Антенная система с круговой диаграммой направленности для нескольких передатчиков Российский патент 2019 года по МПК H01Q21/24 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах передачи сигналов с применением нескольких передатчиков, излучающих сигналы в разнесенных полосах частот и формирующих круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости.

Известно устройство для работы нескольких передатчиков на одну антенну [1], состоящее из антенны, общего фидера, передатчиков с отдельными фидерными линиями, в которые до их соединения в общий фидер включены системы Лехера, пропускающие волну своего передатчика и запирающие волны остальных передатчиков.

Недостатком данного устройства является то, что реализуемая в нем схема устранения взаимных влияний между передатчиками за счет включения в фидерную линию каждого передатчика системы Лехера эффективна для двух передатчиков. Эффективность устройства снижается при включении в его состав трех и большего числа передатчиков, тем более, если они работают на разнесенных частотах. При этом конструктивное исполнение устройства существенно усложняется.

Известно устройство, в котором работа двух передатчиков с близкими частотами осуществляется на одну антенную систему [2], состоящее из двух передатчиков подключенных к антенной системе, имеющей несколько антенн (две антенны), которые расположены параллельно друг другу.

Недостатком данного устройства является то, что данному техническому решению свойственна изрезанность диаграммы направленности для каждого передатчика из-за взаимного влияния антенн, что приводит к потерям излучаемой мощности в отдельных направлениях. С ростом числа передатчиков и соответствующих антенн потери мощности будут увеличиваться.

Целью предлагаемого изобретения является разработка антенной системы для нескольких работающих на разных частотах передатчиков, обеспечивающей развязку между передатчиками при отсутствии потерь между передатчиками и антеннами и круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости для каждого передатчика.

Поставленная цель достигается тем, что антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков состоит из изоляционного радиопрозрачного корпуса, внутри которого вертикально размещено N антенн, каждая из которых представляет собой полуволновый вибратор, размещенных друг над другом на трубе из изоляционного материала, внутри которой проходят N коаксиальных кабелей, соединяющих каждую антенну с соответствующим передатчиком радиосигнала.

Технический результат заключается в обеспечении развязки между передатчиками, отсутствии потерь между передатчиками и антеннами и круговой диаграммы направленности для каждого передатчика.

Сущность изобретения поясняется рисунками. На Фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемой антенной системы с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков, на Фиг. 2 приведено место А подключения фидерной линии к плечам полуволнового вибратора.

Антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков состоит из антенной системы 1 в виде корпуса 1.1, внутри которого размещена труба 1.2 с расположенными на ней антеннами 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N.

Каждая антенна 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N соединена с соответствующим передатчиком радиосигнала 2.1, 2.2, …, 2.N отдельным коаксиальным кабелем 3.1, 3.2, …, 3.N, проходящим через внутреннюю полость трубы 1.2.

Отдельные коаксиальные кабели 3.1, 3.2, …, 3.N проходят через внутреннюю полость трубы 1.2 и выходят на внешнюю сторону трубы 1.2 к соответствующей антенне 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N через отверстия 1.2.1.

Отверстие 1.2.1 располагается между вибраторами антенн 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N.

Каждая антенна 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N отделена друг от друга изолятором 4.

Каждая антенна 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N представляет собой полуволновый вибратор λ/2, у которого каждое плечо равно λ/4.

Антенны 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N располагаются на трубе 1.2 друг над другом на одной вертикальной линии с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и нулем в вертикальном направлении.

Центральные жилы коаксиальных кабелей 3.1, 3.2, …, 3.N соединены с верхними плечами вибраторов антенн 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N, а оплетки соединены с нижними плечами вибраторов антенн 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N соответственно.

Антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков работает следующим образом. Передатчики радиосигнала 2.1, 2.2, …, 2.N генерируют радиосигналы, которые по коаксиальным кабелям 3.1, 3.2, …, 3.N передаются на антенны 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N. Антенны 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N, получив сгенерированный радиосигнал, излучают его, обеспечивая круговую диаграмму направленности для каждого передатчика радиосигнала 1.3.1, 1.3.2, …, 1.3.N и развязку между передатчиками.

Предлагаемая антенная система с круговой диаграммой направленности для нескольких передатчиков наиболее целесообразна для реализации в дециметровом диапазоне длин волн, в котором обеспечивается компактность устройства при невысокой массе, и может быть использована в системах вещания и сотовой связи, в том числе реализующей технологию MIMO (Multiple Input Multiple Output), а также других системах, использующих несколько полос частот и предполагающих равномерное покрытие зоны обслуживания независимо от направления.

Литература.

1. Авторское свидетельство на изобретение 39849 SU, МПК Н03Н 7/46. Устройство для работы нескольких передатчиков на одну антенну / Г.Я. Михельсон (SU); Г.Я. Михельсон (SU). - №138180; заявлено 28.11.1933; Опубл. 30.11.1934.

2. Вунтесмери В.С., Красилич Г.П. Работа двух передатчиков с близкими частотами на одну антенную систему. Электроника и связь 4. Тематический выпуск «Электроника и нанотехнологии», 2010. С. 198-201.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах передачи сигналов с применением нескольких передатчиков, излучающих сигналы в разнесенных полосах частот и формирующих круговую диаграмму направленности в азимутальной плоскости. Антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков состоит из изоляционного радиопрозрачного корпуса, внутри которого размещено N антенн, каждая из которых состоит из полуволнового вибратора, расположенных друг над другом на одной вертикальной линии с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и нулем в вертикальном направлении на трубе из изоляционного материала, внутри которой проходят коаксиальные кабели, соединяющие каждую антенну с соответствующим передатчиком радиосигнала. Технический результат заключается в обеспечении развязки между передатчиками, отсутствии потерь между передатчиками и антеннами и круговой диаграммы направленности для каждого передатчика. 2 ил.

Антенная система с круговыми диаграммами направленностями для нескольких передатчиков, состоящая из N антенн, отличающаяся тем, что антенная система выполнена в изоляционном радиопрозрачном корпусе, внутри которого размещено N антенн, каждая из которых состоит из полуволнового вибратора, расположенных друг над другом на одной вертикальной линии с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и нулем в вертикальном направлении, на трубе из изоляционного материала, внутри которой проходят коаксиальные кабели, соединяющие каждую антенну с соответствующим передатчиком радиосигнала.