close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5170

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5170
(13) C1
(19)
7
(51) H 01Q 9/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА
(21) Номер заявки: a 19980748
(22) 1998.08.07
(46) 2003.06.30
(71) Заявители: Юрцев Олег Анатольевич;
Малевич Игорь Юрьевич; Бобков
Юрий Юрьевич (BY)
(72) Авторы: Юрцев Олег Анатольевич; Малевич Игорь Юрьевич; Бобков Юрий
Юрьевич (BY)
(73) Патентообладатели: Юрцев Олег Анатольевич; Малевич Игорь Юрьевич;
Бобков Юрий Юрьевич (BY)
(57)
Широкополосная антенна, содержащая две квадратные или ромбические рамки, каждая из которых разомкнута в противоположных углах, с длиной стороны, равной половине
минимальной длины волны рабочего диапазона длин волн, расположенные в одной плоскости и соединенные параллельно в разомкнутых углах, и плоский экран, отличающаяся
тем, что к серединам двух смежных сторон одной из рамок, образующих разомкнутый
угол, подключены металлические перемычки, другие концы которых присоединены к экрану через штангу, к серединам двух смежных сторон другой рамки, образующих разомкнутый угол, подключены плечи линейного или уголкового симметричного вибратора
метрового диапазона длин волн, а против центра каждой рамки размещены две системы
директоров, присоединенные к экрану через штанги.
BY 5170 C1
(56)
Беньковский З., Лапинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких
волн. - М.: Радио и связь, 1983. - С.294.
BY 950210 A, 1997.
SU 1584007 A1, 1988.
SU 1469527 A1, 1989.
JP 55104104 A, 1980.
Фиг. 1
BY 5170 C1
Изобретение предназначено для применения в качестве всеволновой приемной телевизионной антенны для работы в диапазоне частот 47-790 МГц (частотные каналы 1-60), а
также в качестве приемной антенны в других радиосистемах метрового и дециметрового
диапазонов волн.
Уровень техники.
В настоящее время всеволновые приемные телевизионные антенны строятся по принципу объединения в группу нескольких антенн разных диапазонов. В качестве антенн,
объединяемых в группу, используются вибраторные антенны, например антенна типа
Multiband Antenna "Sky-Master" [1], вибраторные и рамочные антенны. Известна антенна
такого типа "Гайна" (производство завода "Калибр", г. Минск).
Объединение антенн различных диапазонов в одну группу осуществляется с помощью
частотных фильтров.
В наружных телевизионных антеннах в качестве антенн дециметрового диапазона,
объединяемых в группу, используются директорные антенны с усложненной конструкцией элементов (рефлектора, активного вибратора, директоров). Усложнение конструкции
производится с целью расширения рабочего диапазона частот и обеспечения перекрытия
всего дециметрового диапазона частот (470-790 МГц).
Известные конструкции рамочных антенн не перекрывают всего дециметрового диапазона частот вещательного телевидения [2], за исключением антенны "Гайна", где применена двойная рамка специальной формы.
Прототипом предлагаемого технического решения является рамочная антенна, разомкнутая в двух противоположных точках и возбуждаемая в одном из разрывов. Длина
периметра рамки равна двум длинам волн [2, с. 294, рис. 5.73 б], в которой распределение
тока обеспечивает режим излучения с максимумом диаграммы направленности (ДН), ориентированным вдоль оси рамки, и линейной поляризацией. Увеличение периметра рамки
в два раза по сравнению с одноволновой рамкой увеличивает коэффициент направленного
действия (КНД) на 3 дБ. Объединение двух двухволновых рамок в антенну типа "Зигзаг"
повышает КНД еще на 3 дБ, а применение дополнительного экрана - еще на 3 дБ.
Расчет и эксперимент, проведенные авторами настоящей заявки, показывают, что
двухрамочная антенна типа "Зигзаг" с рамками двухволновой длины не обеспечивает согласования с кабелем питания во всем телевизионном диапазоне частот (47-790 МГц) и
даже во всем дециметровом диапазоне (470-790 МГц). Кроме того, такая антенна в диапазоне 1-5 каналов (47-100 МГц) имеет малую эффективную длину, что не обеспечивает качественный прием программ этих каналов в зоне обслуживания телецентров. Кроме того,
такая антенна при применении ее в качестве наружной не обеспечивает грозозащиты, так
как металлические элементы антенны не заземлены.
Сущность изобретения.
Целью изобретения является увеличение диапазонности по частоте, увеличение КНД
и обеспечение грозозащиты в антенне, состоящей из двух рамок, разомкнутых на конце, и
имеющей плоский экран. Длина периметра каждой рамки равна двум минимальным длинам волн рабочего диапазона.
Расширение диапазона частот по согласованию в сторону высоких частот достигается
тем, что к серединам двух смежных сторон, образующих разомкнутый конец, одной из
рамок подключены металлические перемычки, другие концы которых присоединены к экрану. Применение указанных перемычек обеспечивает также грозозащиту при применении антенны в качестве наружной.
Расширение диапазонности по согласованию в сторону низких частот достигается тем,
что к точкам нулевого потенциала другой рамки присоединены плечи линейного или
уголкового симметричного вибратора метрового диапазона волн.
Увеличение КНД в дециметровом диапазоне волн достигается применением двух систем линейных директоров, расположенных против центра каждой рамки.
2
BY 5170 C1
Перечень фигур на чертежах.
Фиг. 1 - Схема построения антенны:
1 - экран;
2 - плечи симметричного вибратора метрового диапазона;
3, 6 - системы директоров;
4 - точки возбуждения антенны;
5 - квадратные (ромбические) рамки, разомкнутые на концах и соединенные в точках
возбуждения;
7, 9 - штанги крепления директоров;
8 - перемычки.
Фиг. 2 - распределение тока в рамках при длине периметра рамки, равного двум длинам волн.
Фиг. 3 - экспериментальная зависимость коэффициента бегущей волны (КБВ) от частоты в кабеле питания с волновым сопротивлением 75 Ом в первом метровом диапазоне
(диапазон частот 47-100 МГц).
Фиг. 4 - экспериментальная зависимость коэффициента бегущей волны (КБВ) от частоты в кабеле питания с волновым сопротивлением 75 Ом во втором метровом диапазоне
(диапазон частот 170-230 МГц).
Фиг. 5 - экспериментальная зависимость коэффициента бегущей волны (КБВ) от частоты в кабеле питания с волновым сопротивлением 75 Ом в дециметровом диапазоне
(диапазон частот 470-790 МГц).
Фиг. 6 - экспериментальная зависимость КНД от частоты в дециметровом диапазоне волн.
Фиг. 7 - экспериментальная зависимость максимального уровня боковых лепестков в
задней полусфере в плоскостях Е и Н от частоты в дециметровом диапазоне волн.
Фиг. 8 - экспериментальная зависимость среднего уровня боковых лепестков в задней
полусфере в плоскостях Е и Н от частоты в дециметровом диапазоне волн.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Предлагаемая антенна схематически показана на фиг. 1. Длина стороны каждой рамки
равна половине минимальной длины волны рабочего диапазона волн. Распределение тока
в сторонах рамки для этого случая показано на фиг. 2. При указанном распределении тока
рамки излучают поле линейной поляризации, плоскость поляризации совпадает с плоскостью YZ. Точки 10, 11, 12, 13, расположенные в серединах сторон рамок, являются точками нулевого потенциала. Соединение точек 12 и 13 перемычками 8, показанными на фиг. 1,
не нарушает распределение тока. При уменьшении частоты по сравнению с той, на которой длина стороны рамки равна половине длины волны, приводит к тому, что участок Гобразной линии, образованной перемычками 8 и замкнутый на конце, и участок такой же
Г-образной линии, образованной отрезками рамки от точек 12, 13 до разомкнутого конца,
но разомкнутый на конце, приобретают разное по знаку реактивное сопротивление. Это
проводит к стабилизации реактивной части входного сопротивления в диапазоне частот и
расширяет диапазонность антенны по согласованию.
Перемычки 8 через штангу 9 присоединяют все металлические элементы антенны к
экрану 1, чем обеспечивается грозозащита и защита входа антенны (точек возбуждения
антенны 4) от статического атмосферного электричества.
Вибраторы метрового диапазона 2 подключаются к точкам нулевого потенциала 10, 11
верхней рамки и не влияют на распределение тока в рамке при длине стороны рамки, равной половине длины волны. Принятый вибраторами 2 сигнал метрового диапазона волн
передается на вход антенны (в точки 4) через участки верхней рамки, расположенные между точками 10, 11 и точками 4.
Расстояние между плоскостью экрана и плоскостью рамок делается равным четверти
средней длины волны дециметрового диапазона.
3
BY 5170 C1
Системы директоров 3, 6 расположены против центра каждой рамки и предназначены
для увеличения КНД в дециметровом диапазоне волн.
Рекомендуемые размеры антенны для работы в диапазоне частот 47-790 МГц:
длина стороны квадратной рамки
190 мм
ширина ленты проводников рамки
15-20 мм
длина вибраторов метрового диапазона
1100 мм
диаметр проводников вибраторов метрового диапазона
10-12 мм
число директоров в каждой системе
3
ширина ленты директоров
15-20 мм
расстояние между плоскостью рамок и первым директором
90 мм
расстояние между первым и вторым директором
120 мм
расстояние между вторым и третьим директором
140 мм
ширина ленты перемычек 8
8-10 мм
размер экрана по вертикали
800 мм;
размер экрана по горизонтали
600 мм
расстояние между проводниками сетки экрана
30-40 мм
расстояние между экраном и плоскостью рамки
120 мм.
Остальные размеры выбираются из конструктивных соображений.
На графиках фиг. 3, 4, 5 приведены экспериментальные зависимости коэффициента
бегущей волны в кабеле питания с волновым сопротивлением 75 Ом в диапазонах 47-100 МГц
(каналы 1-5), 170-230 МГц (каналы 6-12), 470-790 МГц (каналы 21-60). Вход антенны
(точки 4) соединен с кабелем питания через понижающий трансформатор с соотношением
витков 2:1, выполненный на ферритовом сердечнике.
На графиках фиг. 6 приведена экспериментальная зависимость КНД от частоты в дециметровом диапазоне волн.
На графиках фиг. 7 приведена экспериментальная зависимость от частоты максимального уровня боковых лепестков в задней полусфере в плоскостях Е и Н в дециметровом
диапазоне волн.
На графиках фиг. 8 приведена экспериментальная зависимость от частоты среднеарифметического уровня боковых лепестков в задней полусфере в плоскостях Е и Н в дециметровом диапазоне волн.
В метровом диапазоне волн КНД и параметры ДН такие же, как у симметричного вибратора.
Источники информации:
1. Hirschmann. Televsion Antennas Radio Antennas Community Antenna Systems. Catalogue DS 2E. FRG.
2. Беньковский З., Лапинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких
волн. - М:: Радио и связь, 1983.
4
BY 5170 C1
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
151 Кб
Теги
by5170, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа