МАЛОГАБАРИТНОЕ АНТЕННО-ФИДЕРНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к антенной технике и может быть использована как приемопередающее антенное устройство.
Наиболее близкой по технической сущности является использованная в качестве прототипа антенна [1], обеспечивающая работу в диапазоне частот с перекрытием 1:15 (2-30 МГц), представляющая собой самонесущий штырь, включающий в свой состав центральный проводник, расположенный внутри алюминиевой трубы высотой 10,69 метров, сужающейся к своей верхушке, где электрически соединяется с центральным проводником. Алюминиевая труба покрыта диссипативным материалом, который обеспечивает затухание части электромагнитной энергии, что обеспечивает достаточный уровень согласования в высокочастотном рабочем диапазоне. Слой диссипативного материала покрыт в свою очередь слоем изолирующего материала, поверх которого намотана катушка индуктивности, обеспечивающая достаточный уровень согласования в низкочастотной области рабочего диапазона. Снизу рабочий диапазон ограничен тем, что в конструкции антенны присутствует неоднородность поверхностного импеданса в виде короткозамкнутой перемычки на верхушке (электрически соединенного центрального проводника и алюминиевой трубы).
Недостатком этой антенны является суженный рабочий диапазон.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является обеспечение сверхширокополосного согласования малогабаритной антенны с выходом передатчика (с полосой перекрытия 1:20) и расширение рабочего диапазона в области низких частот.
Поставленная задача достигается тем, что малогабаритное антенно-фидерное устройство выполнено в виде закороченной на конце коаксиальной линии передачи и включает заземленное основание, электрически соединенное с самонесущим центральным проводником и собирательные кольца, нижнее собирательное кольцо является первой точкой питания малогабаритного антенно-фидерного устройства, а второй точкой питания является заземленный нижний конец самонесущего центрального проводника, вокруг которого, выполнено 8 равноудаленных излучателей, образующих оплетку коаксиальной линии передачи, причем верхние концы каждого из 8 излучателей электрически соединены с вершиной самонесущего центрального заземленного проводника, образуя короткозамкнутую перемычку на конце коаксиальной линии передачи, электрически все излучатели соединены между собой собирательными кольцами, равномерно размещенными вдоль длины заземленного самонесущего центрального проводника, при этом в устройство дополнительно введена, линия распределенного импеданса, содержащая резистивные элементы, расположенные таким образом, что каждый резистивный элемент соединен с 8 излучателями с помощью собирательных колец, причем резистивные элементы линии распределенного импеданса равномерно распределены по длине самонесущего центрального проводника.
На фигуре 1 представлено предлагаемое малогабаритное антенно-фидерное устройство, содержащее заземленный самонесущий центральный проводник (3) высотой 8 метров (выполненный, например, из металлических труб разного диаметра) излучатели (2) (в виде металлического провода, материал - алюминий; и/или медь; и/или латунь, например, ПВ-4 ТУ 3551-002-37308974-2012, ППИ-У ТУ 16-705.159-80 и т.д.) или металлических пластин (например, материал - алюминий; и/или медь; и/или латунь), образующие оплетку коаксиальной линии передачи, короткозамкнутая перемычка (например, материал - алюминий; и/или медь; и/или латунь) (1), резистивный элемент (4) линии распределенного импеданса, ВЧ-разъем (5) (например, СРГ-50 ВР0.364.014 ТУ), собирательные кольца (6), основание (7) антенно-фидерного устройства (выполненного, например, из металлического основания для крепления с несущим элементом конструкции).
Собирательное кольцо представляет собой последовательно соединенные в кольцо проводники с клеммами и выполнено в виде металлического провода (материал - алюминий; и/или медь; и/или латунь, например, ПВ-4 ТУ 3551-002-37308974-2012, ППИ-У ТУ 16-705.159-80 и т.д.) или металлических пластин (например, материал - алюминий; и/или медь; и/или латунь). Собирательное кольцо предназначено для соединения между собой излучателей, образующих оплетку коаксиальной линии передачи.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Малогабаритное антенно-фидерное устройство представляет собой широкополосный вертикальный излучатель, изображенный на фигуре, в виде закороченной на конце коаксиальной линии передачи, содержащий заземленное основание (7) антенны, электрически соединенное с заземленным самонесущим центральным проводником (3) коаксиальной линии. Собирательные кольца (6), из которых нижнее собирательное кольцо является первой точкой питания устройства, а второй точкой питания антенны является заземленный нижний конец центрального проводника устройства. Малогабаритное антенно-фидерное устройство включает в своем составе резистивные элементы (4) линии распределенного импеданса, а также 8 излучателей (2), образующих оплетку коаксиальной линии передачи, равноудаленных от центрального самонесущего проводника (3). Верхние концы 8 излучателей (2) электрически соединены с вершиной заземленного самонесущего центрального проводника (3), образуя короткозамыкающую перемычку (1) на конце коаксиальной линии передачи. Причем 8 излучателей электрически соединены между собой собирательными кольцами, равномерно размещенными вдоль длины заземленного центрального проводника. Для обеспечения наилучшего согласования антенно-фидерного устройства (АФУ) с фидерным трактом и расширения рабочего диапазона в области низких частот в состав изделия включена линия распределенного импеданса (ЛРИ), содержащая элементы различным номиналом импеданса (согласующие элементы). Согласующие элементы, каждый из которых представляет собой резистивный элемент (4), объединены в линию распределенного импеданса, каждый из резистивных элементов (4) имеет электрический контакт с другим посредством присоединения к заземленному самонесущему центральному проводнику (3) коаксиальной линии передачи с излучающей оплеткой, так же каждый из резистивных элементов (4) имеет электрический контакт с 8 излучателями (2) посредством собирательных колец (6). Распределение номинала импеданса резистивных элементов (4) по длине ЛРИ подбирается таким образом, чтобы минимизировать уровень отраженной волны от короткозамкнутого конца коаксиальной линии и тем самым обеспечить наилучшее согласование АФУ в широком диапазоне и расширить рабочий диапазон в области низких частот. Резистивные элементы (4) линии распределенного импеданса равномерно распределены по длине заземленного самонесущего центрального проводника (3). Номиналы сопротивлений от основания к вершине заземленного самонесущего центрального проводника (3) принимают значения 1000 Ом, 750 Ом, 500 Ом, 350 Ом, 100 Ом. Отличительной чертой является параллельное соединение резистивных элементов (4) ЛРИ в конструкции антенны, что обеспечивает наибольшую конструктивную прочность заземленного самонесущего центрального проводника (3). Каждый резистивный элемент (4) линии распределенного импеданса электрически соединен с 8 излучателями (2) с помощью собирательных колец (6).
В соответствии с заявленным устройством была изготовлена судовая широкополосная антенна виде опытного образца НВ-8 С.
Источники информации
1. Патент US 7,555, 827 B2, 2009 г.