Директорная антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q19/17 

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антеннам, и может быть использовано в устройствах радиосвязи диапазона метровых и дециметровых длин волн, а также для телевизионного приема.

Известны антенны, имеющие квадратные рамки с присоединенными к ним проводниками j , 2j, Недостаток этих антенн - большие размеры, особенно на низких частотах диапазона метровых волн. При попытке уменьшить их размеры падает мощность сигнала из-за рассогласования антенны с фидером

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является антенна, описанная в pjf, Антенна - прототип содержит директор, рефлектор и активный вибратор, выполненные в виде квадратных рамок с присоединенными к ним проводникамио Сторона квадратной рамки равна 0,, где Ло- рабочая длина волны„ Проводники присоединены к серединам сторон рамки и соединяют ее противоположные или смежные стороны Коаксиальный фидер подключен к активному вибратору Внешняя оболочка коаксиального фидера электрически соединена с рефлекторомэ Директор расположен на расстоянии 0,15, а рефлектор на расстоянии от активного вибратора Недостатком антенны является уменьшение мощности сигнала при уменьшении ее размеров.

Цель изобретения - увеличение мощности сигнала при уменьшении размеров антенны

Указанная цель достигается тем, что в директорией антенне, содержащей директор, рефлектор, активный вибратор, выполненные в виде квадратных рамок с присоединенными к ним проводниками, и коаксиальный фидер, подключенный к входу активного вибратора, внешняя оболочка которого электрически соединена с рефлекторомг сторона квадратной рамки укорочена до 0,15fl0, где ft о - рабочая длина волны.

kj

00 ч

сл

vj

а проводники присоединены к вершинам противолежащих углов рамки и равны по длине OjIS Aoc Директор расположен на расстоянии 0,11, а рефлектор - на расстоянии 0, от активного вибратора

Авторы не установили среди извеот- ных им технических решений аналогичного назначения такого, которое содержало бы совокупность существенных признаков, сходных с заявляемыми отличительными признаками„ Это позволяет признать заявляемое техническое решение соответствующим критериям новизна и существенные отличия Возможность достижения положительного эффекта при осуществлении изобретения подтверждается приведенными на фиг с, 2 результатами исследования коэффициента согласования заявляемого устройства (поз о 1) и прототипа (поз с 2) с коаксиальным фидером,, Увеличение мощности сигнала при уменьшении размеров антенны происходит благодаря тому, что ее входное сопротивление равно волновому сопротивлению коаксиального фидера (R Dm, Хд 0) при

-укорочении стороны квадратной рамки до 0,15ft0, где 0 - резонансная длина волны;

-присоединении проводников к вершинам противолежащих углов рамки, длина которых равна 0,15ft0;

-размещении директора на расстоянии 0,11ft0, а рефлектора 0,17,, от активного вибратора,,

При этом улучшается согласование антенны с фидером и увеличивается мощность сигнала в антенне

Гс

Рс .

ллакс j

где с - коэффиицент согласования; Р - максимальная мощность сигC Mekc нала.

На Аиг0 1 изображена функциональная схема директорией антенны; на фиго 2 - зависимость коэффициента согласования с фидером заявляемой ди ректорной антенны и антенны - прототипа от частоты и соответственно от отношения длины стороны квадратной рамки к длине волны

Директорная антенна состоит из директора 1, активного вибратора 2, рефлектора 3 и коаксиального фидера Директор 1, рефлектор 3 и активный вибратор 2 выполнены в виде квадратных рамок, к вершинам противолежащих углов которых присоединены проводники 5„ Длина стороны квадратной рамки

активного вибратора укорочена до 0, i 0,15ft0, - рабочая длина волны Длина проводников 5, присоединенных к вершинам противолежащих углов рамки активного вибратора 2, равнаО,

Расстояние от директора 1 до активного вибратора 2 равно 0,11Я0.Расстояние от рефлектора 3 до активного вибратора 2 равно 0,17. Коаксиальный фидер 4 подключен к входу 6 активного

5 вибратора 2, а его внешняя оболочка электрически соединена с рефлектором 3 в точке 7„ Размеры директора 1 меньше, а рефлектора 3 больше, чем размеры активного вибратора 2, соот0 ветственно на 5 и на 10%„ Рамки укреплены на штанге 8 в точках нулевого потенциала излучателей

При возбуждении активного вибратора 2 высокочастотным сигналом, подво5 димым по коаксиальному фидеру 4, и

геометрических размерах активного вибратора 2 с длиною стороны квадратной рамки 0,15 0 и присоединенных к ней в вершинах противопежащих углов провод0 ников 5 длиною 6,15,,, геометрических размерах директора 1 и рефлектора 3, а также их размещении относительно активного вибратора 2 на расстоянии 0,11ft0 и 0, соответственно

5

входное сопротивление директорией антенны, состоящее из собственного сопротивления активного вибратора и наведенных сопротивлений директором 1 и рефлектором 3, становится активным 0 и равным волновому сопротивлении, коаксиального фидера (Ид Рср 75 Ом, Хд 0)о Замыкание внешней оболочки коаксиального фидера 4 с рефлектором 3 обеспечивает симметрию питания ан j тенны0 Благодаря этому улучшается согласование при уменьшении размеров и увеличивается мощность сигнала в антенне „

Например, коэффициент согласования Q с фидером заявляемой антенны на средней частоте первого телевизионного канала 52, 45 мГц ( е 5,72 м) при отношении длины стороны квадратной рамки к длине волны 0,15 рае вен 0,996 (кривая а), а коэффициент согласования прототипа на этой частоте и таком же отношении длины стороны квадратной рамки к длине волны l/fte О 15 равен 0,155 (кривая б) .При

этом отношение мощности сигнала заявляемой антенны к мощности сигнала антенны - прототипа, равное отношению соответствующих коэффициентов согласования (0,996/0,155) составляет 6,4„ Следователвно, совокупность отличительных признаков директорной антенны позволяет при уменьшении размеров антенны в два раза увеличить мощность сигнала в 6 раз

Применение заявляемой.директорной антенны в радиосвязи повысит устойчивость работы радиолинии, а в телевидении - качество телевизионного приема Уменьшение размеров антенны уменьшит расход материалов на ее производство о

Формула изобретения

Директорная антенна, содержащая активный вибратор, рефлектор и директор,

o

выполненные в виде квадратных рамок, расположенных вдоль общей оси в параллельных плоскостях, и коаксиальный фидер, установленный вдоль общей оси и присоединенный к входу активного вибратора, при этом внешний проводник коаксиального фидера электрически соединен с рефлектором, а к квадратным рамкам присоединены отрезки проводника, отличающаяся тем, что, с целью улучшения согласования и уменьшения размеров, сторона квадратной рамки равна 0,, рабочая длина волны, директор распо- ложен на расстоянии 0,11 А , а рефлектор - на расстоянии 0,17 от активного вибратора, при этом отрезки проводника длиной 0,15 присоединены к одной паре противолежащих вершин каждой квадратной рамки и расположены на продолжении соответствующих диагоналей.

Использование: радиотехника, а именно антенны для телевидения и радиосвязи - метрового и дециметрового диапазонов длин волн Сущность изобретения: активный вибратор, рефлектор и директор выполнены в виде квадратных рамок, размеры которых уменьшены до 0,15Ъ, где Д- рабочая длина волн, при этом к противоположным углам каждой, рамки присоединены отрезки проводника длиной 0,15 „ Благодаря этому при малых электрических размерах антенны достигается улучшение ее согласования в рабочей полосе частот, что обеспечивает увеличение мощности сигнала, отдаваемой антенной в приемник. 2 ил.

Фаг.1

7

... Л

/

X

4Q

45

50

/

v

55

60

65