Антенное устройство Советский патент 1992 года по МПК H01Q9/20 

у

ё

Использование: УКВ антенна вертикальной поляризации, имеющей входное сопротивление и диаграмму направленности, не зависящие от токов, затекающих на металлическую мачту. Сущность изобрете- ния: антенное устройство содержит излучатель и противовес, размещенные на металлической мачте, изолированной от земли, коаксиальный фидер и резистор, включенный между металлической мачтой и землей, причем длина проводника между резистором и землей не превышает четверти наименьшей длины волны рабочего диапазона, а сопротивление резистора равно волновому сопротивление металлической мачты. Коаксиальный фидер в месте включения резистора образует запорный дроссель, практически не шунтирующий активное сопротивление резистора. Токи, затекающие на металлическую мачту, имеют характер бегущей волны, направленной в сторону земли, 1 ил.

Изобретение относится к антенной технике, а более конкретно к связным антеннам УКВ диапазона. Среди известных антенн УКВ диапазона устанавливаемых в верхней части мачты, наиболее близкой по технической сущности является антенна, возбуждаемая коаксиальным кабелем через симметрирующее устройство типа запирающий стакан. В этой антенне центральный проводник кабеля питания подключается к верхнему плечу антенны, а внешний - к нижнему плечу. Далее кабель питания проложен по мачте, которая в основании электрически соединена с противовесом.

Питание антенны коаксиальным кабелем, расположенным соосно с антенной, на- личие симметрирующего устройства, способствуют уменьшению тока на мачте. Однако и в этом варианте на мачте возбуждается достаточно высокого уровня стоячая

волна. С изменением частоты уровень тока меняется в широких пределах, достигая наибольшего значения на частотах, на которых укладывается на длине мачты нечетное число четвертей волн.

В результате входное сопротивление такой антенны существенно меняется в зависимости от высоты мачты. Другим недостатком этой антенны является то, что в направлении, близком к оси мачты, формируется боковой лепесток, величина которого примерно равно по уровню главному лепестку.

Целью настоящего изобретения является уменьшение влияния высоты мачты на входное сопротивление и диаграмму направленности антенны.

Указанная цель достигается тем, что с помощью резистора, включенного в определенном сечении, значительно уменьшается

VI

х| (Я VI VI О.

ток на мачте и тем самым ослабляется влияние высоты мачтн на основные параметры антенны.

На приведенном чертеже дан пример конкретного выполнения предложенного антенного устройства с показом наиболее приемлемого варианта осуществления питания антенны. Собственно антенна 1 размещена в верхней части мачты 2. Между нижним Г и верхним 1 плечами антейны 1 расположен изолятор 3. Питание к антенне 1 подводится коаксиальным кабелем 4, при этом центральный проводник этого кабеля электрически соединен с верхним плечом 1, а внешний проводник - с нижним плечом Г. Нижнее плечо относительно мачты 2 образует симметрирующее устройство типа запирающий стакан.

В нижней части мачты, на расстоянии менее Якор/4 относительно противовеса 5 Й-кор - самая короткая длина волны рабочего диапазона частот), установлена циэлект- рическар вставка 6, разрезающая мачту на два изолированных друг от друга участка. Концы резистора 7 электрически соединены с мачтой в точках А и Б, расположенных по разные стороны диэлектрической вставки. Величина резистора 7 выбрана равной волновому сопротивлению мачты,

11араллельно резистору 7 включена катушка индуктивности 8, образованная наружным проводником кабеля 4 питания антенны, свернутого в спираль.

При возбуждении антенны 1 ток затекает на нижнее 1 и верхнее 1 плечи. Электромагнитное поле, создаваемое этими токами, наводит в свою очередь ток на мачте 2. Наличие тока на мачте приводит вследствие обратной связи к изменению входного сопротивления антенны. Кроме того, этот ток при относительно большой высоте мачты 2, когда вдоль нее укладывается несколько волн, создает диаграмму направленности с

максимум в направлении, близком к оси антенны. В результате коэффициент усиления антенны в главном направлении снижается. В связи с тем, что резистор 7 включен в основании мачты 2 (на расстоянии не

Ьолее ). где ток достигает максимума

ьо всем рабочем диапазоне частот, значительно уменьшается амплитуда этого тока.

Выбором величины резистора, равным волновому сопротивлению мачты, достигается наибольший эффект по уменьшению упомянутого тока, С тем, чтобы питающий кабель 4 не шунтировал резистор 7, он свернут в

спираль, образуя катушку 8 индуктивности, включенную параллельно резистору.

Расчеты показывают, что в предложенном антенном устройстве потери в резисторе не превышают 6% от подводимой к

антенне мощности. Несмотря на эти потери, в связи со значительным уменьшением уровня бокового лепестка, коэффициент усиления (КУ) в главном направлении, пер- пендикулярном оси мачты, несколько выше

(до 0,8 дБ), чем КУ идентичного антенного устройства, имеющего те же геометрические размеры, но без резистора.

Формула изобретения Антенное устройство, содержащее из лучатель и противовес, размещенные на металлической мачте, и коаксиальный фидер, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния токов, затекающих на металлическую мачту, на входное сопротивление и диаграмму направленности, металлическая мачта изолирована от земли и соединена с ней через введенный резистор, сопротивление которого равно волновому сопротивлению металлической мачты, причем длина проводника между резистором v землей не превышает четверти наименьшей длины волны рабочего диапазона.

Q/лг