Двухдиапазонная логопериодическая антенна Советский патент 1993 года по МПК H01Q11/10 

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к антенным устройствам дециметровых и метровых диапазонов радиоволн. Предлагаемая антенна может быть использована в системах связи и вещания, а также в бытовой технике в качестве малогабаритной многоканальной антенны для приема телевизионных передач.

Цель изобретения - уменьшение размеров при работе в двух диапазонах частот.

На фиг. 1 представлена структурная схема двухдиапазонной логопериодиче- ской антенны; на фиг. 2 - фрагмент логопе- риодической структуры.

Двухдиапазонная логопериодическая антенна содержит два клинообразных полотна 1, фидерную линию, проволочные выступы 2. В разрыв проводников включены емкости Cin и С2п.

Антенна работает с ледующим образом.

В высокочастотном диапазоне введенные емкости слабо влияют на резонансные частоты и характеристики излучения элементов структуры поэтому антенна функционирует как обычная проволочная

логопериодическая. Изобретение же обеспечивает ее одновременную работу в более низкочастотном диапазоне, где каждый выступ 2 с включенными в него емкостями фун- кционирует в качестве рамочного излучателя. На фиг. 2 штриховой линией показано, как образована рамка с периметром Р, При фиксированном ее периметре каждая рамка может быть настроена в резонанс на заданную частоту, путем выбора емкостей аналогично последовательному колебательному контуру. Следовательно, негабариты рамочного элемента антенны, в принципе, могут быть сделаны как угодно малыми. Однако его эффективность снижается с уменьшением размеров. Поэтому на практике стремятся реализовать рамку максимально возможных размеров. Ограничение здесь состоит в том, что периметр рамки должен быть значительно меньше длины волны. Обычно задают Р 0,35Я , в противоположном случае максимум диаграммы направленности рамки не лежит в ее плоскости. Эффективность рамки пропорциональна, а полоса пропускания обратно пропорциональна ее добротности.

00

со ел ел

XI

со

Эксперименты с заявляемой антенной показали, что за счет оптимального выбора емкостей конденсаторов удается реализовать эффективное излучение рамки в полосе шириной 5-7% от центральной, тогда как для рамки с одним конденсатором полоса не превышает 1-2%. Рамки должны быть настроены так, чтобы перекрывать заданный низкочастотный диапазон с учетом указанной ширины полосы каждой рамки. Т.к. рамки более узкополосны, чем вибраторы;. , коэффициент перекрытия в низкочастотном диапазоне в 2-3 раза меньше, чем в высокочастотном. Значения резонансных частот могут задаваться по лого- периодическому закону, но с другим коэффициентом г, чем в высокочастотном диапазоне. Исходя из приведенных выше ограничений на периметр рамки можно показать, что оптимальное отношение резонансных частот проволочного вибратора рассматриваемой формы и образованной из него рамки равно примерно двум. Уменьшение этого отношения может привести к искажению диаграммы направленности, а увеличение - к пропорциональному снижению эффективности.

Таким образом габариты антенны в продольном направлении уменьшены за счет совмещения функций низкочастотного и высокочастотного излучателя в каждом -зле- менте структуры, а в поперечном - за счет того, что ширина антенны определяется низшей частотой высокочастотного диапазона Lmax АтахВ4/2, в не низкочастотного, как в прототипе. При этом использован новый для данного,класса антенны физический принцип - формирование рамочных излучателей из элементов проволочной логопери0

5

0

5

0

5

одической структуры без нарушения функционирования последней.

Формула изобретения Двухдиапазонная логопериодическая антенна, содержащая два плоских клинообразных полотна, расположенных под углом t/ друг к другу и фидерную линию, причем каждое плоское клинообразное полотно содержит проволочные выступы треугольной или трапециевидной формы, выполненные подобными друг другу с коэффициентом подббия т , фидерная линия расположена на средней линии каждого плоского клинообразного полотна, а проволочные выступы расположены по обе стороны от нее через один, а основания проволочных выступов соединены с фидерной линией, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения размеров при работе в двух диапазонах частот, каждый проволочный выступ выполнен с двумя разрывами, причем первый разрыв расположен в точке соединения выступа с фидерной линией, ближайшем к вершине плоского клиновидного полотна, а второй разрыв расположен в середине вершины проволочного выступа, в разрыв каждого проволочного выступа включены первая и вторая емкости, значения которых Ci и С2 выбираются из соотношений

С С

1/(4лПЛр2); Ci С2

Ci + С2

где fp - резонансная частота рамки, образованной проволочным выступом;

L - индуктивность рамки,

при этом значения fp выбраны в пределах низкочастотного рабочего диапазона по логопериодическому закону.

Использование: в антенных устройствах дециметровых и метровых диапазонов радиоволн. Сущность изобретения: антенна содержит два клинообразных полотна, фидерную линию, проволочные выступы треу- гольной и трапециевидной формы, состоящих из проводников, В разрыв проводников включены емкости Cin и С2П. 2 ил.

Ы

1

Ct

Ci

Vfc

I

I

Фиг. 2