномерной круговой диаграммы направленности в азимутальной плоскости [3], отличающаяся от антенн [1-2] работой в расширенном диапазоне частот, но имеющая значительные геометрические размеры, что делает проблематичным ее размещение на подвижных объектах различного базирования. Особенно ощутимо этот недостаток проявляется на воздушных носителях.

Для устранения указанных недостатков в конструкции антенны (фиг. 1), содержащей фидер питания, делитель мощности на четыре, соединенный с фидером питания, синфазные выходы делителя, подключаемые дополнительными кабелями питания к входам логопериодических вибраторных антенн (ЛПВА) количеством не менее четырех, расположенных в соответствующих им плоскостях условной усеченной пирамиды, в целом образуя излучатель, при этом все вибраторы ЛВПА, не выходя из прежней горизонтальной плоскости, изгибаются так, чтобы лежать на условных окружностях, вписываемых в многоугольники горизонтальных поперечных сечений условной пирамиды.

Таким образом, заявляемое устройство отличается от прототипа наличием новых блоков: вибраторов ЛВПА с измененной формой в горизонтальной плоскости. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна».

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, позволяющие значительно уменьшить объемом антенны в целом, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

Кольцевая антенна (фиг. 2) содержит фидер питания 1, делитель мощности на четыре 2, соединенный с фидером питания, синфазные выходы делителя, подключаемые дополнительными кабелями питания 3 к входам каждой из четырех ЛПВА 4 с вибраторами 5, расположенных в боковых поверхностях условной усеченной пирамиды, в целом образуя излучатель 6. При этом все вибраторы 5 ЛВПА, не выходя из прежней горизонтальной плоскости, изгибаются в направлении продольной оси ЛВПА так, чтобы лежать на окружностях, вписываемых в многоугольники горизонтальных поперечных сечений условной пирамиды 7.

Антенна работает следующим образом. При подведении высокочастотной энергии от передатчика с помощью фидера питания 1 и делителя на четыре 2 подводимая мощность делится равномерно и синфазно между его выходами.

Дополнительными кабелями питания 3 поделенная на четыре мощность подводится к входам четырех ЛВПА и возбуждает их.

По мере изменения частоты от нижних частот к верхним частотам рабочего диапазона синфазно в каждой ЛВПА 4 происходит последовательное возбуждение активных зон. Возбуждение вибраторов приводит к последовательному возбуждению элементов кольцевого тока I по законам ЛВПА.

Проведенные экспериментальные исследования доказали получаемый технический результат: за счет изменения форм симметричных вибраторов и вибраторов ЛВПА в целом снижается на 25-30% объем, занимаемый в пространстве кольцевой антенной, расширяются практические возможности размещения антенны на подвижных, включая воздушные, объектах различного функционального назначения.

Таким образом, поставленная цель - разработка устройства, позволяющего существенно снизить геометрические размеры кольцевых антенн, расширить возможности ее практического применения, - достигнута.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства, заключается в значительном расширении возможностей размещения его, в первую очередь, на воздушных и других подвижных объектах различного назначения.

Количественная величина технико-экономического эффекта от предложенного устройства зависит от способов организации радиосвязи, типа применяемых радиоэлектронных средств, их условий электромагнитной совместимости и внешних условий обстановки.

Источники информации

1. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л. Антенны. М.: Советское радио, 1961, с. 219, 313, рис. Х.15, Х.16.

2. Мейнке X., Гудлах Ф.В. Радиотехнический справочник, т. 1, М.: Госэнергоиздат, 1961, рис. 9 - 109а, 9 - 109б, 9 - 109в.

3. Патент РФ №2191451 «Кольцевая антенна». Описание изобретения к патенту РФ, 2002 (прототип).

Использование: для обеспечения радиосвязи в метровом и дециметровом диапазонах длин волн подвижных объектов различного базирования. Сущность изобретения заключается в том, что кольцевая антенна содержит вибраторы логопериодических вибраторных антенн в количестве не менее четырех, размещенные в гранях условной усеченной пирамиды и запитываемые от делителей мощности, при этом вибраторы логопериодических вибраторных антенн, не выходя из прежней горизонтальной плоскости, изгибаются в направлении продольной оси логопериодической антенны так, чтобы лежать на окружностях, вписываемых в многоугольники горизонтальных поперечных сечений условной пирамиды. Технический результат: обеспечение возможности разработки устройства, позволяющего существенно снизить геометрические размеры кольцевых антенн, расширить возможности их практического применения на подвижных объектах различного, в первую очередь воздушного, базирования. 2 ил.

Кольцевая антенна, содержащая вибраторы логопериодических вибраторных антенн в количестве не менее четырех, размещенные в гранях условной усеченной пирамиды и запитываемые от делителей мощности, отличающаяся тем, что вибраторы логопериодических вибраторных антенн, не выходя из прежней горизонтальной плоскости, изгибаются в направлении продольной оси логопериодической антенны так, чтобы лежать на окружностях, вписываемых в многоугольники горизонтальных поперечных сечений условной пирамиды.