ШИРОКОПОЛОСНАЯ АНТЕННА ЛИНЕЙНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Полезная модель относится к области к области радиотехники, в частности к антеннам, и может быть использована, например, для целей индивидуального приема телевизионных сигналов, а также приема и передачи радиоволн.
Известна широкополосная антенна линейной поляризации, в которой частотная независимость обеспечивается при выполнении условия совпадения форм электрической и дополнительной магнитной частей антенны.
(См. Г.Т.Марков «Антенны» - М.Л.: Госэнергоиздат, 1960 г.) Широкополосность антенны основывается на принципе частотной независимости ее входного сопротивления за счет совмещения двух взаимодополняющих структур - электрического и магнитного типа, имеющих комплексно сопряженные входные сопротивления в широкой полосе частот.
Для антенны линейной поляризации взаимодополняющие структуры имеют вид электрического диполя с углом 90° при вершине и магнитного диполя, образованного промежутком между плечами электрического диполя. При практической реализации такие антенны обычно используются в сочетании с рефлектором, узлами крепления и другими конструктивными элементами, влияние которых ограничивает полосу частот, что является недостатком известных антенн.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту и выбранной в качестве ближайшего аналога является широкополосная антенна линейной поляризации из двух плоских широкополосных диполей, расположенных над рефлектором.
(См. К.Ротхаммель «Антенны» - М.: Энергия, 1969 г.).
Однако, известная антенна имеет высокое аэродинамическое сопротивление, отличается большой металлоемкостью и большим весом, особенно в метровом диапазоне волн.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение аэродинамического сопротивления, уменьшение металлоемкости и веса антенны при сохранении широкополосных свойств.
Техническим результатом, позволяющим решить поставленную задачу является оптимизация конструкции широкополосной антенны линейной поляризации.
Поставленная задача достигается тем, что в известной широкополосной антенне линейной поляризации, содержащей два плоских широкополосных диполя, расположенных над рефлектором, питаемых с помощью двухпроводной линии, согласно полезной модели, плечи каждого из диполей выполнены в виде лучевого соединения двух проводников, расположенных под углом друг к другу, смежные концы проводников соседних диполей соединены между собой, внешние концы проводников каждого диполя соединены между собой перемычкой, замыкающей также концы шлейфов, являющихся продолжением двухпроводной линии, питающий коаксиальный кабель проложен вдоль одного из проводов двухпроводной линии, оплетка коаксиального кабеля подключена в середине двухпропроводной линии к одному из ее проводов, а центральная жила подключена к другому проводу.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют о том, что предлагаемая полезная модель неизвестна, а, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Предлагаемая полезная модель может быть изготовлена на любых предприятиях, специализирующихся на изготовлении антенн, т.к. для
этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, широко выпускаемое отечественной и зарубежной промышленностью.
Таким образом, заявляемая широкополосная антенна линейной поляризации, соответствует критерию «промышленная применимость».
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемой широкополосной антенне линейной поляризации новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу, а именно уменьшение аэродинамического сопротивления, уменьшение металлоемкости и веса антенны при сохранении широкополосных свойств.
Выполнение плечей каждого из диполей в виде лучевого соединения двух проводников, расположенных под углом друг к другу позволяет уменьшить площадь соприкосновения антенны с потоками окружающего воздуха и, как следствие, уменьшить аэродинамическое сопротивление.
Кроме того, такое выполнение диполей уменьшает металлоемкость антенны и позволяет снизить ее вес. Соединение между собой смежных концов проводников соседних диполей, соединение внешних концов проводников каждого диполя между собой перемычкой, замыкающей также концы шлейфов, являющихся продолжением двухпроводной линии, позволяет получить компактную конструкцию антенны с низкой металлоемкостью и низким весом при условии сохранения широкополосных свойств. Расположение коаксиального кабеля вдоль одного из проводов двухпроводной линии таким образом, что его оплетка подключена в середине двухпроводной линии к одному из ее проводов, а центральная жила подключена к другому проводу также позволяет получить компактную конструкцию антенны с низким аэродинамическим сопротивлением, низким весом, обеспечивающую высокое качество приема.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом.
На фиг.1 - общий вид широкополосной антенны линейной поляризации.
Широкополосная антенна линейной поляризации содержит два плоских широкополосных диполя 1, расположенных над рефлектором 2, питаемых с помощью двухпроводной линии 3. Плечи каждого из диполей 1 выполнены в виде лучевого соединения двух проводников, расположенных под углом друг к другу. Смежные концы 4 проводников соседних диполей 1 соединены между собой, внешние концы проводников каждого диполя 1 соединены между собой перемычкой 5, одновременно замыкающей концы шлейфов 6, являющихся продолжением двухпроводной линии 3. Питающий коаксиальный кабель 7 проложен вдоль одного из проводов двухпроводной линии 3. Оплетка коаксиального кабеля 7 подключена в середине двухпроводной линии 3 к одному из ее проводов, а центральная жила подключена к другому проводу.
Экспериментально установлено, что если принять наибольшую рабочую длину волны за величину L, то оптимальные параметры элементов антенны должны быть следующими:
- толщина проводников из которых изготавливают плечи каждого из диполей 1 должна быть порядка 0,001L, длина - около 0,2L
- плечи каждого из диполей 1 выполнены в виде лучевого соединения двух проводников, расположенных под углом около 90° друг к другу
- диполи 1 подключают к двухпроводной линии 3 на расстояниях около 0,15L от середины.
Короткозамкнутые концы шлейфов 6 являются точками нулевого потенциала и используются для крепления диполей 1 над рефлектором 2 на высоте около 0,2L. При этом рефлектор 2 выполнен из сетки с шагом порядка 0,06L.
Опорная конструкция состоит из шлейфа 6, перемычки 5 и внешних концов диполей 1. Входные сопротивления шлейфа 6 и конструкции из последовательно соединенных перемычки 5 и двух внешних проводников диполя 1 имеют противоположные знаки и при подключении к клеммам диполей 1 взаимно компенсируются.
Двухпроводную линию 3 выполняют из профилированного материала П-образного или Г-образного сечения, обеспечивающего необходимую жесткость конструкции и имеет волновое сопротивление порядка 100 Ом. В точке подключения питающего коаксиального кабеля 7 за счет параллельного соединения двух диполей 1 входное сопротивление антенны составляет величину порядка 50 Ом.
Снизу полоса частот антенны ограничивается длиной плеча диполя (0,2L), сверху - влиянием рефлектора 2 на величину провала в диаграмме направленности диполя.
В качестве приемной антенны Широкополосную антенну линейной поляризации используют следующим образом:
- антенну устанавливают на балконе или на крыше дома и подключают через кабель к телевизору или радиоприемнику.
Широкополосную антенну линейной поляризации можно использовать и в качестве передающей, в этом случае антенну подключают к передающему устройству соответствующего диапазона волн.