Антенна Советский патент 1990 года по МПК H01Q9/18 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны в коротковолновом и УКВ диапазонах волн о

Цель изобретения - улучшение согласования в широком диапазоне частот.

На чертеже представлена антенна, общий вид.

Антенна содержит вертикальный штырь, выполненный в виде двух стержней 1 и 2, проводя1цую трубу, выполненную в виде Трех отрезков 3-5, горизонтальный экран 6, коаксиальный фидер (не показан), цилиндрическую спираль 7 и диэлектрический цилиндр

8.

Стержни 1 и 2 коллинеарны. Отрезки 3 5 установлены концентрично со стержнями 1 и 2 и соосно с цилиндрической спиралью 7 и диэлектрически цилиндром 8. Верхний отрезок 3 соединен нижним концом с верхним концом цилиндрической спирали 7, которая нижним концом через проводящую перемычку 9 соединена с верхним концом нижнего стержня 2, Нижний отрезок 5 соединен с горизонтальным экраном 6. Нижний стержень 2 соединен с центральным проводником коаксиального фидера, внешний проводник которого соединен с горизонтальным экраном 6.

0

5

0

5

0

5

Антенна заармирована в стеклопласти- ковый корпус (не показан), являющийся несущей конструкцией антенны. Верхний стержень 1 закреплен в верхнем отрезке 3 посредством диэлектрического цилиндра 8, который является также опорой для цилиндрической спирали 7. В кольцевых 1целях между отрезками 5 и А и отрезком 3 и цилиндрической спиралью 7 размещены диэлектрические кольца (не показаны).

Антенна имеет следующие параметры: высота антенны 0,1 25 Т н диаметр антенны 0,0018, высота отрезков 4 и 5 0,02 Ли, ширина кольцевой щели между отрезками 3 и 4 0,, высота цилиндрической спирали 7 высота отрезка 3 - 0, высота нижнего стержня 2 - 0,0 17 Ац высота верхнего стержня 1 - 0,077 Лн где . Д ( - длина волны, соответствующая нижней частоте рабочего диапазона.

.Антенна работает следующим образом „

На нижних частотах рабочего диапазона бегущая электромагнитная волна типа ТЕМ в коаксиальной линии, распространяющаяся по коаксиальному фидеру, а далее между внутренней поверхностью отрезка 5 и стержнем 2, возбуждает стояную волну тока на внешних поверхностях отрезка 5, и отрезка 3, соединенного со стержнем 2 через цилиндрическую спираль 7, а также отрезка (, связанного с отрез- .ком 3 через конструктивную емкость, образованную внутренней поверхностью отрезка 3, диэлектрическим цилиндром 8 и нижней частью стержня 1.

Распределение тока вдоль указанных поверхностей подобно распределению тока в известной антенне. Индуктивность цилиндрической спирали действует подобно индуктивному шлейфу известной антенны, улучшая coi ласование на нижней границе частотного диапазона. Антенна излучает вертикально поляризованную электрома нитную волну.

По мере повышения рабочей частоты возрастает индуктивное сопротивление цилиндрической спирали 7 и уменьшаются емкостные сопротивления трех конструктивных емкостей между отрезками и 5, между отрезком t и нижним концом цилиндрической спирали 7j а также между стержнями 1 и 2.

Бегущая электромагнитная волна типа ТЕМ в коаксиальной линии распространяется между внутренними поверхностями отрезков 5 и , цилиндрической спирали 7 и отрезка 3, связанными одна с другой через емкости с малым емкостным сопротивлением и поверхностями стержней 1 и 2, связанных один с другим через емкость с малым емкостным сопротивлением.

Увеличение распределенной индуктивности коаксиальной линии на участке цилиндрической спирали 7 компенсируется увеличением распределения емкости, вызванной наличием диэлектрического цилиндра 8,

Стоячая волна тока .возбуждается на верхней части стержня 1, выступающей выше верхнего конца отрезка 3 и на внешней поверхности отрезка 3, общая длина которых близка к полови

6

не длины волны на высшей частоте рабочего диапазона. Большое индуктивное сопротивление цилиндрической спирали 7 препятствует затеканию то- ка на внешние поверхности отрезков

4 и 5.

Антенна излучает вертикально поляризованную электромагнитную волну подобно полуволновому вертикальному диполю со смещенной точкой питания, размещенному над горизонтальным экраном.

Указанные режимы работы антенны обеспечивают согласование антенны с коаксиальным фидером а шестикратном диапазоне частот с КББ не менее 0,.

Формула изобретения

Антенна, содержащая вертикальный штырь, установленный над горизонтальным экраном и соединенный с центральным проводником коаксиального фидера, внешний проводник которого соединен с горизонтальным экраном, и проводящую трубу, установленную концентрич- но с вертикальным штырем, соединенную с горизонтальным экраном и имеющую высоту менее высоты вертикального штыря, отличающаяся тем, что, с целью улучшения согласования в широком диапазоне частот, проводящая труба выполнена в виде отрезков, а вертикальный штырь выполнен в виде двух стержней, расположенных колли- неарно, введены цилиндрическая спираль, расположенная соосно с ними и соединенная верхним концом t нижним концом верхнего отрезка, а нижним концом - с верхним концом нижнего отрезка, и диэлектрический цилиндр, соединяющий нижний и верхний стержни, верхний отрезок и цилиндрическую спираль, причем диаметр цилиндрической спирали и внешний диаметр диэлектрического цилиндра равны диаметру проводящей трубы.

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве сверхширокополосной антенны вертикальной поляризации в коротковолновом и УКВ диапазонах волн. Цель изобретения - улучшение согласования в широком диапазоне частот. Для этого в антенне, содержащей вертикальный штырь над горизонтальным экраном, проводящую трубу, установленную концентрично с вертикальным штырем и соединенную с горизонтальным экраном, и коаксиальный фидер, проводящая труба выполнена в виде отрезков 3, 4 и 5, а вертикальный штырь выполнен в виде стержней 1 и 2, расположенных коллинеарно, введены цилиндрическая спираль 7, расположенная соосно с ними и соединенная верхним концом с нижним концом верхнего отрезка, а нижним концом - с верхним концом нижнего стержня, и диэлектрический цилиндр 8, соединяющий нижний и верхний стержни, верхний отрезок и цилиндрическую спираль 7, причем диаметр цилиндрической спирали 7 и внешний диаметр диэлектрического цилиндра 8 равны диаметру проводящей трубы. На нижних частотах диапазона антенна работает как четвертьволновый несимметричный вибратор со смещенной точкой питания и включенной индуктивностью. Указанный несимметричный вибратор образован внешними поверхностями верхнего и нижнего отрезков. На верхних частотах диапазона антенна работает как полуволновый вибратор со смещенной точкой питания. Указанный полуволновый вибратор образован верхней частью верхнего стержня, выступающей выше верхнего конца верхнего отрезка, и внешней поверхностью верхнего отрезка. Общая высота антенны равна 0,125 λ_н, где λ_н - длина волны, соответствующая нижней частоте рабочего диапазона. Антенна имеет КБВ не менее 0,4 в шестикратной полосе частот. 2 ил.