Штыревая антенна Советский патент 1992 года по МПК H01Q1/32 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для приема радиосигналов с защитой входных цепей радиоприемника от перегрузки сильным сигналом.

Известна штыревая антенна, содержащая экран, расположенные над ним и перпендикулярно ему первый трубчатый элемент, стержень и коаксиальный кабель, присоединенный к экрану и к верхнему торцу первого трубчатого элемента, с нижним торцом которого соединен нижний конец стержня. Работа штыревой антенны основана на компенсации сигналов помех, наведенных в стержне и трубчатом элементе от близко расположенного источника помех. Недостатком этой штыревой антенны является низкая эффективность подавления сильных помех от дальних источников.

Целью изобретения является повышение эффективности подавления широкополосных помех и сигналов для источников, расположенных в дальней зоне.

Согласно техническому решению в известную штыревую антенну, содержащую экран, расположенные над ним и перпендикулярно ему последовательно друг над другом первый трубчатый элемент, стержень и коаксиальный кабель, присоединенный к экрану и к верхнему торцу первого трубчатого элемента, введены 2п, где п 1,2,3,... трубчатых элементов, равной длины со стержнем. Все трубчатые элементы и стержень включены последовательно согласно в двух группах, включенных противофазно через пороговый элемент: нижний торец второго трубчатого элемента через пару параллель- но и встречно включенных введенных диодов к центральному проводнику коаксиального кабеля, его верхний торец присоединен к нижнему торцу четвертого трубчатого элемента, верхний торец которого присоединен к нижнему торцу шестого трубчатого

VI

vj СЛ

ч

VI

элемента и т.д., верхний торец последнего четного трубчатого элемента соединен с нижним концом стержня, нижний торец первого трубчатого элемента соединен с верхним торцом третьего трубчатого эле- мента, нижний торец которого соединен с верхним торцом пятого трубчатого элемента и т,д,, причем проводники, соединяющие трубчатые элементы, расположены внутри их.

На фиг.1 дана штыревая антенна. Предлагаемая штыревая антенна состоит из коаксиальной линии 1, расположенной перпендикулярно экрану 2 и соединенной с ним внешним проводником, и расположенные один над другим вертикальные проводящие стержень 3 и трубчатые элементы 4 (первый) л 2п, где п - четное число. Стержень 3 и трубчатые элементы {4,2п} раепо- ложены соосно вокруг верхней части коаксиальной линии 1, при этом первый трубчатый элемент 4 расположен близко от коаксиальной линии 1, а 3 - на максимальном удалении от нее. Стержень 3 и трубчатые эле- менты {4,2п} соединены электрически в две группы последовательно через один. В первой группе нижний торец первого трубчатого элемента 4 соединен изолированным проводником, расположенным внутри вто- рого трубчатого элемента 5, с верхним торцом третьего трубчатого элемента 6 и т.д. до соединения нижнего торца 2п-1 трубчатого элемента с верхним торцом 2п+1 трубчатого элемента изолированным проводом, распо- ложенным внутри 2п-го трубчатого элемента Во второй группе верхний торец второго трубчатого элемента 5 соединен изолированным проводником, расположенным внутри третьего трубчатого элемента 6, с нижним торцом четвертого трубчатого элемента 7 и т.д. до соединения верхнего торца 2п-го трубчатого элемента с нижним концом стержня 3 изолированным проводом, расположенным внутри (2п+1)го трубчатого элемента. Во второй группе нижний торец второго трубчатого элемента 5 подсоединен к центральному проводнику коаксиальной линии 1 через пару встречно-параллельно включенных диодов Д1, Д2, а в первой труп- пе верхний торец первого трубчатого элемента 4 - непосредственно.

Штыревая антенна работает следующим образом.

Независимо от уровня принимаемых сигналов принятая на фиг.1 схема соединения двух групп элементов {4,2п} и стержня 3 между собой обеспечивает согласное суммирование ЭДС, наведенных на каждом элементе в пределах первой или второй

группы, Суммарные ЭДС каждой из групп оказываются при этом, во-первых, равными по величине вследствие идентичности геометрии и числа элементов, и, во-вторых, противофазными. По существу имеет место геометрическое совмещение относительно вертикальной оси двух штыревых антенн, элементы которых расположены по вертикали. При этом одна из них, состоящая из элементов первой группы, включена инверсно относительно другой, состоящей из эле- ментов второй группы. Возможность соединения элементов каждой их групп между собой, в том числе и инверсное, обеспечивается использованием трубчатых элементов {4,п}. Поэтому сигнал от первой группы элементов поступает на центральный проводник коаксиальной линии 1 непосредственно, а от второй группы - через, диоды Д1; Д2., Так как диоды Д1, Д2 являются пороговыми элементами, т.е. на определенном, обычно небольшом начальном участке вольтамперной характеристики их сопротивление в прямом направлении велико, а затем снижается, причем существенно, то при малых уровнях сигналов, например, для кремниевых высокочастотных диодов- меньших 1 В, сигнал второй группы элементов на центральном проводнике коаксиального кабеля 1 оказывается существенно ослабленным или, что то же, имеет место сигнал только от первой группы элементов. При превышении сигналом порогового значения на центральный проводник коаксиального кабеля 1 начинает поступать сигнал от второй группы элементов, причем в про- тивофазе, что обеспечивает компенсацию увеличения сигнала от первой группы элементов не входе коаксиального кабеля 1.

На фиг.2а приведена расчетная нормированная зависимость выходного сигнала на центральном проводнике коаксиального кабеля 1 от нормированного значения входного сигнала. Из анализа зависимости следует, что для диодов типа КД503 и группы элементов с суммарной длиной 1200 мм достижение порогового значения обеспечивалось при половинной напряженности испытательного поля (около 0,5 В/м).

Другим преимуществом штыревой антенны является независимость остаточного эффекта компенсации сигнала от электрических размеров антенны по горизонтали. На фиг,2б приведена нормированная зависимость выходного сигнала для антенны-аналога, состоящей из двух разнесенных в пространстве по горизонтали штыревых антенн (на расстояние о d/A, где геометрическое расстояние между антеннами,

А - длина волны), Анализ зависимости фиг.2б показывает, что независимость эффекта компенсации от электрических размеров по горизонтали обеспечивается только при , т.е. при пространственном совмещении штыревых антенн. Формула изобретения

Штыревая антенна, содержащая экран, расположенные над экраном перпендикулярно ему последовательно друг над другом первый трубчатый элемент и стержень, коаксиальный кабель, присоединенный к экрану и к верхнему торцу первого трубчатого элемента,, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности подавления широкополосных помех, введены 2п+1, где п 1, 2, 3,... трубчатых элементов, расположенных между стержнем и первым

трубчатым элементом, нижний торец второго трубчатого элемента через пару параллельно и встречно включенных введенных диодов присоединен к центральному проводнику коаксиального кабеля, его верхний торец присоединен к нижнему торцу четвертого трубчатого элемента, верхний торец которого присоединен к нижнему торцу шестого трубчатого элемента и т.д., верхний

торец последнего трубчатого элемента соединен с нижним концом стержня, нижний торец первого трубчатого элемента соединен с верхним торцом третьего трубчатого элемента, нижний торец которого соединен

с верхним торцом пятого трубчатого элемента и т.д., причем проводники, соединяющие трубчатые элементы, расположены внутри них, а длины стержня и трубчатых элементов выбраны одинаковыми.

Использование: антенная техника для приема радиосигналов в сложной помехо- вой обстановке. Сущность изобретения: штыревая антенна состоит из соосных трубчатых элементов и стержня одинаковой дли- ны, а также коаксиального кабеля, центральный проводник которого через пару встречно включенных диодов подключен к нижнему торцу второго трубчатого элемента. Все трубчатые элементы и стержень включены последовательно и согласно изолированными проводниками, расположенными внутри трубчатых элементов. Достигнуто повышение эффективности подавления широкополосных помех и сигналов для источников, расположенных в дальней зоне. 2 ил.

0.5f,0 EffH

фс&. 2 d

&5 1,0 Фt/.2Ј

а