Магнитная антенна Советский патент 1993 года по МПК H01Q7/00 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в качестве приемной антенны в радиолиниях различного назначения, например в качестве приемной антенны, в связных радиолиниях, в радиовещательных приемниках ДВ, СВ и KB диапазонов.

Цель изобретения - повышение коэффициента усиления магнитной антенны.

На чертеже представлена блок-схема магнитной антенны.

Магнитная антенна состоит из N2 (N групп по N) идентичных ферритовых антенн

1. Каждая ферритовая антенна 1 с номером I (I. 1.N2) состоит из ферритового стержня 2 и намотанной на нем антенной катушки 3. Антенные катушки 3 всех ферритовых антенн соединены последовательно. Длина ферритового стержня 2 значительно больше его поперечного стержня. Для устранения взаимного влияния ферритовые стержни 2 разнесены один относительно другого на некоторое расстояние, значительно меньшее длины волны электромагнитного излучения. Все ферритовые стержни размещены в плоскости Н и повернуты один относительно другого на угол

00

о

4 СЛ -N

Использование: радиовещательные приемники ДВ, СВ и KB диапазонов. Сущность изобретения: магнитная антенна содержит N групп по N идентичных ферри- товых антенн, размещенных в плоскости Н и повернутых на заданные углы, Все антенные катушки включены последовательно и синфазно. Между началом и концом определенных ферритовых антенн включены балластные резисторы. Выбором сопротивлений балластных резисторов и углов поворота ферритовых антенн осуществлена пространственная фильтрация спектра принимаемых электромагнитных колебаний в соответствии с системой функций Уолша. Достигнуто повышение коэффициента усиления магнитной антенны. 1 ил.

а

л

p(-i -Nint-LTj-L),eaiHVVfel(l,j) + 1;

i-1

л +0( i - 1 - N int-i-pr), если ( I, j) - 1,

где WalflJ) - 1-е дискретное значение j-й функции полной системы секвентных ортогональных функций размера N, например функции Уолша; I, j 1,N; lm(l-1) знак вычисления целой части (i-1)/N; ft - угол поворота между соседними антеннами;

i-1

i-prл/N I f-Nlnt I -1

N

J 1 +lntN

Между началом антенной катушки () N + 1 простейшей ферритовой антенны и

концом антенной катушки JN простейшей ферритовой антенны включен J-й балластный резистор 4. Общее число балластных резисторов 4 равно размеру N полной системы секвентных ортогональных функций.

Магнитная антенна работает следующим образом.

Электромагнитное поле наводит в антенной катушке 3 каждой 1-й ферритовой антенны переменную электродвижущую силу с амплитудой

EI (р) С cos ( - а),

где р - угол прихода электромагнитной волны в плоскости Н по отношению к нормали к сердечнику 2 первой ферритовой антенны 1;

cos - знак косинуса, определяемый ко- синусоидальным характером диаграммы направленности в плоскости Н простейшей ферритовой антенны 1;

С - коэффициент пропорциональности.

Электродвижущие силы, наводимые в антенной катушке 3 каждой 1-й ферритовой антенны суммируются друг с другом. Так как все антенны 1 размещены в фазовом центре магнитной антенны (за счет разнесения на расстояния, значительно меньшие длины волны излучения), суммирование возбуждаемых электродвижущих сил заключается в суммировании их амплитуд EI ( - сс) . С учетом ослабляющего действия сопротивления RJ балластных резисторов 4 амплитуда напряжения на зажимах магнитной антенны

./ (i -(I -1 )Wal(l,J),

где п - собственное сопротивление простейшей ферритовой антенны 1.

Изменяя сопротивление R балластных резисторов 4, можно взвешивать спектральные компоненты пространственного спектра в заданном базисе ортогональных

а /J(I-1 -Nint- i-), если Afel (l,j) + 1; п +р (i - 1 - N ), еслиШ (I, ) .- 1;

где Wal (I.J) - 1-е значение j-й функции полной системы Функций Уолша размера N (J - -1...N); lntl-1 /N - целая часть (I- 1)/N;

секвентных функций Wal(l,j), т.е. осуществлять частотную коррекцию пространственного спектра, что эквивалентно коррекции характеристики направленности магнитной

5 антенны в пространственной области (в плоскости Н по углу р). В частности, можно подобрать такие значения сопротивления балластных резисторов 4, при которых главный лепесток характеристики направленно10 сти сузится, что будет соответствовать улучшению пространственной избирательности и увеличению коэффициента усиления магнитной антенны.

При этом увеличение коэффициента

15 усиления магнитной антенны и сужение главного лепестка ее характеристики направленности определяется выбранным размером N ортогонального секвентного преобразования, углом разноса /3 соседних

20 простейших ферритовых антенн и значениями R балансных резисторов. Так, например, при размере ортогонального преобразования N 8, общем числе простейших ферритовых антенн N 64, угле

25 разноса /3 JT/8 может быть достигнуто . сужение главного лепестка диаграммы направленности в плоскости Не л: /2 у про- 0 стейшей ферритовой антенны по л:/12 у заявляемой магнитной антенны, т.е. более

30 чем в 6 раз. Такое сужение главного лепестка диаграммы направленности магнитной антенны позволяет улучшить качество функционирования радиолиний за счетувеличе- ния пространственной избирательности.

35 Формула изобретения

Магнитная антенна, содержащая N групп по N ферритовых стержней с размещенными на них антенными катушками A(i,), l,j 1....N, соединенными в каждой

40 Группе последовательно и синфазно, отличаю щ а я с я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления, введены N резисторов, причем каждый J-й резистор Q 1,.. N) включен между началом антенной ка45 тушки A (j-1; N + 1) и концом антенной катушки AQ.N), причем каждый 1-й феррито- вый сердечник повернут относительно первого (1 1) на угол «i, при этом угол а выбран из соотношений

/ -yrort поворота между соседними ферри- товыми сердечниками;,

l i-Ninti-1/N;

J 1 +lnti-1/N.