АНТЕННА

Устройство относится к области радиотехники, в частности, к антенной технике, и может быть использовано для работы в составе средств радиосвязи метрового и дециметрового диапазонов.
Известны антенны - коаксиальный вибратор (см. например Вершков М.В.. Миротворский О.Б. Судовые антенны. 3-е изд., перераб. и доп. - Л., Судостроение, 1990, стр. 190-192, рис. 6.2-6.4). Однако все они имеют относительно невысокое значение коэффициента усиления, что объясняется сложностью согласования с приемлемым качеством при одновременной реализации максимального значения коэффициента направленного действия в вертикальной плоскости.
Известно, что вертикальная антенна с длиной штыря 5λ/8 по сравнению с четвертьволновым излучателем имеет средний выигрыш по усилению на 3 dB. (см. Ротхаммель к„ Кришке А. Антенны. Том 1.: Пер. с нем. - Мн.: ОМО «Наш город», стр. 368). Однако длина 5λ/8 не является резонансной и для согласования с коаксиальным кабелем необходимо применять различные способы согласования.
Известна J-образная антенна (см. Карл Ротхаммель Антенны. Том 2, Издание 11-е, полностью переработанное и дополненное Алоизом Кришке, стр. 104, рис. 25.2)., конструктивно наиболее близкая к предлагаемому техническому решению.
Указанная антенна содержит полуволновой вибратор (который является излучателем), четвертьволновый контур (который является противовесом), содержащий внешнюю и внутреннюю трубки. Излучатель крепится к верхнему концу внутренней трубки контура (резьбовым соединением или пайкой). Дном контура служит круглая металлическая шайба, которая центрирует внутреннюю трубку и припаивается к ней. В верхней части контура внутренняя трубка центрируется пластмассовой крышкой. Гнездо питающего коаксиального кабеля установлено на шайбе (дне контура), при этом экран кабеля соединен с шайбой, а внутренняя жила соединена с внутренней стенкой контура.
Однако упомянутая антенна имеет довольно большие габаритные размеры (3λ/4), что особенно неудобно на низких частотах, а также довольно сложный процесс согласования. Кроме того, вибратор (излучатель) подвержен влиянию атмосферных дестабилизирующих факторов, поэтому для стока конденсата и дождевой воды в шайбе выполняют дополнительное отверстие.
Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение габаритных размеров.
Поставленная задача достигается тем, что в антенне, содержащей вибратор, противовес в виде четвертьволнового токопроводящего цилиндрического стакана, на токопроводящем основании которого установлен высокочастотный соединитель для подключения питающего коаксиального фидера, нижняя часть вибратора коаксиально размещена внутри цилиндрического стакана противовеса, а верхняя часть вибратора, выступающая над цилиндрическим стаканом противовеса, коаксиально закрыта цилиндрическим защитным кожухом, который соединен с противовесом с помощью центрирующей диэлектрической втулки, установленной между верхним краем упомянутого цилиндрического стакана и нижним краем защитного кожуха, причем нижний конец вибратора соединен с центральным проводником упомянутого высокочастотного соединителя, а внутри цилиндрического стакана противовеса и внутри защитного кожуха установлены диэлектрические шайбы, центрирующие вибратор.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором в разрезе схематично показана конструкция антенны. Антенна содержит вибратор 1, противовес 2 в виде четвертьволнового токопроводящего стакана, его токопроводящее основание 3, в геометрическом центре которого установлен высокочастотный соединитель 4, например, гнездо для подключения ВЧ питающего коаксиального фидера. Нижний конец вибратора 1 соединен с центральным проводником 5 высокочастотного соединителя 4. Верхняя (внешняя) часть вибратора 1 коаксиально закрыта цилиндрическим защитным кожухом 6, который с помощью диэлектрической втулки 7 соединен с противовесом 2. Диэлектрические шайбы 8 и 9 расположены внутри цилиндрического защитного кожуха 6 и внутри цилиндрического стакана противовеса 2 соответственно.
Катушка 10 гальванически соединяет нижний конец вибратора 1 с основанием 3 противовеса 2.
Работает устройство следующим образом.
Излучение и прием высокочастотных колебаний обеспечивает вибратор 1, имеющий более узкую по сравнению с прототипом диаграмму направленности в вертикальной плоскости, и, следовательно, больший коэффициент усиления. Четвертьволновый токопроводящий стакан 2 выполняет роль противовеса и волнового заграждающего контура от затекания поверхностных токов на оплетку кабеля, а также служит для согласования и симметрирования антенны.
Согласование антенны с питающим коаксиальным фидером достигается изменением соотношения внутреннего диаметра стакана 2 к внешнему диаметру вибратора 1 и, следовательно, входное сопротивление антенны легко меняется от 50 до 75 Ом.
Цилиндрический защитный кожух 6 служит для защиты от атмосферного влияния и механических дестабилизирующих факторов.
Диэлектрические втулки 8 и 9 обеспечивают центрирование вибратора 1. Катушка 10 обеспечивает грозозащиту антенны.
Предлагаемая конструкция за счет того, что нижняя часть вибратора размещена внутри стакана противовеса, позволяет уменьшить общий вертикальный размер антенны на длину λ/4, что особенно существенно на низких частотах, упростить согласование антенны, а также защитить антенну от длительного воздействия дестабилизирующих климатических и механических факторов, что позволяет увеличить срок службы антенны.