АНТЕННА

Устройство относится к области радиотехники, в частности, к антенной технике, и может быть использовано для работы в составе средств радиосвязи, размещенных на подвижном объекте, например, автомобиле.
Известны различные конструкции автомобильных антенн, в которых антенна содержит вертикальный штырь, расположенный над токопроводящей поверхностью (крыша, корпус автомобиля), опорный изолятор, высокочастотный соединитель, центральный проводник которого непосредственно или через согласующее устройство подключен к штырю (см. Григоров И.Н. Антенны. Городские конструкции, с. 100-101). Антенна такой конструкции имеет диаграмму направленности в форме тороида, где максимум излучения (направление максимума основного лепестка диаграммы направленности антенны) имеет такой угол наклона к горизонту, который не обеспечивает достаточной дальности связи с объектами, расположенными близко к поверхности земли.
Из известных наиболее близкой конструктивно к предлагаемому решению является вертикальная антенна (см. патент РФ на полезную модель №152116 опубл. 10.05.2015 г бюлл. №13). Указанная антенна содержит штырь, опорный изолятор, согласующее устройство, высокочастотный соединитель, упомянутый штырь выполнен в виде полого цилиндра, нижний конец которого вставлен в токопроводящий конус, внутри полого цилиндра размещен металлический стержень, между стержнем и внутренней стенкой полого цилиндра установлены центрирующие диэлектрические втулки, упомянутый токопроводящий конус закреплен в опорном изоляторе, который установлен на токопроводящее основание, электрически соединенное с нижним концом упомянутого стержня, при этом высокочастотный соединитель установлен на упомянутое токопроводящее основание, электрически соединенное с крышей объекта, центральный проводник высокочастотного соединителя через упомянутое согласующее устройство соединен с токопроводящим конусом, причем верхний конец полого цилиндра снабжен кольцом, к которому электрически подсоединен верхний конец упомянутого стержня, а верхний конец полого цилиндра закрыт колпачком. Однако и в данной антенне максимум излучения направлен под таким углом к горизонту, который не обеспечивает необходимую дальность связи с объектами, расположенными близко к поверхности земли (например, с пешими объектами).
Задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции антенны, обеспечивающей увеличение дальности связи между объектами, расположенными близко к поверхности земли.
Поставленная задача достигается тем, что в антенне, содержащей опорный изолятор, согласующее устройство, высокочастотный соединитель, металлический штырь, выполненный в виде полого цилиндра, нижний конец которого вставлен в токопроводящий конус, внутри полого цилиндра размещен коаксиально металлический стержень, между стержнем и внутренней стенкой полого цилиндра установлены центрирующие диэлектрические втулки, упомянутый токопроводящий конус закреплен в опорном изоляторе, который установлен на токопроводящее основание, электрически соединенное с нижним концом упомянутого стержня, при этом высокочастотный соединитель установлен на упомянутое токопроводящее основание, электрически соединенное с корпусом объекта, центральный проводник высокочастотного соединителя через упомянутое согласующее устройство соединен с токопроводящим конусом, при этом на верхнем конце полого цилиндра размещен имеющий с ним электрический контакт металлический диск, к центру которого электрически подсоединен верхний конец упомянутого стержня.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом.
Антенна содержит металлический штырь 1, выполненный в виде полого цилиндра 2, нижний конец которого вставлен в токопроводящий конус 3 (например, на резьбе), а внутри полого цилиндра 2 размещен металлический стержень 4. Между стержнем 4 и внутренней стенкой полого цилиндра 2 установлены центрирующие диэлектрические втулки 5. Токопроводящий конус 3 закреплен на опорном изоляторе 6 (например, на резьбе), внутри которого размещено согласующее устройство 7, соединенное с одной стороны с токопроводящим конусом 3, а с другой - с центральным проводником 8 высокочастотного соединителя 9, который установлен на токопроводящее основание 10. Опорный изолятор 6 установлен на основание 10. Основание 10 электрически соединено с нижним концом металлического стержня 4. Верхний конец полого цилиндра 2 закрыт металлическим диском 11, к которому электрически подсоединен верхний конец стержня 4 (диск 11, например, припаян или приварен к верхнему концу цилиндра и стержня). Токопроводящее основание 10 электрически соединено с корпусом (или крышей) 12 объекта. На практике диаметр диска 11 выбирают не менее 1,5 диаметра цилиндра 2 и не более диаметра основания 10. Диск 11 располагают параллельно токопроводящему основанию 10.
Работает антенна следующим образом.
Наружная поверхность полого цилиндра 2 штыря 1 является излучающей и непосредственно влияет на входное сопротивление антенны. Внутренняя поверхность цилиндра 2 не излучает. При этом полость цилиндра 2 эквивалентна некоторой распределенной реактивности, подключенной параллельно входному сопротивлению антенны. Благодаря электрическому контакту верхней части полого цилиндра 2 штыря 1 через стержень 4 с корпусом (крышей) 12 объекта, она шунтируется и не влияет на частотные свойства антенны. Размещение (расположение) металлического диска 11 на верхнем конце штыря 1 позволяет создать сосредоточенную емкость, благодаря чему у вершины антенны не будет узла тока, что в свою очередь улучшает распределение тока в вертикальной части штыря 1, который и формирует максимум излучения в направлениях под малым углом к горизонту.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает прижатие основного лепестка диаграммы направленности к земле, то есть максимум излучения направлен под более острым углом к горизонту, что обеспечивает связь с объектами, расположенными близко к поверхности земли, на большем расстоянии по сравнению с прототипом.