close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336613

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 336 613
(13)
C2
(51) МПК
H01Q 9/02
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2006141431/09, 23.11.2006
(72) Автор(ы):
Ахмедов Виктор Бабаевич (RU),
Березкин Борис Иванович (RU),
Елисеев Валерий Николаевич (RU),
Передин Юрий Григорьевич (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
23.11.2006
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
2 3 3 6 6 1 3
этом
токоведущий
штырь
длиной,
равной
образующей
провод щего
цилиндра,
и
изолированный токоведущий проводник длиной,
равной 0,25 длины волны нижней рабочей частоты,
расположены
на
изолированной
внешней
поверхности провод щих цилиндров, а за счет
сильной внешней емкостной св зи пассивно
возбуждаемые
электромагнитным
полем
провод щие
цилиндры
оказывают
электродинамическое
вли ние,
равномерно
распределенное по длине токоведущего штыр и
изолированного
токоведущего
проводника,
обеспечивают режим, близкий к режиму бегущей
волны в диапазоне нижнего участка рабочих
частот, в результате чего в диапазоне нижнего
участка рабочих частот в антенне имеютс два
излучающих элемента: токоведущий штырь и
вертикальный токоведущий вибратор. 2 ил.
R U
(57) Реферат:
Изобретение может быть использовано в
геометрически-электрически коротких антеннах дл ведени радиосв зи и навигации в совмещенных
диапазонах рабочих частот от 0,3 до 600 МГц. В
конструкцию геометрически-электрически короткой
антенны с целью расширени полосы пропускани согласовани в нижнем диапазоне рабочих частот
антенны
введено
изолированное
устройство
цилиндрической формы, установленное в вершине
вертикального
токоведущего
вибратора,
выполненное в виде двухпроводной электрически
разомкнутой на концах высокочастотной линии без
потерь, котора образована токоведущим штырем
с изолированным токоведущим проводником,
электрически соединенным последовательно с
верхним концом вертикального токоведущего
вибратора и провод щей поверхностью пассивного
проводника, выполненного в форме цилиндра, при
Страница: 1
RU
C 2
C 2
(54) АНТЕННА
2 3 3 6 6 1 3
Адрес дл переписки:
199048, Санкт-Петербург, В.О., 7- лини , 80,
к.1, ФГУП "НИИ "Нептун"
(73) Патентообладатель(и):
Федеральное государственное унитарное
предпри тие "Научно-исследовательский
институт автоматизированных систем и
комплексов св зи "Нептун" (RU)
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SU 1601669 А1, 23.10.1990. SU 16016670
А1, 23.10.1990. SU 1478272 А1, 07.05.1989.
C 2
C 2
2 3 3 6 6 1 3
2 3 3 6 6 1 3
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 336 613
(13)
C2
(51) Int. Cl.
H01Q 9/02
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2006141431/09, 23.11.2006
(72) Inventor(s):
Akhmedov Viktor Babaevich (RU),
Berezkin Boris Ivanovich (RU),
Eliseev Valerij Nikolaevich (RU),
Peredin Jurij Grigor'evich (RU)
(24) Effective date for property rights: 23.11.2006
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
2 3 3 6 6 1 3
R U
(57) Abstract:
FIELD: physics, radio.
SUBSTANCE: invention can be applied in
geometrically and electrically short antennas for
radio communication and navigation in combined
working frequency bands from 0.3 to 600 MHz. To
extend pass-match band in lower working frequency
band of antenna, a geometrically and electrically
short antenna construction includes insulated
cylindrical device mounted on top of vertical
current-conducting vibrator and made in the form
of
double-wire
high-frequency
loss-free
line
broken at ends and formed by conductive bar with
insulated
conductor,
connected
electrically
in
sequence to the upper end of vertical conductive
vibrator, and conductive surface of passive
cylinder-shaped conductor. Conductive bar of the
same length as conductive cylinder generatrix,
and insulated conductive conductor of 0.25
wavelength of lower working frequency are
positioned
at
insulated
outer
surface
of
conductive
cylinders,
while
due
to
strong
external capacitance bond conductive cylinders
passively excited by electromagnetic field exert
electrodynamic effect distributed regularly over
the
conductive
bar
length
and
insulated
conductive conductor, thus maintaining conditions
close to progressive-wave mode in the lower
working frequency band. As a result, the antenna
has two emitting elements in the lower working
frequency band: conductive bar and vertical
conductive vibrator.
EFFECT: manufacturing of geometrically and
electrically
short
antenna
for
radio
communication and navigation with improved
technical properties.
2 dwg
Страница: 3
EN
C 2
C 2
(54) ANTENNA
2 3 3 6 6 1 3
(73) Proprietor(s):
Federal'noe gosudarstvennoe unitarnoe
predprijatie "Nauchno-issledovatel'skij
institut avtomatizirovannykh sistem i
kompleksov svjazi "Neptun" (RU)
R U
Mail address:
199048, Sankt-Peterburg, V.O., 7-ja linija,
80, k.1, FGUP "NII "Neptun"
RU 2 336 613 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к антенной технике и может быть использовано в геометрическиэлектрически коротких антеннах дл ведени радиосв зи и навигации в совмещенных
диапазонах рабочих частот от 0,3 до 6000 МГц.
Известны конструкции антенн, в которых с целью уменьшени геометрической длины и
увеличени электрической длины токоведущего вибратора антенны используютс индуктивные нагрузки (см. Овс ников В.В. Вибраторные антенны с реактивными
нагрузками. - М.: Радио и св зь, 1985, с. 12-15,29-41).
Наиболее близкой по технической сущности к за вл емой конструкции вл етс антенна, выбранна в качестве прототипа, представленна в а.с. СССР №1478272, кл.
Н01Q 9/02, 7.05.89, бюл. №17.
Недостатком известной конструкции антенны, выполненной в виде высокочастотной
линии без потерь - без дополнительных активных сопротивлений, вл етс узка полоса
пропускани рабочих частот в диапазоне длинных рабочих волн.
Указанный недостаток нежелателен, так как уменьшает эксплуатационные
функциональные возможности геометрически-электрически коротких вибраторных антенн.
Целью изобретени вл етс увеличение эксплуатационных функциональных
возможностей вибраторных антенн в непрерывном диапазоне длинных и коротких рабочих
волн.
Поставленна цель достигаетс тем, что в конструкцию антенны, установленной на
горизонтальном экране, содержащей вертикальный токоведущий вибратор, электрически
соединенный с центральным токоведущим проводником коаксиального фидера, внешний
цилиндрический проводник которого электрически соединен с горизонтальным экраном, и
пр молинейные провод щие проводники, электрически разомкнутые на концах и
расположенные на внешней изолированной поверхности вертикального токоведущего
вибратора вдоль осевой длины равномерно согласно изобретени введено изолированное
устройство цилиндрической формы, установленное в вершине вертикального токоведущего
вибратора, содержащее изолированный токоведущий проводник длиной, равной 0,25?, n
провод щих цилиндров, установленных коаксиально изолированными поверхност ми, и
токоведущий штырь, при этом геометрическа длина изолированного токоведущего
проводника устройства расположена в виде неразрывной петли на изолированной
поверхности каждого провод щего цилиндра устройства вдоль образующей равномерно, а
токоведущий штырь выполнен в виде отдельных изолированных пр молинейных
проводников, электрически соединенных между собой и расположенных на изолированной
внешней поверхности последнего из n провод щих цилиндров устройства вдоль
образующей равномерно, вертикальный токоведущий вибратор электрически соединен
верхним концом через изолированный токоведущий проводник устройства с токоведущим
штырем устройства, где ? - длина волны нижней рабочей частоты антенны, a n=1, 2, 3, ....
Сопоставительный анализ с конструкцией антенны, выбранной в качестве прототипа,
показывает, что за вл ема конструкци антенны отличаетс введенным изолированным
устройством цилиндрической формы, установленным в вершине вертикального
токоведущего вибратора и электрически соединенным с ним. Это позвол ет сделать вывод,
что за вл ема конструкци антенны соответствует критерию «новизна».
Сравнение за вл емого технического решени с известными решени ми показывает:
- известны конструкции антенн, выполненные в виде высокочастотной линии без
потерь - без дополнительных активных сопротивлений, котора содержит два
изолированных электрически разомкнутых на концах проводника, при этом первый
проводник высокочастотной линии электрически соединен с высокочастотным генератором
и вл етс токоведущим, а второй - пассивный и в зависимости от внешней емкостной
св зи, рассто ни между проводниками высокочастотной линии, пассивно возбуждаетс электромагнитным полем первого токоведущего проводника, оказыва электродинамическое вли ние за счет наводимых дополнительных электродвижущих сил у
поверхности первого токоведущего проводника, измен распределение тока и входные
характеристики антенны (например, см. а.с. СССР №1601669, кл. Н01Q 9/02, 23.10.90,
Страница: 4
DE
RU 2 336 613 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
бюл. №39);
- известны конструкции антенн, которые содержат элементы, выполненные в виде
высокочастотной линии без потерь (например, см. Овс ников В.В. Вибраторные антенны с
реактивными нагрузками. - М.: Радио и св зь, 1985, с.46-49).
Однако введение высокочастотной линии без потерь, установленной в вершине
вертикального токоведущего вибратора, выполненной в виде изолированного устройства
цилиндрической формы, в которой выбранна геометрическа длина изолированного
токоведущего проводника расположена на изолированной провод щей поверхности
пассивного проводника, электрически разомкнутого на концах, выбранной геометрической
формы с сильной внешней емкостной св зью и, соответственно, с сильным
электродинамическим вли нием, равномерно распределенным по геометрической длине
изолированного токоведущего проводника за счет провод щей поверхности пассивного
проводника, электрическое соединение верхнего конца вертикального токоведущего
вибратора через геометрическую длину изолированного токоведущего проводника с
токоведущим штырем высокочастотной линии устройства обеспечивает за вл емой
конструкции антенны новое свойство - увеличение электрической длины и режим близки к
режиму бегущей волны тока и напр жени в непрерывном совмещенном диапазоне
длинных и коротких рабочих волн антенны. Это позвол ет сделать вывод, что за вл емое
техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 представлен пример конструкции за вл емой антенны, содержащей основные
элементы и электрические соединени согласно формулы изобретени : конструкци антенны высотой Н=3,2 м дл KB диапазона длинных и коротких рабочих волн 1,5-30,0
МГц. На фиг.1 с целью нагл дности изображени конструктивно-электрической схемы
провод щие цилиндры устройства представлены в развернутом виде и не показаны
элементы конструкции, которые обеспечивают электрическую изол цию и механическую
прочность.
На фиг.2 представлено экспериментальное подтверждение - частотна зависимость
коэффициента сто чей волны (КСВ) в KB диапазоне длинных и коротких волн 1,5-30,0 МГц,
полученна на макете антенны за вл емой конструкции.
За вл ема конструкци антенны (см. фиг.1) содержит: диэлектрическую трубу 1,
котора вл етс несущей конструкцией устройства, длиной 600 мм и внешним диаметром
15,0 мм Ч2,0 мм, установленную в вершине во внутренней полости металлической трубы
вертикального токоведущего вибратора 5 таким образом, что длина выступающей части
равна 550 мм;
провод щие цилиндры 2 (n=11), выполненные, соответственно, из 11 отрезков
металлической фольги типа НДМ1 ГОСТ 5638-75 толщиной 0,5 мм и длиной, образующей
500 мм, расположенные на внешней поверхности диэлектрической трубы 1 так, что
рассто ние между нижней кромкой провод щих цилиндров 2 и верхней кромкой
металлической трубы вертикального токоведущего вибратора 5 равно 50 мм и
установленные поочередно коаксиально относительно друг друга на изолированной
внешней поверхности вдоль образующей равномерно по диаметру в виде неразрывной
петли изолированного токоведущего проводника 3, при этом изол ци поверхности каждого
провод щего цилиндра 2 выполнена фторопластовой лентой типа Ф-430 ТУ 05-2004-86
толщиной 0,05 мм последовательно два раза, а внешний диаметр цилиндра равен 40 мм;
изолированный токоведущий проводник 3, выполненный из отрезка изолированного
провода типа ПЭВ-2-1,5 ГОСТ 7262-76 длиной 50,0 м (0,25 длины волны нижней рабочей
частоты 1,5 МГц) и электрически соединенного первым концом, расположенным на первом
провод щем цилиндре 2, с токоведущим штырем 4, а вторым концом - с расположенным на
предпоследнем, дес том, провод щем цилиндре 2 с верхним концом вертикального
вибратора 5;
токоведущий штырь 4, расположенный на изолированной внешней поверхности
последнего, одиннадцатого, провод щего цилиндра 2 и выполненный из четырех
пр молинейных отрезков металлической фольги типа НДМ1 ГОСТ 5638-75 длиной 500 мм,
Страница: 5
RU 2 336 613 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
шириной 10 мм и толщиной 0,5 мм, причем пр молинейные отрезки установлены
диаметрально вдоль образующей и электрически соединены нижними концами
посредством металлической ленты шириной 10 мм;
вертикальный токоведущий вибратор 5, выполненный из отрезка металлической трубы
типа ДКРНП Л63 ГОСТ 490-90 длиной 2,5 м (0,25 длины волны верхней рабочей частоты
30,0 МГц) и внешним диаметром 20,0 мм Ч2,0 мм, на изолированной внешней поверхности
которого вдоль осевой длины равномерно расположены электрически разомкнутые на
концах пр молинейные проводники 6 - пассивные проводники коротких рабочих волн
диапазона рабочих частот;
пр молинейные проводники 6, выполненные из шести отрезков провода типа ПЭВ-2-1,5
ГОСТ 7262-78 длиной 2,5 м.
Кроме перечисленного, за вл ема конструкци антенны содержит устройство
контактное, в состав которого вход т:
провод ща труба с опорным фланцем в основании 7, выполненные из отрезков
металлической трубы типа Амгб ГОСТ 18482-79 с внешним диаметром, соответственно,
50,0 мм Ч5,0 мм и 120,0 мм Ч20,0 мм, длина провод щей трубы 200 мм;
изол тор 8, выполненный из фторопласта типа 4ГН ГОСТ 10007-80 с внешним
диаметром соответственно 50,0 мм Ч10,0 мм и 35,0 мм Ч60,0 мм; радиочастотный кабель
9, выполненный из отрезка радиочастотного коаксиального кабел марки РК 75-9-13
длиной 190 мм, установленного во внутренней полости провод щей трубы с опорным
фланцем в основании 7 и электрически соединенный верхним концом центрального
токоведущего проводника с нижним концом вертикального токоведущего вибратора 5 и
верхней кромкой внешнего цилиндрического проводника с внутренней полостью
провод щей трубы с опорным фланцем 7;
радиочастотный соединитель 10 типа СР-75-167П ГУ3.640.702СП, установленного в
нижней части радиочастотного кабел 9 и предназначенного дл электрического и
механического соединени с коаксиальным фидером 11.
За вл ема конструкци антенны работает следующим образом.
В режиме, например, «излучение» при работе с радиопередающим устройством (РПДУ)
в KB диапазоне длинных и коротких рабочих волн 1,5-30,0 МГц электродвижуща сила
возбуждени 12 при помощи коаксиального фидера 11 через радиочастотный соединитель
10 и радиочастотный кабель 9 подводитс и распростран етс вдоль вертикального
токоведущего вибратора 5 и далее в зависимости от длины волны диапазона рабочих
частот:
- в KB диапазоне длинных рабочих волн от 1,5 МГц до частоты естественного
согласовани антенны 16 МГц (см. фиг.2,а) электродвижуща сила возбуждени распростран етс по высокочастотной линии введенного устройства, при этом
изолированный токоведущий проводник 3 пассивно возбуждает электромагнитным полем
провод щие цилиндры 2, которые через сильную внешнюю емкостную св зь оказывают
электродинамическое вли ние, распределенной по всей геометрической длине, на
изолированный токоведущий проводник 3, электрически соедин ющий излучающий
вертикальный токоведущий вибратор 5 с излучающим токоведущим штырем 4 введенного
устройства (см. фиг.2,б);
- в KB диапазоне коротких волн 16-30 МГц экспериментально установлено, что
вертикальный токоведущий вибратор 5 вл етс основным излучающим элементом
за вл емой конструкции антенны, а расположенные на изолированной внешней
поверхности пассивно возбуждаемые электромагнитным полем пр молинейные
проводники 6 образуют высокочастотную линию без потерь коротких рабочих волн и за
счет электродинамического вли ни на вертикальный токоведущий вибратор 5 уменьшают
КСВ и сдвигают полосу естественного согласовани антенны в диапазон нижних рабочих
частот в пределах 3-4 МГц, при этом улучша излучающие характеристики.
В непрерывном диапазоне длинных и коротких рабочих волн обратный путь тока к
корпусу РПДУ 12 только один: токи, текущие по излучающему вертикальному токоведущему
Страница: 6
RU 2 336 613 C2
5
10
15
вибратору 5 и излучающему токоведущему штырю 4 введенного устройства - в диапазоне
длинных рабочих волн, а в диапазоне коротких рабочих волн - по излучающему
вертикальному токоведущему вибратору 5 ответвл етс в виде токов смещени на
горизонтальный экран через емкость «излучатель - горизонтальный экран» и далее в виде
токов проводимости по горизонтальному экрану к электрически соединенной с ним
провод щей трубе с опорным фланцем 7, при этом направление тока совпадает с
направлением тока в излучател х, что улучшает распределение тока в антенне, к
внешнему цилиндрическому проводнику радиочастотного кабел 9, корпусу
радиочастотного соединител 10, внешнему цилиндрическому проводнику коаксиального
фидера 11 и к корпусу РПДУ 12.
Сравнительна оценка частотной зависимости КСВ в KB диапазоне длинных и коротких
рабочих волн 1,5-30 МГц, представленной на фиг.2,а и 2,б, показывает, что
поставленна цель изобретени достигнута. Экспериментальными исследовани ми
установлено, что в за вл емой конструкции антенны, например, дл диапазона рабочих
частот 30-150 МГц с целью оптимального соотношени диаметра горизонтального экрана и
высоты вертикального токоведущего вибратора введенное устройство может быть
установлено горизонтально относительно вертикального токоведущего вибратора, при
этом пр молинейные проводники токоведущего штыр введенного устройства технически
целесообразно электрически соединить между собой в геометрической середине.
20
25
30
35
40
Формула изобретени Антенна, установленна на горизонтальном экране, содержаща вертикальный
вибратор, электрически соединенный с центральным токоведущим проводником
коаксиального фидера, внешний цилиндрический проводник которого электрически
соединен с горизонтальным экраном, и пр молинейные провод щие проводники
электрически разомкнутые на концах, расположенные на внешней изолированной
поверхности вертикального токоведущего вибратора вдоль осевой длины равномерно,
отличающа с тем, что введено изолированное устройство цилиндрической формы,
установленное в вершине вертикального токоведущего вибратора, содержащее
изолированный токоведущий проводник длиной 0,25?, n провод щих цилиндров,
установленных коаксиально изолированными поверхност ми, и токоведущий штырь, при
этом геометрическа длина изолированного токоведущего проводника устройства
расположена в виде неразрывной петли на изолированной поверхности каждого
провод щего цилиндра устройства вдоль образующей равномерно, а токоведущий штырь
выполнен в виде отдельных изолированных пр молинейных проводников электрически
соединенных между собой и расположенных на изолированной внешней поверхности
последнего из n провод щих цилиндров устройства вдоль образующей равномерно,
вертикальный токоведущий вибратор электрически соединен верхним концом через
изолированный токоведущий проводник устройства с токоведущим штырем устройства,
где ? - длина волны нижней рабочей частоты, n=1, 2, 3, ....
45
50
Страница: 7
CL
RU 2 336 613 C2
Страница: 8
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
223 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа