Антенна-мачта

 

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, отличающаяс 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.

СОЮЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН

„„SU„„816355 р Н 01 1/34

ЗСР(;( Хйк 4®0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРьп ии

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2845410/18-09 (22) 30, 11.79 (46) 23. 12.85. Бюл. Р 47 (72) M.Â.Âåðøêîâ, О.Б.Миротворский и В.И.Хитров (53) 621.396.673(088.8) (56) Вершков М.В. Судовые антенны.

-Л.: Судостроение, 1979, с. 85. (54)(57) АНТЕННА-МАЧТА, содержащая заземленное основание, изолированный ствол, провода снижения и штырь, установленный на вершине изолированного ствола и соединенный с проводом питания, проложенным внутри изолированного ствола, о т л и ч а ю щ а я" с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, дополнительно введены катушка индуктивности, конденсатор и две группы штырей, образующие конические поверхности, обращенные вершинами одна к другой, причем первая группа штырей, 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 инцуктивности соединены с проводом питания и через конденсатор — с заземленным основанием.

816355

Изобретение относится к области антенной техники и может использоваться на судах и береговых радиоцентрах для передачи и приема радиоволн в СВ и КВ диапазонах.

Известна антенна-мачта, содержащая заземленное основание, изолированный ствол, провода снижения и штйрь, установленный на вершине изолированного ствола и соединенный с проводом питания, проложенным внутри:изолированного ствола.

Одйако известная антенна-мачта имеет узкий рабочий диапазон частот.

Цель изобретения — расширение рабочего диапазона частот.

Для этого в антенну-мачту, содержащую заземленное основание, изолированный ствол, провода снижения и штырь, установленный на вершине изолированного ствола и соединенный с проводом питания, проложенным внутри изолированного ствола, дополнительно введенны катушка индуктивности, конденсатор и две группы штырей, образующие конические поверхности, обращенные вершинами одна к другой, причем первая группа штырей, 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.

На фиг. 1 изображена антенна-мачта; на фиг. 2а, 2б, 2в, 2г — эквивалентные схемы антенны в зависимости от частотного диапазона.

Антенна-мачта содержит заземленное основание 1, изолированный ствол

2, провода снижения 3, штырь 4, установленный на вершине изолированного ствола 2 и соединенный с проводом питания 5. Антенна-мачта содержит также катушку индуктивности б,-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, закороченными между собой катушкой индуктивности 6, установленной внутри изолированного

5 !

О

55 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 эапитке первой и второй групп штырей

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 выполняют в этой части диапазона роль удлинительных катушек, что позволяет осуществить частичную компенсацию отрицательной составляющей реактивного сопротивления 2 . Эквивалентная схема антенны в СВ дйапазоне показана на фиг. 2б.

В КВ 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 случае линии 10 и 11 на часто-. тах собственных резонансов „ и 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 выше 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 катушки индуктивности 6 и емкостное сопротивление конденсатора 7 остаются в этой части диапа" зона 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

816355 сопротивление попрежнему велико и имеет.емкостный характер.

Сопротивление конденсатора 7 становится малым (практически равно нулю) и поэтому эквивалентная схема 5 антенны видоизменяется и соответствует фиг. 2г.

Реактивное сопротивление катушки индуктивности 6 много больше 2,1, и оно не оказывает влияния на работу антенны, оказываясь зашунтированным входным сопротивлением биконической антенны, состоящей из первой и второй групп штырей 8 и 9. Таким образом в высокочастотной части КВ диа- 15 пазона провода снижения 3 заземляются через конденсатор 7, а по проводу питания 5, как и в предыдущих случаях,, проводится питающее напряжение; при этом первая и вторая группы 20 штырей 8 и 9 питаются противофазно и образуют широкополосную биконическую антенну. Провода снижения 3 с частью второй группы штырей 9, 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 пита" ния, обеспечив в нем КБВ не менее

0,3 и требуемые диаграммы направленностй 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 КБВ" 0,3, увеличить емкость антенны и поднять

КПД антеннофидерного тракта с учетом потерь в согласующем устройстве на

25-30Х.