РАМОЧНАЯ АНТЕННА Советский патент 1995 года по МПК H01Q7/02 

Изобретение относится к всенаправленным магнитным антеннам и может использоваться при оценке биологической опасности электромагнитных полей, магниторазведке полезных ископаемых, исследований экранирующих свойств материалов, а также для связи с подвижными объектами.

Цель изобретения формирование ненаправленной (близкой к сферической) диаграммы направленности.

На фиг.1 показан вид рамочной антенны в декартовой системе координат; на фиг. 2 диаграмма направленности антенны в горизонтальной θ 90^о плоскости при идентичных и меньших λ/30 сторонах.

Рамочная антенна представляет собой пространственную проволочную петлю 1 с шестью сторонами и клеммами (выводами) 2, к которым подключатся источник питания или нагрузки 3. Стороны петли расположены по диагонально противоположным ребрам прямоугольного параллелепипеда, если таковой совместить с антенной, причем первая и шестая, третья и четвертая стороны петли образуют соответственно ребра оснований прямоугольного параллелепипеда, а вторая и пятая стороны соединяющие их ребра противоположных боковых граней параллелепипеда.

Петля 1 может быть одновитковой и многовитковой, стороны петли по длине строго идентичными или преобладающими вдоль какой-либо одной оси декартовой системы координат Х, Y или Z. Клеммы 2 удобнее располагать в одной из вершин параллелепипеда.

При размещении рамочной антенны в магнитном поле в контуре (петле) антенны одновременно индуцируются при ЭДС ε_Hi i ωμ na²H_i, где Н_i= H_x, H_y или Н_z амплитуды компонент магнитного поля; ω частота магнитного поля; μ магнитная проницаемость среды, окружающей антенну; n и а число витков и длина стороны антенны.

Так как проводящая петля 1 вместе с нагрузочным подстроечным конденсатором 3 образует последовательный резонансный контур, то три ЭДС, возбуждаемые компонентами Н_х, Н_y, Н_z магнитного поля складываются, а напряжение на подстроечном конденсаторе выходе антенны увеличивается в Q раз по сравнению с суммой ЭДС ε_H.

U_сз i ωμ na²(H_x + H_y + H_z) Q, где Q ω L₁/R₁ 1/(ω R₁C₃) добротность контура антенны;
R₁ и L₁ активное сопротивление и индуктивность проводящей петли;
С₃ емкость подстроечного конденсатора.

Благодаря симметрии рамочной антенны относительно всех трех плоскостей декартовой системы координат и взаимной перпендикулярности ее сторон три пары диагонально противоположных сторон антенны принимают или излучают элект- ромагнитное поле независимо друг от друга и дают в большинстве практических случаев: при эксплуатации антенны в воздухе или другой плохопроводящей среде; при высоте подвеса антенны над Землей h ≥ 3а, при длине стороны антенны а ≅λ/6, где λ длина волны электромагнитного поля, близкую к сфере и не зависящую от Земли диаграмму направленности.

Использование: связь с подвижными объектами, измерение электромагнитных полей. Сущность изобретения: рамочная антенна выполнена в виде по крайней мере одного витка, охватывающего кромки трех взаимно перпендикулярных граней куба. Рамочная антенна формирует всенаправленную ДН. 2 ил.

РАМОЧНАЯ АНТЕННА, содержащая по крайней мере одновитковую пространственную проволочную петлю, каждый виток которой представляет собой ломаную линию, состоящую из шести последовательно соединенных отрезков, концы которой являются входами рамочной антены, при этом первый и шестой, третий и четвертый отрезки соответственно образуют ребра оснований клуба, а второй и пятый отрезки, соединяющие их, ребра его боковых граней, отличающаяся тем, что, с целью формирования ненаправленной диаграммы направленности, первой и шестой, третий и четвертый отрезки образуют ребра взаимно перпендикулярных пар боковых граней куба.