Антенна-мачта Советский патент 1940 года по МПК H01Q9/34 

Электрические параметры антенн для радиовещания на средни.х волнах зависят От формы кривой распределения тока по ним.

У обычных (не антифединговых) антенн для радиовещания наилучшие параметры получаются при равномерном распределении тока. Чем равно.мернее распределен ток по антенне, тем больще ее действующая , а следовательно, и сопротивление излучения. В свою очередь, увеличение сопротивления излучения необходимо для увеличения к.п.д. расщирения полосы пропускания и т. п.

Для выравнивания распределения тока вдоль антенн последние обычно снабжаются развитой горизонтальной частью (Т-образные и Г-образные антенны). Для подвески антенны с развитой горизонтальной частью необходимы две мачты. Недостатками таких антенн являются:

1.Высокая стоимость, вызываемая необходимостью установки двух мачт.

2.Отсутствие возможности регулировать форму кривой распределения тока, что затрудняет использование антенны в щироком диапазоне,

В качестве антифединговых антенн в настоящее время применяются антенны-мачты высотой порядка -т,(). - длина волны).

Как известно, вполне удовлетворительные антифединговые свойства можно получить при высоте мачты

порядка . При.менение белее высоких мачт вызывается необходимостью получения определенной формы кривой распределения тока вдоль них.

Высота мачты выбирается таким образом, чтобы узел тока находился

на высоте порядка .-,; над уровнек

земли. Как известно, только при такой форме кривой распределения тока антенна-мачта обладает хорошими -энтифединговыми свойствами.

Современные антифедингсвые антенны-мачты, таким образо.м. имеют те же недостатки, что и обычные аятенны, а именно:

1.Высокая стоимость, определяемая их больщой геометрической высотой (порядка 2 )

2.Весьма узкий диапазон использования (не более + ) антифединговых антенн, определяемый тем, что антифединговые свойства антенны

весьма сильно зависят от высоты узла тока над землей.

Предлагаемая антенна-мечта свободна от этих недостатков и отличается тем, что форма кривой распределения тока вдоль нее может произвольно регулироваться, а для получения нужной формы кривой распределедая - тока не требуется, наличия развитой горизонтальной части.

Согласно изобретению, это достлгается нуте.м выполнения антеннымачты в виде изображенной на фиг. 1 полой металлической мачты /, изолированной от земли изолятором 2. Внутри мачты / помещен изолированный от ее тела провод 3, верхний конец которого присоединен к небольшой сосредоточенной емкости 4-5, которая может быть выполнена в виде диска или усов. Нижний конец провода 3 присоединен к переменному полному сопротивлению Z, второй конец которого соединен с внутренней поверхностью тела мачты.

Благодаря сосредоточенной емкости 4-5 и проводу 5 распространяющийся по наружной поверхности мачты ток, доходя до верхнего коьца мачты, проникает внутрь тела последней. ТаКИМ образом, ток получает добавочный путь по концентрическому фидеру, образуемому проводом 3 и внутренней поверхностью полой мачты.

Путем изменения Z можно менять эквивалентную длину добавочного пути, а следовательно, регулировать фс.рму кривой распределения тока по наружной поверхности мачты.

Математический анализ показывает, что ток на наружной поверхности может быть рассчитан по формуле:

VfllFjCos /нл-: -у (Zф I 7с) sin тх . - (гф --- Zc) cos , sin т/г

где

W. cos теЛ L-y -7

7,U7- 9

Ф- «а Л Qg „ L у gj (

В этих формулах принягы следующие обозначения:

.X-расстояние данной точки от верхнего конца мачты

УО - напряжение, подаваемое на нижний конец мачты

Л - высота мачты

W| - волновое сопротивление- мачты

Wz - волнов-ое соирот|нвление концентрического фидера

Ze - сопротивление сосредоточенной емкости 4-5.

Как видно из формул (1) и (2), путем изменения Z можно сколько угодно менять сопротивление фидера Z, и тем самым произвольно регулировать форму кривой распределения тока по наружной поверхности мачты.

Антенны, выполненные по схеме фиг. 1, .могут применяться взамен обычных Т-образных и Г-образиых антенн. При этом действующая высота антенны, путем соответствующего подбора Z, может быть сделана такой же, как действующая высота Т-образной или Г-образной антенны, имеющей такую же геометрическую высоту, как предлагаемая антенна-мачга.

Таким образом, предлагаемая антенна-мачта дает ЭКОНОМИЮ одной мачты.

Антенны-мачты по фиг. 1 могут также применяться в качестве антифединговых антенн; при этом удовлетворительный антифединговый эффект может быть получен при высоте мачты порядка - . Антифединговые антенны-мачты, выполненные по схеме фиг. 1, могут быть иснользованы в пределах широкого диапазона волн, так как высота узла тока для каждой рабочей волны может быть нужным образо.м отрегулирована.

Антенны-мачты с регулируемым раснределением тока могут быть выполнены также по схеме фиг. 2, отличающейся тем, что полное сопротивление Z включается между проводом 3 и землей.

Можно также взаимно менять местами точки приключения питающего антенну напряжения Vo передатчика Z, как показано на фиг. 3.

Частным случаем схемы по фиг. 3 является схема, показанная на фиг. 4 и получающаяся при Z 0.

Преимуществом схемы фиг. 4 является отсутствие опорного изолятора. Недостатком этой схемы является неудобство регулировки формы кривой

распределения тока (регулировка возможна помощью параллельного шунта, как показано пунктиром, на фиг. 4).

Предмет изобретения.

1. Антенна-мачта с произвольно регулируемым распределением тока вдоль излучающей части, выполненная в виде металлической трубы, изолированной от земли, отличающаяся тем, что внутри тела мачты (трубы) помещен изолированный от мачты провод, верхний конец которого соединен с сосредоточенной емкостью.

нижний конец которого через полное регулируемое сопротивление соединен с землей или с внутренней поверхностью тела мачты, а питающее антенну напряжение включено между нижним концом мачты и землей.

2. Видоизменение антенны-мачты по п. 1, отличающееся тем, что питающее антенну напряжение включено между нижним концом провода, проходящего внутри тела мачты п землей, а полное регулируемое сопротивление включено между нижним концом мачты и землей.

y ///////7777fn.