Коллинеарная антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q21/10 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для связи в метровом и дециметровом диапазонах волн.

Наиболее близкой к предлагаемой является ненаправленная вертикально поляризованная антенна, состоящая из двух симметричных полуволновых вибраторов, расположенных вдоль общей оси, включенных последовательно, плечи которых образованы отрезками полого металлического цилиндра (ОПМЦ). Внутри первого и второго ОПМЦ аксиально расположен жесткий коаксиальный кабель, внешний проводник которого замкнут на внутреннюю поверхность первого ОПМЦ на расстоянии 0,25X гдеА- центральная длина волны рабочего диапазона, от его первого торца, а внутренний проводник жесткого коаксиального кабеля

замкнут на четвертый ОПМЦ, торец которого закорочен.

Недостатком этой антенны является трудность ее согласования с фидером в широкой полосе частот, так как при последоаа- тельном включении симметричных вибраторов сложно получить входное сопротивление антенны 50-750 м.

Целью изобретения является упрощение согласования коллинеарной антенны с фидером.

Указанная цель достигается тем, что симметричные вибраторы подключаются параллельно относительно фидера. Для этого запирающий элемент выполнен в виде двух четвертьволновых запирающих стаканов (ЧЗС), торцы которых замкнуты на середины внутренних поверхностей второго и третьего ОПМЦ, а внешний и внутренний проводники жесткого коаксиального кабеля

1

сл

ел

СдЭ

Ьь

00

замкнуты на ближайшие кромки внутренних поверхностей ЧЗС, расположенных соответственно внутри третьего и второго

опмц.

На чертеже схематически изображена коллинеарная антенна.

Коллинеарная антенна представляет собой антенную решетку из двух симметричных вибраторов, являющихся волновыми на верхней частоте рабочего диапазона, образованных ОПМЦ. Внутри нижнего вибратора аксиально с ним проложен жесткий коаксиальный кабель 1. Внешний проводник кабеля 1 замкнут на внутреннюю поверхность первого ОПМЦ в верхнем его торце и на расстоянии 0,25 Лот нижнего его торца, образуя ЧЗС 2. Внутри второго и третьего ОПМЦ установлены ЧЗС 3 и 4. Внутри третьего ОПМЦ расположен центральный проводник 5 жесткого коаксиального кабеля 1, выполненный в виде цилиндрического отрезка, диаметр которого выбран равным диаметру внешнего проводника кабеля 1.

Внешний и внутренний проводники кабеля 1 замкнуты на ближайшие кромки внут- ренних поверхностей ЧЗС 4 и 3 соответственно. Внешний проводник кабеля 1 и центральный проводник 5 образуют с внутренними поверхностями ЧЗС 3 и 4 отрезки коаксиальных линий 6 7, волновое сопротивление которых равно удвоенному волновому сопротивлению кабелю 1.

Коллинеарная антенна работает следующим образом.

Ток, текущий по кабелю, делится между отрезками коаксиальных линий 6 и 7 равно- амплитуднр и противофазно и, вытекая на наружную поверхность вибраторов, син- фазно их возбуждает. ЧЗС 3 и 4 препятствуют вытеканию тока непосредственно на поверхность вибраторов, минуя коаксиальные линии 6 и 7. ЧЗС 2 препятствует вытеканию тока на антенный фидер.

Возможность согласования фидера с коллинеарной антенной, образованной волновыми вибраторами, позволяет увеличить КПД антенны вдвое по сравнению с колли- неарной антенной, образованной полуволновыми вибраторами.

Формула изобретения Коллинеарная антенна, содержащая два симметричных вибратора, плечи которых выполнены в виде четырех отрезков полого металлического цилиндра, расположенных вдоль общей оси, внутри второго и третьего отрезков полого металлического цилиндра расположен запирающий элемент, внутри первого и второго

отрезков полого металлического цилиндра аксиально расположен жесткий коаксиальный кабель, внешний проводник которого замкнут на внутреннюю поверхность первого отрезка полого металлического цилиндра

на расстоянии 0,25 А, где А- центральная длина волны рабочего диапазона, от его первого торца, а внутренний проводник жесткого коаксиального кабеля замкнут на четвертый отрезок полого металлического

цилиндра, первый торец которого закорочен, отличающаяся тем, что, с целью упрощения согласования, запирающий элемент выполнен в виде двух четвертьволновых запирающих стаканов, торцы которых

замкнуты на середины внутренних поверхностей второго и третьего отрезков полого металлического цилиндра, симметричные вибраторы выполнены волновыми, центральный проводник жесткого коаксиального кабеля, расположенный внутри третьего отрезка полого металлического цилиндра, выполнен в виде цилиндрического отрезка, диаметр которого выбран равным диаметру внешнего проводника жесткого коаксиального кабеля, вторые торцы первого и четвертого отрезков полого металлического цилиндра закорочены, причем внешний и внутренний проводники жесткого коаксиального кабеля замкнуты на ближайшие к

ним кромки внутренних поверхностей четвертьволновых запирающих стаканов, расположенных соответственно внутри третьего и второго отрезков полого металлического цилиндра, а волновые сопротивления отрезков коаксиальных линий, образованных внутренними поверхностями четвертьволновых запирающих стаканов и внешними поверхностями соответственно внешнего проводника жесткого коаксиального кабеля и цилиндрического проводника, выбраны равными удвоенному волновому сопротивлению жесткого коаксиального кабеля.

Использование: обеспечение связи в метровом и дециметровом диапазонах волн. Сущность изобретения: коллинеарная антенна содержит два волновых симметричных вибратора, плечи которых выполнены в виде четырех отрезков полого металлического цилиндра, расположенных вдоль общей оси. Внутри второго и третьего отрезков полого металлического цилиндра расположены два четвертьволновых запирающих стакана. Внутри первого и второго отрезков полого металлического цилиндра аксиально расположен жесткий коаксиальный кабель, внешний проводник которого замкнут на внутреннюю поверхность первого отрезка полого металлического цилиндра, а центральный проводник, расположенный внутри третьего отрезка полого металлического цилиндра, выполнен в виде цилиндрического отрезка, диаметр которого выбран равным диаметру внешнего проводника жесткого коаксиального кабеля, Внешний и внутренний проводники жесткого коаксиального кабеля замкнуты на блихайшие к ним кромки внутренних поверхностей четвертьволновых запирающих стаканов. 1 ил. (Л С