Полуволновая антенна с резонаторным питанием

Относится к резонансным антеннам со спиральными излучающими элементами. Задача: уменьшение вертикального габарита антенны. Антенна содержит диэлектрическое основание 1 в виде прямого кругового цилиндра, провод 2, намотанный на это основание, а также полый резонаторный цилиндр 3, выполненный из проводящего материала. Длина N провода 2 составляет N=3/4·, где - длина волны. Провод намотан на основание 1 и образует цилиндрическую спираль. Длина L условной цилиндрической поверхности цилиндрической спирали меньше длины N провода 2. Нижняя часть спирали L₂ расположена внутри резонаторного цилиндра 3 соосно с ним. Длина образующей цилиндра 3 также составляет L₂, причем L₂=1/3L. Нижний конец провода (спирали) 2 расположен в области нижнего торца цилиндра 3 и подсоединен к центральной жиле коаксиального кабеля, экранирующая оплетка которого соединена с цилиндром 3. 1 нез.п. ф-лы; 1 илл.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к «коротким» (в электрическом смысле) антеннам с размерами, не превышающими удвоенную рабочую длину волны и составленным из электропроводящих активных излучающих элементов, а именно, к резонансным антеннам со спиральными излучающими элементами.

Уровень техники

Известна J-антенна (полуволновая антенна с резонаторным питанием), содержащая излучающую часть, выполненную в виде полуволнового штыря, и четвертьволновой резонатор, выполненный в виде короткого штыря и предназначенный для согласования с фидером (см., например, Ротхаммель К. Антенны. Т.1. Москва: Данвел, 2005. - С.374; антенна АШ-433 типа «полуволновой штырь, выпускаемая серийно ООО «Альтоника»; Григоров И.Н. Полуволновые антенны с резонаторным питанием/ ).

Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии излучающей части.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в выполнении излучающей части в виде штыря, что значительно увеличивает общий вертикальный габарит антенны.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является J-образная антенна с «заграждающим объемным контуром». Она содержит излучающую часть, выполненную в виде полуволнового штыря, и четвертьволновой резонатор, выполненный в виде резонаторного цилиндра с дном, т.е. стакана («заграждающего объемного контура»), так что указанный штырь частично расположен в цилиндре соосно с ним (Ротхаммель К. Антенны. Т.2. Москва: Данвел, 2005, рис.25.2 на стр.104).

Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии излучающей части и резонаторного цилиндра.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в выполнении излучающей части в виде штыря, что значительно увеличивает общий вертикальный габарит антенны.

Сущность полезной модели

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в уменьшении вертикального габарита антенны.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в уменьшении длины излучающей части антенны за счет скручивания ее излучающей части в спираль.

Достигается технический результат тем, что полуволновая антенна с резонаторным питанием для приема и излучения радиосигналов с длиной волны содержит провод длиной N=3/4·, скрученный в цилиндрическую спираль, длина образующей условной цилиндрической поверхности которой составляет L, так что L<N, и полый резонаторный цилиндр, предназначенный для подсоединения к оплетке коаксиального кабеля, при этом часть указанной спирали расположена внутри резонаторного цилиндра соосно с ним так, что конец спирали, предназначенный для подсоединения провода спирали к центральной жиле коаксиального кабеля, расположен в области соответствующего торца резонаторного цилиндра, длина образующей которого составляет 1/3·L.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в наличии провода длиной N=3/4·, скрученного в цилиндрическую спираль, длина образующей условной цилиндрической поверхности которой составляет L, так что L<N, а также в выполнении резонаторного цилиндра с длиной образующей, составляющей 1/3·L.

Перечень фигур чертежей

На прилагаемой фигуре схематично показана заявленная антенна.

Сведения, подтверждающие возможность

осуществления полезной модели

Полуволновая антенна с резонаторным питанием для приема и излучения радиосигналов с длиной волны содержит: диэлектрическое основание 1 в виде прямого кругового цилиндра, провод 2, намотанный на это основание, а также полый резонаторный цилиндр 3, выполненный из проводящего материала. Длина N провода 2 составляет N=3/4·.. Провод, будучи намотан на основание 1, образует цилиндрическую спираль, условная цилиндрическая поверхность которой задана основанием 1. Длина L условной цилиндрической поверхности цилиндрической спирали меньше длины N провода 2 (L<N), за счет чего значительно уменьшается общий габарит антенны. При этом спираль состоит из двух частей - верхней L₁ и нижней L₂ (L=L ₁+L₂). Часть указанной спирали, а именно ее нижняя часть L₂ расположена внутри резонаторного цилиндра 3 соосно с ним. Длина образующей цилиндра 3 также составляет L₂, причем L₂=1/3L. Кроме того, нижний конец провода (спирали) 2 расположен в области нижнего торца цилиндра 3 и подсоединен к центральной жиле коаксиального кабеля, экранирующая оплетка которого соединена с цилиндром 3 (кабель не показан).

Работа антенны заключается в следующем.

Излучающей частью антенны (полуволновым вибратором) является часть L₁ спирали, которая расположена вне цилиндра 3. Длина провода на этой части спирали составляет 1/2·, в то время как сама эта часть спирали имеет длину много меньшую за счет скрученности провода в спираль. Функцию четвертьволнового резонатора выполняет резонаторный цилиндр 3 совместно с той частью L₂ спирали, которая расположена внутри указанного цилиндра 3. Таким образом, работает данная антенна так же, как и классическая J-антенна (полуволновая антенна с резонаторным питанием).

Таким образом, на основе заявленного изобретения можно изготавливать антенны уменьшенных до нескольких раз размеров в зависимости от коэффициента сжатия, что создает удобство установки антенны, когда эту установку надо скрыть. При этом очевидно, что с уменьшением размеров антенны уменьшается ее коэффициент усиления.

Дополнительные преимущества заявленной антенны (кроме уменьшенного размера) являются:

1) антенна становится более широкополосной и не требует настройки на частоту внутри диапазона;

2) вследствие того, что кроме линейной поляризации, появляется также и круговая, вертикальное расположение антенны не является обязательным; антенна сохраняет свою работоспособность (с небольшим ухудшением) при наклонном и даже горизонтальным расположении;

3) расход материала на изготовление цилиндра уменьшается во столько раз, во сколько раз длина спирали меньше длины провода.

Полуволновая антенна с резонаторным питанием для приема и излучения радиосигналов с длиной волны , содержащая провод длиной N=3/4·, скрученный в цилиндрическую спираль, длина образующей условной цилиндрической поверхности которой составляет L, так что L<N, и полый резонаторный цилиндр, предназначенный для подсоединения к оплетке коаксиального кабеля, при этом часть указанной спирали расположена внутри резонаторного цилиндра соосно с ним так, что конец спирали, предназначенный для подсоединения провода спирали к центральной жиле коаксиального кабеля, расположен в области соответствующего торца резонаторного цилиндра, длина образующей которого составляет 1/3·L.