Антенна-мачта Советский патент 1985 года по МПК H01Q1/34 

Изобретение относится к области антенной техники и может использоваться на судах и береговых радиоцентрах для передачи и приема радио волн в СВ и KB диапазонах. Известна антенна-мачта, содержащая заземленное основание, изолироранный ствол, провода снижения и штйфь, установленньй на вершине изо лированного ствола и соединенный с проводом питания, проложенным внутри изолированного ствола. Однако известная антенна-мачта имеет узкий рабочий диапазон частот Цель изобретения - расширение ра бочего диапазона частот. Для этого в антенну-мачту, содер жащую заземленное основание, изолированный ствол, провода снижения и штырь, установленный на вершине изо лированного ствола и соединенный с проводом питания, проложенным внутр изолированного ствола, дополнительн введенны катушка индуктивности, кон денсатор и две группы штырей, образующие конические поверхности, обращенные вершинами одна к другой, причем первая группа штырей, образу ющая коничес19ую поверхность, обращенную вершиной к основанию мачты, соединена с проводом питания, а середины штырей, образующих вторую группу, соединены с верхними концами проводов снижения, нижние концы которых через катушку индуктивности соединены с проводом питания и через конденсатор - с заземленным основанием. На фиг. 1 изображена антенна-мач та; на фиг. 2а, 26, 2в, 2г - эквивалентные схемы антенны в зависимос от частотного диапазона. Антенна-мачта содержит заземленное основание 1, изолированный ство 2, провода снижения 3, штьфь 4, уст новленньй на верпмне изолированного ствола 2 и соединенный с проводом питания 5. Антенна-мачта содержит также катушку индуктивности 6, конденсатор 7 и первую и вторую группы штырей 8 и 9. Антенна-мачта работает следующим образом. В средневолновом диапазоне питание подводится по проводу питания 5 и проводам снижения 3, закороченным между собой катушкой индуктивности установленной внутри изолированного 5г ствола 2 (см. эквивалентную схему антенны на фиг. 2а). Провод питания 5 вместе в проводами снижения 3 образует короткозамкнутую коаксиальную линию 10, так как номинал катушки индуктивности 6 выбран малым. Поскольку катушка индуктивности 6 имеет число витков такое, которое обеспечивает малое реактивное сопротивление на средних волнах, то питание замкнутых между собой провода питания 5 и проводов снижения 3 соответствует синфазной запитке первой и второй групп.штьфей 8 и 9. В данном случае излучает вся антенна, причем емкость антенны существенно увеличивается за счет первой и второй групп штырей 8 и 9. Короткозамкнутая линия 10 и линия 11, образованная частью второй группы штырей 9 и проводами снижения 3, носят индуктивный характер и вьшолняют в этой части диапазона роль удлинительных катушек, что позволяет осуществить частичную компенсацию отрицательной составляющей реактивного сопротивления Z,,. Эквивалентная схема антенны в СВ диапазоне показана на фиг. 26. В KB диапазоне, точнее в его низкочастотной -части, питание подводится также по замкнутым между собой катушке индуктивности 6, проводу питания 5 и проводам снижения 3, но в этом линии 10 и 11 на частот тах собственных резонансов f и f представляют большие сопротивления, включенные на разной высоте антенны (одно на высоте 10 м, а второе на высоте 5 м), которые преграждают путь тока к частям антенны, расположенным Bbmie точек входов в линии 10 и 11 (см. фиг. 2в). Это позволяет укоротить антенну и обеспечить требуемые диаграммы направленности в диапазоне частот, где высота антенны сравнима с длиной волны. Индуктивное сопротивление катзш1ки индуктивности 6 и емкостное сопротивление конденсатора 7 остаются в этой части диапазона малым и большим соответственно. По мере возрастания частоты подводимой к антенне электромагнитной энергии сопротивление катушки индуктивности 6 возрастает и наступает ее собственный резонанс, определяемый межвитковой емкостью. В области частот после резонанса в катушке ее сопротивление попрежнему велико и имеет.емкостный характер. Сопротивление конденсатора 7 становится малым (практически равно нулю) и поэтому эквивалентная схема антенны видоизменяется и соответствует фиг. 2г. Реактивное сопротивление катзшки индуктивности 6 много больше Z , и оно не оказьшает влияния на работу антенны, оказываясь зашунтированным входньм сопротивлением биконической антенны, состоящей из первой и второй групп штырей 8 и 9. Таким образом в высокочастотной части KB диапазона провода снижения 3 заземляются через конденсатор 7, а по прово ду питания 5, как и в предыдущих слу чаях,, проводится питакнцее напряжение; при этом первая и вторая группы штьфей 8 и 9 питаются противофазно и образуют широкополосную биконическую антенну. Провода снижения 3 с частью второй группы штырей 9, 5 расположенной за точкой присоединения проводов к штырям, образуют короткозамкнутую линию 11, играющую роль запирающего стакана, который предотвращает затекание токов на провода снижения 3, исключая тем самым их возбуждение. Регулировкой точки присоединения проводов снижения 3 к штырям второй группы штырей 9 и изменением диаметра снижения можно согласовать антенну с кабелем питания, обеспечив в нем КБВ не менее 0,3 и требуемые диаграммы направленности в вертикальной плоскости. Такое конструктивное решение антенны позволяет значительно снизить ее волновое сопротивление и максимально возможно приблизить его к волновому сопротивлению питающего кабеля, т.е. добиться в нем КБВх0,3, увеличить емкость антенны и поднять КПД антеннофидерного тракта с учетом потерь в согласующем устройстве на 25-3051.

АНТЕННА-МАЧТА, содержащая заземленное основание, изолированный ствол, провода снижения и штьфь, установленный на вершине изолированного ствола и соединенный с проводом питания, проложенным внутри изолированного ствола, отличающая- с я тем, что, с целью расширениярабочего диапазона частот, дополнительно введены катушка индуктивности, конденсатор и две группы штьфей, образующие конические поверхности, обращенные вершинами одна к другой, причем первая группа штьфей, образующая коническую поверхность, обращенную вершиной к основанию мачты, соединена с проводом питания, а середины штырей, образующих вторую группу, соединены с верхними концами проводов снижения, нижние концы которых через катушку индуктивности соединены с проводом питания и через конденсатор - с заземленным основанием.