АНТЕННА ДИАПАЗОННАЯ МОБИЛЬНАЯ

Предлагаемое устройство относится к средствам радиосвязи, а конкретно к антенной технике.
В настоящее время все больше распространение получает радиосвязь прямой волной на частотах, близких к нижней границе KB диапазона, осуществляемая с помощью носимых (мобильных) устройств малой мощности. Существенное влияние на дальность такой связи оказывает конструкция передающей антенны с круговой диаграммой направленности, имеющая в своей основе вертикальный вибратор.
Прототипом предлагаемого устройства является широкополосный вертикальный излучатель [1], содержащий катушку индуктивности, вертикальный объемный вибратор и противовес, выполненные из нескольких проводников круглого сечения, и несущую мачту, выполненную из диэлектрического материала и удерживаемую в вертикальном положении растяжками. Проводники объемного вибратора выполнены из обрезков коаксиального кабеля одинаковой длины, закрепленных равномерно вокруг несущей мачты у ее основания и вершины, удерживаемых в натянутом положении длинными распорками, установленными на мачте, на одинаковой высоте, соизмеримой с их длиной. Оплетки и центральные проводники обрезков кабеля у вершины мачты объединены. Оплетки обрезков кабеля у основания мачты подключены к первому контакту ВЧ ввода излучателя, а их центральные проводники через катушку индуктивности подключены ко второму контакту ВЧ ввода, к которому подключены одним концом проводники противовеса, разложенные равномерно веером вокруг мачты.
Описанное устройство в основном используется в качестве передающей KB антенны, в которой собственно излучателем с круговой диаграммой направленности является длинная линия, образованная внешними поверхностями оплеток проводников вибратора и проводниками противовеса.
Входное сопротивление излучателя, вследствие его относительно малой длины, имеет емкостной характер, а его мнимая составляющая существенно превосходит действительную, т.е излучатель по входному сопротивлению не согласован с фидером (ВЧ кабелем связи с выходом усилителя мощности передатчика).
В рассматриваемом устройстве для согласования его ВЧ ввода с фидером применяется шунтирование этого ввода цепью, включающей катушку индуктивности и входы длинных линий, образованных внутренними поверхностями отрезков кабеля вибратора. Эквивалентом такого шунта является индуктивность, уменьшающаяся с увеличением рабочей частоты одновременно с уменьшением емкостной (мнимой) составляющей входного сопротивления излучателя. Получение достаточно высоких значений КБВ ВЧ ввода устройства при согласовании его с фидером индуктивным шунтом возможно только при малых значениях модуля входного сопротивления излучателя, обусловленного большим числом проводников в вибраторе и их длиной.
Задачей полезной модели является обеспечение согласования ВЧ ввода антенны с фидером при меньшем числе проводников в вибраторе и меньшей их длиной, что повысило бы мобильность антенны, а именно - уменьшение массы, габаритов, времени развертывания/свертывания, уменьшение заметности и др.
Поставленная задача достигается тем, что в антенну диапазонную мобильную, содержащую ВЧ ввод, катушку индуктивности, вертикальный объемный вибратор и противовес, выполненные из гибких проводников круглого сечения, введены шунтирующий конденсатор, установленный вместе с катушкой индуктивности в металлический корпус и включенный между первым и вторым контактами ВЧ ввода антенны, дополнительный вертикальный вибратор из отрезков металлической трубки, три наклонные телескопические опоры, выполненные из диэлектрического материала и закрепленные верхними концами на основании дополнительного вибратора равномерно по его окружности, при этом объемный вибратор состоит из трех проводников, включенных последовательно с катушкой индуктивности между основанием дополнительного вибратора и первым контактом ВЧ ввода, проложенных каждый в отдельности по поверхностям соответствующих опор и закрепленных противоположными концами на корпусе с катушкой индуктивности и на основании дополнительного вибратора, нижние концы опор снабжены металлическими наконечниками и устанавливаются на подстилающую поверхность свободно или с заглублением на равных расстояниях друг от друга, ограниченных мерным тросом, противовес состоит из 9÷12 проводников, подключенных одним концом ко второму контакту ВЧ ввода через корпус с катушкой индуктивности и разложенных равномерно веером вокруг этого корпуса.
На фиг.1 в схематичном виде представлено предлагаемое устройство, содержащее катушку индуктивности 6, вертикальный объемный вибратор 3 и противовес 5, выполненные из гибких проводников круглого сечения, в которое введены шунтирующий конденсатор 7, установленный вместе с катушкой индуктивности 6 в металлический корпус 4 и включенный между первым и вторым контактами ВЧ ввода, дополнительный вертикальный вибратор 1, выполненный из отрезка металлической трубки, три наклонных телескопических опоры 2, выполненные из диэлектрического материала и закрепленные верхними концами на основании дополнительного вибратора 1 равномерно по его окружности. При этом объемный вибратор 3 состоит из трех проводников, включенных последовательно с катушкой индуктивности 6 между основанием дополнительного вибратора 1 и первым контактом ВЧ ввода, проложенных каждый в отдельности вдоль поверхностей соответствующих диэлектрических опор 2 и закрепленных противоположными концами на корпусе 4. Нижние концы опор 2 снабжены металлическими заостренными наконечниками и устанавливаются на подстилающую поверхность свободно или с небольшим заглублением для прочности на равных расстояниях друг от друга, ограниченных мерным тросом 8. Противовес 5 состоит из 9÷12 проводников, подключенных одним концом ко второму контакту ВЧ ввода через корпус 4 и разложенных равномерно веером вокруг этого корпуса.
В указанном устройстве емкостная составляющая входного сопротивления излучателя, увеличенная за счет уменьшения количества образующих вибратор проводников и уменьшения их длины, компенсируется и переводится в малую индуктивную составляющую реактивным сопротивлением катушки индуктивности, что при соответствующей величине емкости конденсатора, шунтирующего ВЧ ввод, позволяет получить высокое значение КБВ этого ввода.
Предлагаемое устройство, предназначенное для работы в KB диапазоне до 5 МГц с подводимой мощностью до 50 Вт, имеет следующие параметры:
- габариты сумки для переноски - 730×100×80 мм;
- масса сумки с антенной - не более 3,3. кг;
- время развертывания - не более 5 мин;
- высота антенны в сборе - 4,3 м;
- занимаемая площадь - круг, радиусом 4 м;
- дальность радиосвязи - до 30 км (прямой волной).
Таким образом, за счет изменения схемы включения корректирующих реактивных элементов (конденсатора и катушки индуктивности) решена задача обеспечения согласования ВЧ ввода антенны с фидером при уменьшении числа проводников вибратора и их длины с одновременным повышением мобильности антенны.
Источники информации:
1. Патент №2289180 Широкополосный вертикальный излучатель.