Рамочная антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q7/08 

Изобретение относится к радиосвязи, в частности к технике приема радиосигналов электрически малыми антеннами. Оно может быть использовано потребителями сигналов систем радиовещания, радиосвязи, радионавигации и др,

Известны аналоги, в которых эффективность рамочной антенны в области нулевого приема повышается за счет второй, ортогонально первой расположенной рамочной антенне и суммирующего каскада, объединяющего сигналы обеих антенн. Этой же цели служит металлический экран, ослабляющий влияние рамок друг на друга.

Недостаток таких антенн состоит в низкой эффективности, присущей рамочным антеннам с малой электрической длиной,

Наиболее близкой к предлагаемой является антенна, содержащая несколько верти- кальных проволочных витков. Антенна экранирована таким образом, что полувитки 2, принадлежащие одной стороне рамки, за- заключены в заземленный металлический экран 3, поэтому наведенный в них сигнал меньше, чем сигнал, наведенный в полувитках 1. Следствием является уменьшение компенсации сигнала, наведенного в полувитках 1 сигналом, наведенным в экранированных полувитках 2 и возрастание величины выходного сигнала.

Недостатком устройства-прототипа является соответствующее возрастанию уровня выходного сигнала, снижение направленных свойств рамочной антенны и сложность конструкции.

Цель предлагаемой рамочной антенны - упрощение конструкции при сохранении направленных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в рамочной антенне, содержащей вертикальную проволочную рамку и заземленный экран, экран выполнен в виде проводящей пластины, которая размещена симметрично и нормально плоскости рамки, при этом размеры проводящей пластины ai, 61 выбраны

ю

с

V4 СО Ј VI

из соотношения ач а, 61 б, где а, б - соответствующие размеры рамки.

В отличие от антенны-прототипа, в которой экранирование осуществляется замкнутым экраном, в предлагаемой антенне экранирование осуществляется проводящей пластиной, что упрощает конструкцию. Кроме того, симметричное расположение проводящей пластины, размеры которой выбраны не менее размеров рамки,- обеспе- чивает сохранение вида диаграммы направленности, которая, кроме того, может быть изменена в некоторых пределах изменением размеров экрана.

На фиг, 1 приведены принципиальная схема рамочной антенны; на фиг. 2,3,4 - диаграммы, поясняющие работу антенны.

Предлагаемая рамочная антенна состоит из датчика электромагнитного сигнала в виде вертикальной проволочной рамки, полувитки 1 и 2 которой расположены симметрично относительно заземленной проводящей поверхности 3, также расположенной вертикально.

Размеры проводящей поверхности 3 (ширина а и высота б) должны быть не менее соответствующих размеров а и б проволочной рамки, т.е. ат а, 61 6. Проводящая поверхность 3 расположена симметрично между полувитками 1 и 2 и нормально пло- скости рамки.

Рамочная антенна работает следующим образом.

При приеме вертикально поляризованной электромагнитной волны с азимутов 0 и 180° в полувитках 1 и 2 наводятся, соответственно, сигналы ei и е2, одинаковые по величине и фазе (см.фиг.2а), но направленные встречно в контуре рамки, поэтому выходной сигнал евых 0 (см.фиг.2а). При приеме с азимутов 90 и 270°наведенные сигналы ei и 62 по-прежнему равны по величине, но фазы их различаются, так что при отсутствии разделяющей проводящей поверхности 3 выходной сигнал соответство- вал бы разностному евых (см.фиг.26), а диаграмма направленности - заштрихованной на фиг. 3 с максимумом, равным евых. Наличие проводящей поверхности 3 суще

ственно изменяет соотношение величин ei и е2. При приеме с азимута 90° в полувитках 1 наводится сигнал ei, а в полувитках 2-62 причем 62 0. Это означает, что еВых et. Если экранировка неидеальна или азимут отличается значительно от 90°, то е2 0 и величина выходного сигнала снижается. Степень выигрыша в величине выходного сигнала в зависимости от степени экранировки (отношеня e2/ei) и электрических размеров рамочной антенны (значения угла

д

а -г в радианах) приведена зависимостями на фиг. 4. Величина получаемого выигрыша для электрически малых антенн / 0,01) может составлять 20 дБ и более.

Если размеры проводящей поверхности 3 незначительно превышают размеры рамки, то диаграмма направленности при азимутах, значительно отличающихся от 90°, будет отличаться от исходной, так как будет проявляться эффект компенсации сигналов ei и е2 и снижение выходного сигнала, что эквивалентно сужению диаграммы направленности.

Экспериментальная проверка проводилась на макете рамочной антенны 250 мм (три витка) с проводящей поверхностью размером 980x1400 мм на частоте 1125 кГц (Я- 270 м). Источник сигналов - местная радиостанция, индикация уровня сигналов осуществлялась селективным микровольтметром СМВ-6,5. Сравнивались уровни сигналов в направлениях максимального приема при наличии экрана и без него. Отношение уровней сигналов 11 дБ.

Формула изобретения Рамочная антенна, содержащая проволочную рамку и заземленный экран, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, экран выполнен в виде пластины, которая размещена вдоль оси вертикальной проволочной рамки ортогонально ее плоскости, при этом размеры проводящей пластины ai и bi выбраны из соотношений ai а, 61 6,

где а и о - соответствующие размеры проволочной рамки.

-J Л

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано втехнике приема радиосигналов электрически малыми антеннами в системах радиосвязи, радиовещания, радионавигации, В рамочной антенне экран выполнен в виде проводящей пластины, размеры которой превышают размеры рамки, и установлен вдоль оси рамки перпендикулярно ее плоскости. Замена замкнутого экрана проводящей плоскостью обеспечивает упрощение конструкции, Возможность изменения размеров проводящей плоскости позволяет несколько изменять форму диаграммы направленности рамочной антенны. 4 ил.

ь

a L

X

о

/

Вых. ./

270

ь/х.

,Q

d 0,7

d 0.3 0.01

iff 2/ti