АНТЕННА ЕМКОСТНАЯ ДВУХРЕЗОНАНСНАЯ ДЛЯ УКВ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ Российский патент 2017 года по МПК H01Q9/04 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании приемо-передающих антенных устройств для портативной аппаратуры радиосвязи УКВ-диапазона частот.

В качестве прототипа выбрана емкостная антенна (Патент RU №2470424), содержащая развернутый в пространстве емкостной элемент, обкладки которого выполнены в виде двух цилиндрических токопроводящих поверхностей, катушку индуктивности и согласующую катушку индуктивности. Такая антенна в УКВ-диапазоне частот имеет узкую рабочую полосу и может работать лишь на одной конструктивно заданной частоте (имеет один резонанс).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей емкостной антенны путем построения двухрезонансной системы.

Технический результат достигается тем, что:

- с целью расширения функциональных возможностей емкостной антенны в ее конструкцию дополнительно включены вторая катушка индуктивности и второй емкостной элемент, в котором одна из токопроводящих поверхностей является общей для обоих емкостных элементов;

- с целью снижения негативного влияния паразитных связей и упрощения общей компоновки антенны токопроводящие поверхности (обкладки) емкостных элементов выполнены плоскими и расположены так, что общая обкладка находится посередине между двумя другими и заземлена.

На чертеже изображено:

Фиг. 1 - электрическая схема антенны емкостной двухрезонансной для УКВ-диапазона частот, где цифрами обозначено:

1.1, 1.2, 1.3 - плоские обкладки емкостных элементов;

2.1, 2.2 - катушки индуктивности антенных контуров;

3 - согласующее устройство.

Фиг. 2 - частотная характеристика коэффициента стоячей волны.

Антенна емкостная двухрезонансная для УКВ-диапазона частот содержит два развернутых в пространстве емкостных элемента, образованных тремя плоскими обкладками, одна из которых является общей. Обкладки расположены в одной плоскости и в один ряд так, что общая для обоих емкостных элементов обкладка находится посередине и заземлена. К обкладкам 1.1 и 1.3 емкостных элементов подключены катушки индуктивности 2.1 и 2.2. При этом образуется система из двух связанных колебательных контуров (антенных контуров), настроенная на две разные резонансные частоты излучаемого (принимаемого) электромагнитного сигнала.

На фиг. 2 показан скриншот экрана векторного анализатора цепей, на котором изображена двухрезонансная частотная характеристика такой емкостной антенны. В данном случае характеристика имеет резонансы на частотах 148,3 МГц и 170,9 МГц, которые являются рабочими частотами антенны и задаются при первоначальной настройке антенны.

Фидерная линия подключается к антенне через согласующее устройство, каждый из двух выходов которого электрически согласован с соответствующим антенным контуром. Коэффициент стоячей волны (см. фиг. 2) на рабочих частотах имеет величину 1,1 и 1,04 соответственно, что говорит о высокой степени согласования антенны и фидерной линии, имеющей волновое сопротивление 50 Ом.

При излучении по одной фидерной линии от передатчика подводится напряжение сигнала той или иной высокой частоты. Резонанс возникает в том контуре, частота настройки которого совпадает с частотой подводимого сигнала. При этом между развернутыми в пространстве пластинами его емкостного элемента возникает переменное напряжение высокой частоты, в Q раз превышающее по величине входное напряжение (Q - добротность антенного контура). Высокочастотное электрическое поле, действующее между пластинами, индуцирует в окружающем пространстве токи смещения, благодаря которым и возникает высокочастотное электромагнитное излучение (электромагнитная волна).

Таким образом, рассматриваемая конфигурация емкостной антенны (фиг. 1) позволяет применять ее на двух фиксированных частотах без перестройки антенного контура, что расширяет функциональные возможности антенны.

Изобретение относится к антенной технике. Особенностью заявленной двухрезонансной емкостной антенны является то, что дополнительно введены третья токопроводящая поверхность, образующая с заземленной токопроводящей поверхностью емкостного элемента второй емкостной элемент, катушка индуктивности, соединенная с третьей токопроводящей поверхностью, и согласующее устройство, два вывода которого подключены ко вторым выводам катушек индуктивности, один вывод заземлен, а вход подключен к центральному проводнику фидерной линии. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей емкостной антенны путем построения двухрезонансной системы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Антенна емкостная двухрезонансная для УКВ диапазона частот, содержащая развернутый в пространстве емкостной элемент в виде двух токопроводящих поверхностей и катушку индуктивности, соединенную последовательно с одной из них, а другая токопроводящая поверхность заземлена, отличающаяся тем, что дополнительно введены третья токопроводящая поверхность, образующая с заземленной токопроводящей поверхностью емкостного элемента второй емкостной элемент, катушка индуктивности, соединенная с третьей токопроводящей поверхностью, и согласующее устройство, два вывода которого подключены ко вторым выводам катушек индуктивности, один вывод заземлен, а вход подключен к центральному проводнику фидерной линии.

2. Антенна емкостная двухрезонансная для УКВ диапазона частот по п. 1, отличающаяся тем, что токопроводящие поверхности емкостных элементов выполнены плоскими и расположены в ряд в одной плоскости, а общая токопроводящая поверхность расположена между двумя другими, заземлена и подключена к внешней оплетке фидерной линии.