ЛИНЕЙНАЯ МАГНИТНАЯ АНТЕННА ДЛЯ ВЧ ДИАПАЗОНА Российский патент 2019 года по МПК H01Q7/08 

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к передающей антенне для высокочастотного (ВЧ) диапазона.

Из уровня техники известна передающая линейная магнитная антенна, содержащая ферромагнитный магнитопровод, состоящий из множества ферритовых чашечек, установленных впритык, каждая из которых имеет внутреннее отверстие для образования сквозного центрального осевого канала ферромагнитного магнитопровода; внутри сквозного центрального осевого канала ферромагнитного магнитопровода расположен кабель постоянного «управляющего» тока I0; диэлектрическую оболочку, охватывающую внешнюю поверхность ферромагнитного магнитопровода по всей его длине; «внешний» соленоид с однослойной спиральной обмоткой, представляющей собой плоский, по меньшей мере, двухжильный кабель, в котором жилы уложены параллельно, при этом каждая жила размещена в изоляционной оболочке (RU 2428774, 10.09.2011).

Недостатком данного аналога является практическая не возможность использования на частотах выше 100 КГц по ряду причин.

Выяснилось, что эффективность излучения электромагнитного потока Передающей Линейной Магнитной Антенны (ПЛМА) зависит от длины lm её магнитопровода при заданном значение относительной проницаемости μо используемого для его материала, при этом для магнитопровода при существовании разомкнутости магнитных силовых линий эффективное значение магнитной проницаемости μефф тем выше, чем выше отношение длины магнитопровода lm к его диаметру dm. Ориентировочно можно предположить для этого случая, что , где к - постоянная величина, но для достижения максимально возможного значения μефф требуется отношение длины магнитопровода lm к длине обмотки используемого соленоида lс порядка 2 - 3, когда соленоид п.4 Фиг.1 расположен в центральной части магнитопровода п. 3 Фиг.1. При таких условиях для возможности создания ЛМА для ВЧ диапазона (1.5 МГц – 30 МГц), исходя из соображения уменьшения величины индуктивности La магнитопровода требуется использование ферромагнитного материала со значением μо не более 1000 с относительно малым значением потерь в нём. Как правило, материал с меньшим значением μо имеет большее значение Коэрцитивной силы Нс, поэтому использование сквозного центрального осевого канала ферромагнитного магнитопровода для создания в поперечной плоскости постоянного магнитного потока Фпопм, управляющего величиной μефф, а следовательно, индуктивностью La из необходимости возрастания требуемой величины постоянного тока "подмагничивания" Io, что для ЛМА ВЧ практически не приемлемо. Более того, как показали многочисленные тесты моделей НЧ ЛМА [2], выяснилось, что при подаче на обмотку соленоид моногармоничного высоковольтного напряжения Ua частоты f в пределах диапазона от 300 Гц – 80 КГц на концах изолированного проводника в незамкнутой цепи, пронизывающего центральную осевую полость тела магнитопровода, наводится ЭДС от 5 до 25 % величины Ua. Это обусловлено наличием в поперечной плоскости тела ЛМА ни только вихревого со значением поперечной электрической составляющей напряжённости поля Епоп, но и продольной электрической составляющей напряжённости Епр электромагнитного поля, появляющейся за счёт специфики однослойной обмотки соленоида ЛМА с ферритовым магнитопроводом, окружённого диэлектрическим каркасом, когда по ней протекает ток Ia. Что бы избежать энергетических потерь вынуждены с целью избежания этого принимать специальные меры по увеличению величины дифференциального (по- переменному току) выходного сопротивления Riдиф, используемого в ЛМА НЧ стабилизированного источника постоянного тока Io воздействия на величину La для например, изменения собственной частоты fо для подстройки в случае необходимости резонансного токового антенного контура к достаточно близкому значению несущей f частоты при постоянном значении величины ёмкости резонансного конденсатора Со.

Техническая проблема, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в расширении возможности использования передающих антенн типа ЛМА, относящихся к виду Линейных Магнитных Диполей Герца (МГД) для радиоволн ВЧ диапазона наряду с существующими и широко используемыми ВЧ передающими антеннами, относящихся к типу Линейных Электрических Диполей Герца (ЭГД).

Технический результат, достигаемый при практической реализации данного изобретения, заключается в повышении эффективности работы (радиосвязи) антенны на передачу, в уменьшении габаритов антенны при возможноcти использования в диапазоне длин волн ВЧ радиодиапазона от 600 м до 10 м, то есть дальности действия распространения сигнала.

В ряде случаях ЛМА ВЧ при той же выходной мощности могут иметь преимущество по сравнению с конвенционными типа ЭГД антеннами, в частности, обладая меньшими габаритами, и соответственно, позволяющие управление направления излучаемого ими электромагнитного потока в нужном направлении путём возможности их установки на малогабаритные Антенные Поворотные устройства (АПУ). Характеристики предложенной разновидности Передающей ЛМА обеспечивают в ВЧ диапазоне достаточную радиационную эффективность при значительном уменьшении габаритов в сравнении с используемыми в настоящее время "резонансными" антеннами типа ЭГД в ВЧ диапазоне (200 м - 10 м) для достижения дальности радиосвязи.

Указанный технический результат достигается в передающей линейной магнитной антенне для ВЧ диапазона (ЛМАВЧ), содержащей электрически проводящее цилиндрическое тело, заключенное в диэлектрический цилиндр, размещенный в цилиндрическом магнитопроводе, охваченном обмоткой однослойного соленоида возбуждения ВЧ продольного магнитного потока, имеющей диэлектрический цилиндрический формы каркас, расположенный на цилиндрическом магнитопроводе, при этом выполнение с возможностью соединения: а) одного из концов электрически проводящего цилиндрического тела с ближним концом обмотки соленоида возбуждения ВЧ продольного магнитного потока, концы которой подсоединяются к соответствующим входным клеммам источника ВЧ высокого напряжения, б) электрически проводящее цилиндрическое тело включено в промежутке между одной из клемм источника ВЧ высоковольтного напряжения и одним из концов упомянутой обмотки соленоида, когда другой конец её соединён с другой клеммой упомянутого источника ВЧ напряжения. При этом электрически проводящее цилиндрическое тело выполнено с возможностью выходить за пределы концов, огибающего его диэлектрического цилиндра, или часть его может быть выполнена в виде телескопической металлической антенны.

Сущность изобретения поясняется изображениями, где на Фиг. 1 отображено схематично продольное сечение линейной магнитной антенны ВЧ диапазона (ЛМАВЧ); на Фиг. 2 вид модели ЛМА№8ВЧ в герметичной оболочке, на Фиг.3 -Фиг.-7 – в качестве примера, внешний вид конкретных моделей ЛМАВЧ (ЛМА№7ВЧ и ЛМА№8ВЧ) длиной 1 м. при внешнем диаметре её соленоида не более 4.62 мм; на Фиг. 8 – одна из возможных электрических схем подключения к ВЧ источнику мощности; на Фиг. 9, Фиг.10 – вид открытого среднего центрального её отсека модели ЛМА№8ВЧ и крышки, закрывающей его. На Фиг. 11 – в нижней центральной части -Функциональный Генератор типа АКИП=3409/2; внизу слева видна голубого цвета часть корпуса виртуального 4х канального Осциллографа - Спектра Анализатора типа АКИР 4110/1, а в верхней центральной части активная 35 дБ предварительного усиления антенна типа МДФ 930х: на Фиг.12 - Фиг.16 - графики определения величины минимального значения КСВ; и пределов частоты W*, при которой КСВ не выше 2, полученные при помощи Анализатора антенных контуров типа АА-54 (изготовитель и разработчик программ результата измерения указан на Фиг.21): На Фиг.17, Фиг.18 – кривые АЧХ в трёх контрольных точках, определяющие режим работы Модели ЛМА№8ВЧ; на Фиг. 19 - кривые Спектральной плотности в контрольных точках при частоте, близкой частоте f* минимального значения КСВ; на Фиг.20 - временные характеристики сигналов контрольных точках; На фиг. 22 - Внешний вид Модели ЛМА№8ВЧ; На Фиг. 23 – Вид Модели ЛМА№6ВЧ на АПУ слева, а справа – Модели ЛМА№7ВЧ перед сеансом радиосвязи со стационарной радиолюбительской станцией в Санкт-Петербурге; На фиг. 24 - результат измерений параметров антенного тракта Модели ЛМА№7ВЧ с помощью прибора АА-54 перед началом упомянутого сессии связи; на Фиг. 25 - Фиг.28 результат измерения спектральной плотности в контрольных точках Модели ЛМА№7ВЧ и их временные характеристики с интервалом примерно 50 минут с целью убедиться в стабильности её характеристик ; перед упомянутой сессией связи: на фиг. 32 - Измерительная коробка.

ЛМАВЧ содержит электрически проводящее цилиндрическое тело.1 Фиг.1, которое может быть телескопическим, позволяющим изменяя его длину, заключенное в диэлектрический цилиндр 2 Фиг.1, представленное в нижней части Фиг.5, и размещено внутри центральной осевой цилиндрической полости магнитопровода 3 Фиг.1, охваченного плотно диэлектрическим цилиндрической формы каркасом 5 Фиг.1 (что проиллюстрировано на Фиг.4) с расположенной в его центральной части однослойной обмоткой соленоида 4, Фиг.1 (что проиллюстрировано на Фиг.3) возбуждения ВЧ продольного магнитного потока.

Как показали тесты моделей ЛМА№5ВЧ [3], ЛМА№7ВЧ и ЛМА№8ВЧ [4], внешний вид которой в лабораторных условиях представлен на Фиг.2, случае наличия на частоте f высоковольтного ВЧ напряжения на концах обмотки соленоида 4, Фиг.1 на частоте f возникает на торцах изолированного цилиндрического тела 1, Фиг.1 значительной величины ЕДС. Она возникает за счёт наличия продольной электрической составляющей напряжённости электромагнитного поля Епр на частоты f, поэтому даже в этом случае по цилиндрическому проводящему телу 1, Фиг.1 в продольном направлении протекает достаточной величины ток "смещения", в свою очередь вызывая в пространстве вокруг него возникновение дополнительного на частоте f в поперечной плоскости вихревого магнитного поля. Этот эффект значительно усиливается, если проводящее тело 1 Фиг.1: а) в точке его поверхности близкой к торцу тела магнитопровода 3, Фиг.1 подсоединен одновременно конденсатор Со и один из концов обмотки Соленоида 4 Фиг.1, или б) в близких к торцам тела магнитопровода 3 боковая поверхность его подсоединена между точками 4 и 14, как это показано на Фиг.8, но в этом случае по нему в продольном направление протекает так же частоты f ток Ia, циркулирующий в резонансной цепи антенного токового контура, состоящего в первом приближении из последовательного соединения индуктивности La соленоида 1 Фиг.8, и ёмкости конденсатора Со Фиг 8, включённого в случае Опции 2 Согласователя 10, Фиг.8, между точками 5 и 12 Фиг.8, и емкостью связи Спар, соединённой электрически параллельно между точками 5 и 6 Фиг.8, и паралельно с выходом ВЧ фидера 11 Фиг.8 (соответственно, между 7 и 8 Фиг.8), идущего в направлении источника подводимой к ЛМАВЧ мощности - Трансиверу 9 Фиг.8. В качестве реального исполнения частного случая "Согласователя" 10 Фиг.8 при использовании Опции 2 ёмкостного согласования импеданса ЛМАВЧ с импедансом ВЧ фидера 11 Фиг.8 в Модели ЛМА№8ВЧ, представленной на Фиг.2, конденсатором Со на Фиг.9 и Фиг.10 является "конденсаторная сборка", последовательно соединенных трёх, соединённых параллельно бежевого цвета ВЧ высоковольтных (2КВ постоянного напряжения) одиночных одного и того же номинала (3,6 пФ) конденсаторов, рассчитанная на прохождение ВЧ тока Ia не менее 5 А, выдерживая ВЧ напряжение Ua не менее 4 КВ , при этом конденсатор Спар ёмкостной связи, соединённый последовательно с Со (Ссер - для Опции2) на Фиг. 10 представлен в виде "конденсаторной сборкой", параллельно соединённых желтого и синего цвета высоковольтных ВЧ конденсаторов, подсоединённых параллельно выходу ВЧ фидера (в соответствии с Фиг.2 Модели ЛМА№8ВЧ) с коаксиальным 30 м 50 Ом кабелем типа RG-213 и двумя коаксиальными 50 Ом 25 м кабелями типа RG-58, свёрнутых в бухту.

На фиг. 1 приведено схематически изображение продольного сечения линейной магнитной антенны ВЧ диапазона (ЛМАВЧ). При прохождении через цилиндрическое тело 1 Фиг.1 из материала с высокой электрической проводимостью ВЧ электрического тока Ia вокруг его поверхности в поперечной плоскости создаётся ВЧ циркулирующий замкнутый магнитный поток Фпопм, естественно, основная его часть проходит в поперечной плоскости в теле магнитопровода 3 Фиг.1. В свою очередь магнитный поток Фпопм в теле магнитопровода 3 Фиг.1 возбуждает продольной плоскости замкнутый электрический поток Феп, силовые электрические линии которого, проходя в основном в продольной плоскости через тело диэлектрического цилиндра 2 Фиг.1, обтекая в продольном направлении внутреннюю поверхность магнитопровода 3 Фиг.1, и загибаясь в свободном пространстве, далее, проходят в продольном направлении вокруг внешней поверхности магнитопровода 3 Фиг.1 через тело диэлектрического каркаса п.5 Фиг.1 (относительная величина диэлектрической проницаемости εо не менее 2.5) в продольном направлении, замыкаясь внутри тела диэлектрического цилиндра 2 Фиг.1 (εо не менее 2.5), при этом создают в поперечной плоскости вихревое ВЧ частоты f магнитное поле Фпопм2, являющееся дополнительным источником электромагнитного излучения ЛМАВЧ в эфир, которое создаёт в эфире горизонтальную электрическую составляющую Ег радиоизлучения в дополнении к создаваемой ЛМАВЧ вертикальной электрической составляющей Ев продольным ВЧ магнитным потоком Фпрм за счёт протекаемого через обмотку соленоида 4 Фиг.1 ВЧ антенного током Ia. При выполнении магнитопровода 3 Фиг.1 из плотно прижатых друг к другу своими торцевыми поверхностями цилиндрических со сквозными осевыми цилиндрическими полостями ферромагнитных деталей (их можно видеть в заводской упаковке верхней части Фиг.5), стяжка которых осуществляется с помощью диэлектрических шайб и гаек благодаря винтового соединения по нанесённой резьбе на внешней поверхности проводящего цилиндрического тела 1 Фиг.1, что можно видеть на Фиг.3, Фиг.4 и Фиг.6. В некотором смысле электрически проводящее цилиндрическое тело 1, Фиг.1, можно считать встроенной в данную ЛМАВЧ "штыревой" ВЧ антенной, относящуюся к типу ВЧ излучателей типа ЭГД, внося специфический вклад и в радиационную эффективность, и в специфику диаграммы направленности ЛМАВЧ на частоте на частоте f .

Следует отметить, что для ЛМАВЧ рекомендуется выполнять тело магнитопровода из ферромагнитного материала со значением μо=100 – 30 и высоким значением величины удельного (объёмного) электрического сопротивления, обладающего величиной относительной диэлектрической проницаемостью εr >1. Данному требование удовлетворяет полностью ферритовый материал.

Ниже приведен пример ЛМАВЧ резонансного типа при использовании резонансного конденсатора Со с целью увеличения высоковольтного напряжения Uam в сравнении с Uвхм на выходе ВЧ фидера в Qэфф раз, подводимого к концам обмотки её соленоида, следовательно и на концах проводящего цилиндрического тела 1 Фиг.1 будет напряжение в Qэфф раз выше. На Фиг.8 представлен один из вариантов электрической схемы подключения ЛМАВЧ к источнику ВЧ электрической мощности, где блок "Согласователя" 10 Фиг.8 может быть выполнен в виде ВЧ широкополосного трансформатора (Опция 1), когда его концы первичной обмотки соединены к входу ВЧ Фидера 11 Фиг.8, а его концы вторичной обмотки соединены к точкам 5 и 6 Фиг.8, или в виде использования конденсатора Спар в качестве ёмкости связи (Опция 2), для этого конденсатор Спар соединён между точками 5 и 6 Фиг.8 и при этом к нему подсоединён параллельно ВЧ фидер 11 в точках 7 и 8 Фиг.8.

Примером реального исполнения модели ЛМАВЧ является изображенная на фиг. 2 модель ЛМА№8ВЧ в герметичной оболочке. Физическая длина и диаметр её тела , определяется в основном длиной её магнитопровода, равного 1 м, и внешним диаметром его соленоида, не превышающего 4.6 см. С помощью Фиг. 3 - Фиг.7 может быть представлен процесс сборки тела как модели ЛМА№8ВЧ (см.Фиг.2, Фиг.22), так и модели ЛМА№7ВЧ (см. Фиг.23, Фиг. 29), при этом длина обмотки соленоида модели ЛМА№7ВЧ, как можно заметить на Фиг.3 больше, чем длина обмотки соленоида ЛМА№8ВЧ, изображённого на Фиг.7. На Фиг.12 -Фиг.16 представлены снятые графики с помощью Измерителя параметров антенных цепей типа АА-54 (Изготовитель его и разработчик программы анализа таковых указан в тексте Фиг.21) зависимости КСВ от несущей частоты f , отображена так же таблица основных электрических параметров во время теста ЛМАВЧ и величина частоты f* минимального значения КСВ в процессе подбора номинала Спар при заданном значение Со (или Ссер) с учётом длины и типа используемого 50 Ом 30 метрового коаксиального кабеля типа RG-213 для Второго Любительского ВЧ диапазона (от 3.5 МГЦ до 3.999..МГц).

На Фиг.11 изображен Функциональный Генератор типа АКИП=3409/2, четырёхканальный виртуальный цифровой Осциллограф - Анализатор Спектра типа АКИП 4110/1 и активная 35 дБ предварительного усиления измерительная Рамочная Антенна типа МДФ 930х; на Фиг.17, Фиг.18 приведены АЧХ для определения резонансной частоты fo и полосы пропускания BW в трёх контрольных точках, определяющих режим работы тестируемой ЛМАВЧ; а на Фиг.19 - кривые Спектральной плотности зарегистрированных сигналов при частоте приблизительно равной частоте f* минимальному значению КСВ ; и на Фиг. 20 - форма этих сигналов, полученная при подаче выходного гармонического сигнала с Функционального Генератора с помощью АКИП 4110/1 и зарегистрированного сигнала на расстоянии 3 м антенной МДФ 930х. В их текстовой части отмечены данные, важные для определения условий получения этих кривых.

В отличии от ЛМА НЧ, используемых в диапазоне НЧ (30 Гц - 80 КГц), для ЛМАВЧ недостаточно иметь АЧХ с целью определения резонансной частоты fо и полосы пропускания BW на уровне 0.71 (- 3 дБ), для ЛМАВЧ требуется снятие кривой зависимости КСВ от частоты несущей f, подаваемой на вход ВЧ фидера её питания ВЧ энергии, с целью определения частоты f* (f* - ВЧ аналог значения fо) минимального значения величины КСВ, обязательно: а) чтобы f* укладывалась в выбранный ВЧ диапазон частот использования , б) чтобы величина КСВ была меньше 1,5 и как можно ближе было к 1.0; г) определяется диапазон частотной полосы BW* (BW*- ВЧ аналог значению BW), при котором значение КСВ не превышает величины 2,0.

На Фиг. 2, Фиг. 22 и Фиг.9 можно видеть, что на торце центрального цилиндрического отсека герметичной оболочке Модели ЛМА№8ВЧ имеют место два коаксиальных разъёма. Один большего диаметра - для подсоединения разъёма на "выходном конце" 30 м коаксиального 50 Ом упомянутого кабеля типа RG-213 питания ВЧ мощностью Модель ЛМА№8ВЧ, а другой типа BNC меньшего диаметра - для коаксиального 50 Ом кабеля типа RG-58 мониторинга падения напряжения на упомянутом калиброванном 1% 30 Ватт сопротивлении Rt =0.2 Ом (на Фиг.9 внутри крышки можно видеть его в виде корпуса транзистора), протекаемого по нему ВЧ антенного тока Ia. Результат измерения с помощью AA-54, подсоединённого к разъему "входного конца" коаксиального кабеля типа RG-213 питания ВЧ мощностью модели ЛМА№8ВЧ представлен на Фиг.12 - Фиг.16.

Для подбора значений величины конденсатора Спар, при выбранном заранее номинале конденсатора Ссер =28,9 пФ, соответствующего значению Со, используемого в данной модели перед тем, как она была демонтирована с АПУ при осуществлении ранее в ней Опции 1 согласования её импеданса с подсоединённым к ней силового 30 м коаксиального кабеля типа RG-213 был использован Прибор АА-54 так же, как это производилось перед демонтажем её с АПУ (результат это измерения представлен на Фиг.31).

На Фиг.12 представлен результат измерения , когда к крышке центральной цилиндрической полости, как представлено на Фиг.9 подсоединён разъём выходного конца 30 м коаксиального ВЧ фидера типа RG-213 из бухты коаксиальных кабелей представленных на Фиг.2 и Фиг.22 при значении Спар=1125 пФ. Ссер=28,9 пФ. На Фиг.13, когда Спар=1280 пФ Ссер=28.9 пФ.

На Фиг.14 при тех же значениях конденсаторов Спар и Ссер, но при закрытой крышке центральной цилиндрической полости внешней оболочки Модели ЛМА№8ВЧ. На Фиг. 15 и ранее был представлен результат при при Ссер=28.9 пФ и Спар=1260 пФ, когда был к АА-54 подсоединён непосредственно только упомянутый коаксиальный кабель типа RG-213. На Фиг.16 результат измерения, когда при тех же значениях Ссер и Спар были выполнен следующий порядок монтажа кабелей от Функционального генератора АКИП-3409 и до входов измерителя АКИП -4110/1: а) когда крышка центральной оболочки ЛМАВЧ полностью закрыта, б) когда с внешней стороны крышки центральной полости оболочки подсоединён к разъёму большего диаметра силовой ВЧ фидер типа RG-213 длиной 30 м, а к разъёму типа BNC подсоединён выходной конец коаксиального 25 м кабеля типа RG-58; в) когда входной конец второго 25 м коаксиального кабеля типа RG-58 подсоединён к разъёму типа BNC от одновитковой петли, охватывающую внешнею поверхность в близи одного из торцов внешней оболочки, как это можно видеть на Фиг.22 у левого её торца, обмотанного белой изоляционной лентой; г) когда выходной конец второго коаксиального типа RG-58 кабеля подсоединён к первому каналу АКИП-4110/1; д) когда выходной конец первого коаксиального кабеля типа RG-58 подсоединен ко второму каналу АКИП-4110/1; е) когда входной конец коаксиального кабеля типа RG-213 подсоединён к источника ВЧ мощности. При этих условиях как отмечено выше проводились все измерения параметров режима работы моделей ЛМАВЧ в контрольных точках. На входной конец упомянутого коаксиального кабеля типа RG-213 от источника ВЧ мощности подаётся моно гармоническое напряжение через калиброванное 1% 30 Ватт номиналом 0.05 Ом (того же типа, что сопротивлении 0,2 Ома), находящегося в Измерительной коробке (см. Фиг.31) для мониторинга падения напряжения на нем, при этом с её BNC разъёма подсоединяется 50 см коаксиальный кабель к третьему каналу АКИП-4110/1. Уровень зарегистрированного сигнала, поступающего с одновитковой петли обратной связи на торце внешней оболочки тестируемой ЛМАВЧ от подсоединённого выходного конца упомянутого второго коаксиального кабеля типа RG-58 регистрируется активной Рамочной антенной типа МДФ 930х, 50 Ом выход которой соединён коаксиальным кабелем с 4 ым каналом Измерителя АКИР4110/1 .

Следует иметь в виду, что при превышении КСВ=3 ряд ВЧ ЛУМ и Трансиверы автоматически отключают (при наличии такой внутренней защиты и индикации) подачу ВЧ выходной мощности в режиме трансмиссии на нагрузку, так как в противном случае, это может привести (в отсутствии индикации или автоматической защиты) к повреждению выходного устройства источника ВЧ Мощности.

Рассматривая принципиальную схему, представленную на Фиг.8 модели ЛМАВЧ, можно проследить путь прохождения антенного тока Ia от источника подводимой к ней ВЧ мощности, которым может быть Трансивер с внутренним или внешним Устройством Согласования Импеданса Антенного Тракта (УСИАТ), или ВЧ Линейный Усилитель мощности (ЛУМ) с УСИАТ или без. Как правило, ВЧ ЛУМ обладают выходным сопротивлением Rвых=50 Ом и при этом без УСИАТ выходная мощностью Рвых = 300 Ватт на 50 Ом фидер, а при наличии УАИАТ - Рвых=1000 Ватт. Их амплитудное значение выходного напряжение Uмвых соответственно может составлять максимум 173 В и 316 В. Таким образом, на выходе ВЧ фидера 11 Фиг.8 амплитудное значение напряжения Uмвх, в зависимости от его длины, может быть чуть меньшее Uмвых. При резонансе, когда моногармоничное напряжение частоты f совпадает с fо, для Опции 2 Согласования зависит от соотношения величиной La и величин последовательно соединённых ёмкостей конденсаторов Со(Ссер) и Спар. При этом амплитудное значение напряжения Uма на индуктивности La "резонансной" ЛМАВЧ в Qефф раз больше, напряжения Uмвх, где Qефф = fо / BW. Qефф - является эффективным значением добротности резонансного токового контура питания ЛМАВЧ ВЧ мощностью. Обычно для "резонансной" ЛМАВЧ Qефф может находится в пределах от 50 до 110. Принято называть антенны, обладающие определённой величиной BW ,- "резонансными Антеннами". Поэтому ЛМАВЧ, как и ЛМАНЧ являются резонансного вида приёма - передающими антеннами. Таким образом, в соответствии с электрической схемой Фиг.8 между точками 5 и 6 (и на конденсаторе Спар фиг.10) было бы приложено напряжение Uмвх; между точкой 13 и 6 и на конденсаторе Со (между точками 12 и 5) - напряжение Uма, следовательно проводящее цилиндрической формы тело 3 Фиг.8 находилось бы приблизительно под потенциалом Е= Uма относительно потенциала "поверхности Земли"(к шине "заземления", например, металлической оболочке в точке 7 Фиг.8) ВЧ фидера 16 Фиг.8) при этом на обкладках конденсатора Спар при Опции 2 Согласователя Фиг.8 , одновременно имеет место соединение между 5 и 7 и между 6 и 8 Согласователя 10 Фиг.8. Нужно обратить внимание на то обстоятельство, что фактически, рассматривая изображение на Фиг.1: а) если один из концов провода обмотки соленоида 4 Фиг 1, например, слева был бы соединён к "заземлённой клемме источника ВЧ мощности (ИМ) частоты f при выходном напряжении Uвых при этом: а) когда ни в одной из точек на поверхности проводящего цилиндрического тела 1 Фиг1 его поверхность не соединена ни с одним из концов провода обмотки соленоида 4 Фиг.1, то между правым концом провода обмотки соленоида 4 виртуально включена последовательно не "заземлённая" клемма как бы дополнительного виртуального когерентного частоты f источника высокого ВЧ напряжения (ДВКИВН) и к обмотке соленоида п.4 Фиг1 приложено высоковольтное ВЧ частоты f напряжение Uвиртм = Qэфф х Uмвых, а на концах проводящего цилиндрического тела 1.Фиг.1 возникнет ЕДС=(0.05 -0.25) Uвиртм; б) если к правому концу провода обмотки соленоида 4 Фиг.1 виртуально включёна последовательно "не заземлённая" клемма ДВКИВН и к этой точке, например, справа подсоединена в одной из своих точек поверхность проводящего цилиндра 1 Фиг.1, то будет относительно "заземлённой" клеммы источника ВЧ частоты f мощности (ИВМ) находится под потенциалом, равным Uвиртм; г) если второй справа конец провода соленоида 4 Фиг.1 включён последовательно с правым концом проводящего цилиндрического тела 1 Фиг.1, а левый его конец соединён с "не заземлённой" клеммой" ДВКИВН, в этом случае через проводящее цилиндрическое тело 1 Фиг.1 будет протекать также как и по обмотке соленоида 4 Фиг.1 ток Ia частоты f, исходящий из источника мощности (ИВМ), а проводящее цилиндрическое тело 1 Фиг.1 будет находиться относительно "заземлённой" клеммы ИВМ под потенциалом равным приблизительно Uвиртм.

Испытание трансляции Модели ЛМА№7ВЧ, представленной с правой стороны на Фиг.23 (внутри центрального отсека имело место Опция 1 согласования Импеданса) на расстояние порядка 800 км было успешно произведено на частоте Второго Любительского диапазона (3.5 МГц - 3.999 МГц) вечером 31 Октября с.г. в условиях ненастной погоды (шёл дождь), расположенной на (АПУ), и ориентированной в направлении максимума излучения "Север - ЮГ" в "тихом" районе г. Подольска, Московской Области, на высоте примерно 4 м над поверхностью Земли при Со=27.4 пФ, параметры согласующего трансформатора которого указаны в Примечании в нижней части упомянутых выше Фиг.25 - Фиг.28 при установке уровня выходной мощности равной 100 Ватт, подводимой от Трансивера ИС 7300 по коаксиальному 50 Ом 20 м кабелю типа RG-213 при функционировании внутреннего Устройства Согласования Импеданса Антенного Тракта (УСИАТ) в режиме RTTY без модуляции на частоте несущей частоты f =3.59 МГц несколькими сеансами в общей сложности в течении порядка 10 минут.

Сигнал несущей частоты f =3.59 МГц, излученный Моделью ЛМА№7ВЧ, равный 50 мкВ, был зарегистрирован Любительской стационарной Радиостанцией в пригороде Санкт-Петербурга на 20 м вертикальную штыревую антенну типа ЭГД, установленную на высоте порядка 8 м над поверхностью Земли. При этом была на Трансивере 7300 перед моментом трансляции моделью ЛМА№7ВЧ установлена частота, равная частоте f* минимального значения КСВ, результаты измерений Прибором АА-54 до начала этой трансляции представлен на Фиг.24 .

С помощью Трансивера ИС 7300 и модели ЛМА№7ВЧ в тот же период в перерыве между сеансами трансляции с Полосовым фильтре шириной 150 Гц при использовании CW мода был уверенно над уровнем эфирных шумов зарегистрирован сигнал телеграфных посылок упомянутой стационарной Санкт-Петербургской Радиостанции при подводимой к её 20 м штыревой антенне ВЧ мощности в 100 Ватт на предварительно согласованной по мобильному телефону частоте Второго Любительского ВЧ диапазона даже выходящего за предела её полосы пропускания модели ЛМА№7ВЧ

Эффективность излучения, Моделей ЛМАВЧ, установленных на АПУ вне помещения, как и их параметры зависят, как показали их испытания начиная с Июня месяца 2018 года от окружающей их обстановки, состояния атмосферы, и состоянием ионосферы (времени суток, время года, и погодных условий), например, 16 Декабря 2018 с помощью Трансивера ИС 7300 в режиме приёма Моделью ЛМА№7ВЧ в морозный вечер, установленной на АПУ, снежный покров был не мене Опцию 2 согласования 10 см, а поверхность Модели ЛМА№7ВЧ была практически "облеплена" снегом (см. Фиг.29),- удалось прослушивать уверено над уровнем эфирного шумы в полосе 150 Гц в режиме CW в том же диапазоне частот телеграфный сигнал с упомянутой Санкт-Петербургской Радиостанцией при подводимой к её 20 м штыревой Антенне и постепенно снижаемом уровне мощности от 100 Ватт до 15 Ватт - 10 Ватт. Результат измерений с помощью прибора АА-54 перед началом сессии связи представлен на Фиг.30 при этом нужно принять во внимание данная модель, так же как и модель ЛМА№8 содержит в крышке центральной цилиндрической полости внешней оболочки упомянутую ранее Опцию 2 внутреннего согласования импеданса.

Список литературы:

1. А.Б. Ляско, Патент РФ № 2428774 на изобретение «Передающие Линейные Магнитные Антенны (ЛМА)», 10 Сентября 2010 г., ФИПС, Москва.

2а. Материалы сайта компании «О.О.О. ЛРЭТ», www.lret.ru, 2017г.

2б А.Б. Ляско, "Сферические волны передающей линейной магнитной антенны (Часть 1),"Евразийский научный журнал" № 6, Июнь 2016 г.

2в. А.Б. Ляско, «Сферические волны передающей магнитной антенны (Часть 2), «Евразийский научный журнал» № 7, Июль 2016 г.

2г. А.Б. Ляско, «О реальной возможности использования линейных магнитных антенн (ЛМА) для электромагнитной двухсторонней трансляции дискретной информации в морской среде между мобильными объектами в диапазоне КНЧ», «Евразийский научный журнал» № 8, Август 2016 г.

2д. А.Б. Ляско, «Об испытании модели линейной магнитной антенны ЛМА№ 20м1 (Часть 1)», «Евразийский научный журнал» № 11, Ноябрь 2016 г.

2е. А.Б. Ляско, «Об испытании модели линейной магнитной антенны ЛМА№ 20м1(Часть 2)», «Евразийский научный журнал» № 12, Декабрь 2016 г.

2ж.. А.Б. Ляско, «Об испытании модели линейной магнитной антенны ЛМА№ 20м1(Часть 3)», «Евразийский научный журнал» № 1, Январь 2017 г.

2з. А.Б. Ляско, «Испытание и лучения мобильной ушестерённой модели линейной магнитной антенны на пересечённой местности в СДВ диапазоне , «Евразийский научный журнал» № 1, Январь 2017 г.

2и. А.Б. Ляско, «Об особенности испытания одно и многомодульных моделей ЛМА для СДВ диапазона электромагнитных волн», «Евразийский научный журнал» № 2, Февраль 2017 г.

2к. А.Б. Ляско, «Об особенности испытания одно и многомодульных моделей ЛМА для СДВ диапазона электромагнитных волн (часть 2)», «Евразийский научный журнал» № 2, Март 2017 г.

2л. А.Б. Ляско, "О сдвоенной модели передающей линейной магнитной антенны электромагнитных волн для морских испытаний на частоте менее 1 КГц, "Евразийский научный журнал" № 2, Август 2017 г.

2м. А.Б. Ляско, «Об испытании излучения передающей ВЧ модели ЛМА№4ВЧ с помощью ВЧ модели ЛМА№ 9ВЧ», «Евразийский Научный Журнал», № 10, Октябрь2017.

3. Ляско А.Б. "Передающие линейные магнитные антенны для ВЧ диапазона (ЛМАВЧ)", "Евразийский Научный Журнал, №7, Раздел "Технические Науки", Июль 2018 г.

4. Ляско А.Б. "Передающие линейные магнитные антенны для ВЧ диапазона (ЛМАВЧ) Часть 2.","Евразийский Научный Журнал, №12, Раздел "Технические Науки"Декабрь, 2018.

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для расширения возможности использования передающих антенн типа ЛМА, относящихся к виду линейных магнитных диполей Герца (МГД) для радиоволн ВЧ диапазона. Технический эффект, заключающийся в повышении эффективности работы (радиосвязи) антенны на передачу, в уменьшении габаритов антенны при возможности использования в диапазоне длин волн ВЧ радиодиапазона от 600 до 10 м, то есть дальности действия распространения сигнала, достигается за счёт того, что в передающей линейной магнитной антенне для ВЧ диапазона (ЛМАВЧ), содержащей электрически проводящее цилиндрическое тело, заключённое в диэлектрический цилиндр, размещённый в цилиндрическом магнитопроводе, охваченном обмоткой однослойного соленоида возбуждения ВЧ продольного магнитного потока, имеющей диэлектрический цилиндрической формы каркас, расположенный на цилиндрическом магнитопроводе, при этом ближний конец обмотки соленоида выполнен с возможностью соединения с одним из концов электрически проводящего цилиндрического тела, концы которой подсоединяются к соответствующим входным клеммам источника ВЧ напряжения, а электрически проводящее цилиндрическое тело включено в промежутке между одной из клемм источника ВЧ высоковольтного напряжения и одним из концов обмотки соленоида, когда другой конец её соединён с другой клеммой источника, при этом электрически проводящее цилиндрическое тело выполнено с возможностью выходить за пределы концов огибающего его диэлектрического цилиндра или часть его может быть выполнена в виде телескопической металлической антенны. 2 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Передающая линейная магнитная антенна для ВЧ диапазона, характеризующаяся тем, что содержит электрически проводящее цилиндрическое тело, заключенное в диэлектрический цилиндр, размещенный в цилиндрическом магнитопроводе, охваченном обмоткой однослойного соленоида возбуждения ВЧ продольного магнитного потока, имеющей диэлектрический цилиндрический каркас, расположенный на цилиндрическом магнитопроводе, при этом один конец обмотки соленоида выполнен с возможностью соединения с одним из концов электрически проводящего цилиндрического тела, а второй конец обмотки соленоида выполнен с возможностью подключения к одному из выходов источника высоковольтного ВЧ напряжения.

2. Передающая линейная магнитная антенна для ВЧ диапазона по п. 1, характеризующаяся тем, что проводящее цилиндрическое тело включено в промежутке между упомянутым концом обмотки соленоида и выходом высоковольтного ВЧ напряжения, тогда как другой конец обмотки соленоида и другой выход высоковольтного ВЧ источника напряжения соединены между собой.

3. Передающая линейная магнитная антенна для ВЧ диапазона по п. 1, характеризующаяся тем, что электрически проводящее цилиндрическое тело выполнено с возможностью быть продолженным за пределы концов огибающего его диэлектрического цилиндра или часть его выполнена в виде телескопической металлической антенны.