Широкополосная коротковолновая антенна, интегрированная в надстройку корабля Российский патент 2019 года по МПК H01Q9/00 H01Q1/34 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве передающей либо приемной корабельной антенны коротковолнового диапазона.

Известны антенны, использующие элементы конструкции корабля, для излучения либо приема электромагнитных полей.

Transmission coupler antenna. US 5014068, 05.07.1991.

A broadband HF antenna fully integrated on naval ship. EP 2278659, 26.01.2011.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является изобретение ЕР 2278659, 26.01.2011.

Антенна для передачи или приема радиочастотных волн на корабле, включающая излучающий и возбуждающий элементы, соединенный с излучающим элементом.

Недостатком прототипа является то, что в качестве антенны используется металлическая надстройка корабля. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к замене металла материалами прозрачными для электромагнитных полей либо поглощающими его энергию. Это связано с необходимостью снижения уровня отраженного сигнала радиолокационных станций вероятного противника с целью затруднения обнаружения корабля и его идентификации по отраженному сигналу.

Целью изобретения является повышения действующий длины излучателя за счет противофазного возбуждения в излучающем элементе.

Поставленная цель достигается тем что, широкополосная коротковолновая антенна, интегрированная в надстройку корабля, включающая излучающий элемент и возбуждающий элемент, соединенный с излучающим элементом, при этом излучающий элемент представляет собой вертикальный проводник, длина которого не превышает половину длины волны максимальной частоты коротковолнового (KB) диапазона 30 МГц, вмонтирован в поверхность конструкции надстройки корабля, выполненной из материала, прозрачного для электромагнитных волн, а возбуждающий элемент представляет собой согласующий трансформатор для согласования несимметричного выхода коротковолнового передатчика с симметричным входом излучающего элемента, два высокочастотных кабеля, каждый из которых одним концом подключен к одному из двух симметричных выходов согласующего трансформатора, а вторым концом подключен к одному из двух входов излучающего элемента, возбуждающих в противофазе снизу и сверху высокочастотными сигналами KB диапазона излучающий элемент -вертикальный проводник.

На чертеже представлена блок-схема предложенной антенны. Обозначения, принятые на чертеже, следующие:

1. согласующий трансформатор с симметричным выходом;

2. высокочастотные кабели;

3. излучающий элемент;

4. элемент конструкции корабля из материала, прозрачного для электромагнитных полей.

При передаче информации по радиоканалу в KB диапазоне, сигнал от передатчика подается на вход согласующего трансформатора с симметричным выходом. С выхода согласующего трансформатора высокочастотный (в.ч.) сигнал по двум в.ч. фидерам в противофазе подается на противоположные концы излучающего элемента, вмонтированного в элемент конструкции корабля прозрачный для электромагнитного поля. В этом случае напряжение в верхней точке излучающего элемента будет изменяться в соответствии с выражением u_B=U_mcos(wt), а в нижней точке - u_H=-U_mcos(wt). Разность потенциалов между этими точками равна 2U_mcos(wt).

В результате противофазного возбуждения в излучающем элементе возникают в.ч. колебания тока с круговой частотой w, энергия которого преобразуется в энергию электромагнитных волн. При этом действующая длина антенны, - «излучающего элемента», будет равна длине, излучающего элемента в отличие от антенны прототипа, который возбуждается несимметрично в одной точке и на крайней верхней точке возбуждаемой металлической конструкции корабля ток будет равен нулю, как и у всех антенн штыревого типа, что снижает действующую длину излучателя. (Справочник по радиоэлектронике. Т. 1. Под ред. А.А. Куликовского. - М.: Энергия, 1967, стр. 281, 287.)

При работе на прием к входной клемме согласующего трансформатора подключается радиоприемное устройство. В этом случае, в соответствии с принципом дуальности (Радиотехника: Энциклопедия / Под ред. Ю.Л. Мазора, Е.А. Мачусского, В.И. Правды. - М.: ДМК Пресс. 2016), наведенная переменным электромагнитным полем на антенне - «излучающем элементе» ЭДС передается на вход радиоприемного устройства, настроенного на одну из частот KB диапазона, поскольку геометрический размер антенны выбран из условия обеспечения работы в KB диапазоне.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве передающей либо приемной корабельной антенны коротковолнового диапазона. Предложена антенна для передачи или приема радиочастотных волн на корабле, использующая излучающий элемент, вмонтированный в конструкцию корабля, выполненную из материала, прозрачного для электромагнитного поля. Излучающий элемент представляет собой вертикальный проводник, длина которого не превышает половину длины волны максимальной частоты коротковолнового (KB) диапазона 30 МГц. Возбуждающий элемент представляет собой согласующий трансформатор для согласования несимметричного выхода коротковолнового передатчика с симметричным входом излучающего элемента. Техническим результатом является повышение действующей длины излучателя за счет противофазного возбуждения в излучающем элементе. 1 ил.

Антенна для передачи или приема радиочастотных волн на корабле, включающая излучающий и возбуждающий элементы, соединенный с излучающим элементом, отличающаяся тем, что излучающий элемент представляет собой вертикальный проводник, длина которого не превышает половину длины волны максимальной частоты коротковолнового (KB) диапазона 30 МГц, вмонтирован в поверхность конструкции надстройки корабля, выполненной из материала, прозрачного для электромагнитных волн, а возбуждающий элемент представляет собой согласующий трансформатор для согласования несимметричного выхода коротковолнового передатчика с симметричным входом излучающего элемента, при этом антенна содержит два высокочастотных кабеля, каждый из которых одним концом подключен к одному из двух симметричных выходов согласующего трансформатора, а вторым концом подключен к одному из двух входов излучающего элемента, возбуждающих в противофазе снизу и сверху высокочастотными сигналами KB диапазона, а излучающий элемент - вертикальный проводник.