Антенная система Советский патент 1982 года по МПК H01Q9/00 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в авиационной промышленности.

Известна антенная система, содержащая приемопередающую антенну и усилитель, выполненный по схеме на отражение.

Цель изобретения - упрощение схемы приемного канала.

Для этого в предлагаемой системе рядом с основной антенной расположена сильно связанная с ней вспомогательная антенна, в которую встроен усилитель.

На фиг. 1 изображена блок-схема усилителя, выполненного по схеме на отражение; на фиг. 2 - блок-схема усилителя, включенного в тракт приемопередатчика; на фиг. 3 - предлагаемая антенная система.

Устройство содержит приемную антенну 1, соединительный элемент 2, направленные ответвнтели 3 и 4, полосовые фильтры 5 и 6, согласованные нагрузки 7 и 8, ограничитель 9, циркулятор 10, согласованную нагрузку 11, модуль 12 усилителя на туннельном диоде, ВЧ-выход 13 усилителя, приемную антенну 14, передающую антенну 15, направленные ответвители 16 и 17, полосовые фильтры 18 и 19, согласованные нагрузки 20 и 21, ограничитель 22, циркулятор 23, согласованную нагрузку 24, модуль 25 усилителя на туннельном диоде.

передающую антенну 26, ВЧ-соединенне 27, полосовые фильтры 28 и 29, направленные ответвнтели 30 и 31, согласованную нагрузку 32, ВЧ-выход 33, передающую антенну 34, ВЧ-разъем 35, приемную антенну 36, полосовой фильтр 37, ограничитель 38, модуль 39 усилителя на туннельном диоде, передающую антенну 40, приемную интегральную антенну 41.

Усилители па туннельных диодах выполняются по типу усилителей на отражение, т. е. имеют общий высокочастотный вход- выход. Вследствие этого обязательным элементом схемы усилителя является направленно развязывающее устройство, в качестве которого обычно используется циркулятор. К приемной антенне 1 усилитель подключается через элемент 2, который может представлять собой либо жесткое коаксиальное, либо резьбовое коаксиальное соединение. ВЧ-сигналы, принятые антенной 1, поступают в направленный фильтр, образованный направленными ответвителями 3 н 4, полосовыми фильтрами 5 и 6 и согласованными нагрузками 7 и 8. К одним из входов направленных ответвителей подключены согласованные нагрузки 7 и 8. Необходимость введения в схему усилителя направленного фильтра вызвана тем, что ны быть защищены от возможно мощных сигналов соседних частотных диапазонов (например сигналов передатчиков самолетных станций). В принципе такую задачу может выполнить полосовой фильтр, однако использование его в схеме не обеспечивает качественной работы последующих элементов вследствие влияния на них неидеально согласованной антенны. Направленный фильтр практически исключает это влияние. За направленным фильтром следует ограничитель 9 уровня сигналов в полосе приема для защиты туннельного диода от выгорания сильными сигналами. Наличие его в схеме не является обязательным и необходимо только в случаях возможных сильных сигналов. Таким случаем является, например, использование схемы в самолетном оборудовании (близкие расстояния до наземной станции). Ограничитель 9 может быть выполнен на ферритах или ограничительных диодах. Конечными элементами схемы усилителя является циркулятор 10 (на чертеже представлен Х-циркулятор с согласованной нагрузкой И), к одному из плеч которого подключен модуль 12 усилителя на туннельном диоде, работающий по схеме на отражение. Усиленный сигнал с другого плеча циркулятора подается к приемнику через ВЧ-кабель, потери в котором компенсируются усилием сигнала в усилителе. Усилитель используется в приемном радиотехническом устройстве. Однако на самолетах обычно применяется радиоаппаратура, которая работает как по приему, так и по передаче и имеет один ВЧ-выход, соединенный кабелем с приемопередающей антенной. Для обеспечения работы приемо-нередающей аппаратуры при усилении сигналов по приемному каналу с помощью усилителя на отражение необходимо использование отдельной передающей антенны. Элементы схемы 14-25 (см. фиг. 2) соверщенно аналогичны элементам 1 -12 схемы (см. фиг. 1). На фиг. 2 дополнительно к приемной антенне 14 имеется передающая антенна 26, которая подключена через соединение 27 к разделительному устройству, построенному по принципу мостового направленного фильтра и состоящему из полосовых фильтров 28 и 29 и направленных ответвителей 30 и 31. Один из выходов одного ответвителя нагружен на согласованную нагрузку 32, а одно из плеч другого является точкой подключения ВЧ-кабеля от приемопередатчика. К разделительному устройству подключен выход циркулятора 23. В приемопередающей антенне с усилием по приемному каналу (см. фиг. 3) передающая антенна 34 через ВЧ-разъем 35 подключается к кабелю, канализирующему энергию приемопередатчика. Вблизи антенны 34в зоне Френеля для каналов приема устанавливается антенна 36, рассчитанная на каналы приема, с сильной связью на частотах приема с антенной 34. Антенна 36 через полосовой фильтр 37 и ограничитель 38 подключается к модулю 39 усилителя на туннельном диоде. Полосовой фильтр предназначен для защиты туннельного диода от сигналов передатчика, а ограничитель - от сильных сигналов в полосе приема. Таким образом, ограничитель 38 (см. фиг. 3) аналогичен ограничителю 9 (см. фиг. 1) или ограничителю 22 (см. фиг. 2), а фильтр 37 выполняет функции направленных фильтров в схемах (см. фиг. 1 и 2), однако проще по устройству. Модуль 39 аналогичен модулю 12 (см. фиг. 1) или модулю 25 (см. фиг. 2). Принятые антенной 36 сигналы проходят через фильтр 37 и ограничитель 38, усиливаются в модуле 39, работающем на отражение, проходя в обратном направлении. поступают к антенне 36 и, вследствие сильной связи с антенной 34, проходят через нее к приемнику через кабель, подключенный к ВЧ-разъему 35. Представляется также целесообразным в некоторых случаях антенну 34 выполнять для работы как на частоты приема, так и на частоты передачи. Антенна 34 в таком случае при больщих сигналах сможет самостоятельно обеспечивать работу приемника системы, а антенна 36 будет выступать в роли вспомогательной антенны, сильно связанной с антенной 34. При слабых сигналах по приемному каналу в работу вступает устройство усиления (антенна 36, фильтр 37, ограничитель 38 и модуль 39). Установкой уровня ограничения в ограничителе 38 может быть исключено повторное поступление информации, т. е. установлен порог сигнала, при котором начинает работать усилительная схема. Величина этого порога просто определяется при известных параметрах бортовой и наземной радиотехнической аппаратуры. Устройство упрощается, если канал усиления выполнить по схеме интегральной антенны с усилителем на отражение. Формула изобретения Антенная система, содержащая приемоередающую антенну и усилитель, выполненный по схеме на отражение, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы приемного канала, рядом с основной антенной расположена сильно связанная с ней вспомогательная антенна, в которую встроен усилитель.

/f/7/7f/f/f//l/

-ve/7fj

LJ

fS17

a //

/

/y

brL.I

jjj

/f /r/fi/effOffe/ e/fo/77tfi/j jf iff/7ej

Л /r/fi/f-j ff/re/ff a/ i/i/f

ve/7rj /fffff i,.