ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКАЯ АНТЕННА (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая полезная модель относится к радиотехнической промышленности, точнее к приемно-передающей антенной технике, и представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приема телевизионных (ТВ) сигналов, как в метровом, так и в дециметровом диапазоне.
Логопериодические антенны, содержащие симметричный вибратор с линейными элементами для приема сигнала диапазона MB, и попарно симметричные вибраторы, соединенные с питающей линией для приема ДМВ, позволяющие работать в диапазоне телевизионных сигналов в MB- и ДМВ-каналах, известны. Известна, например, логопериодическая антенна по патенту №2157582 [1].
Известны логопериодические антенны с V-образными уголковыми вибраторами для приема сигнала как диапазона MB, так и дециметрового диапазона. Они описаны, например, в [2. Карл Ротхаммель. Антенны. Том 1. «Наш город». Минск, 2001., стр.349], [3. Карл. Ротхаммель. Антенны. Том 2. «Наш город». Минск, 2001, стр.157]. Известна также логопериодическая уголковая антенна по патенту на полезную модель №33265 [4]. Эти известные логопериодические антенны содержат собирательную линию, выполненную в виде несущих труб, и соединенный с ними ряд симметричных вибраторов V-образной формы с возможностью работы каждого из них как в метровом, так и в дециметровом диапазоне частот и с углом при вершине между их плечами от 30° до 150°. Однако в вышеназванных логопериодических антеннах не решены вопросы повышения надежности и упрощения конструкции.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является Телевизионная антенна по патенту №39012 на полезную модель [5], работающая в диапазоне телевизионных сигналов во всех ДМВ- и МВ-каналах с 1-го по 69-й. Телевизионная антенна по патенту №39012 содержит две несущих трубы с закрепленными на них шестью парами вибраторов дециметрового диапазона, вибраторы метровых волн, коротко замыкающий элемент питающей линии, скобу с возможностью крепления антенны посредством этой скобы к вертикальной стойке.
Однако в прототипе не решены вопросы повышения надежности и упрощения конструкции.
В прототипе имеется несущий элемент - сложный узел сопряжения, на котором установлены вибраторы метровых волн длиной 1120 мм, размещенный в крупной пластмассовой коробке.
Техническим результатом, решаемым заявленной полезной моделью является создание логопериодической антенны с такой конструкцией частей для приема дециметровых и метровых сигналов, и таким электрическим и механическим соединением элементов между собой, которые позволили бы функционировать в области рабочих частот как в длинноволновой части диапазона метровых волн (MB), так и дециметровых (ДМВ), упростить конструкцию, повысить надежность логопериодической антенны.
Упрощение конструкции достигается отказом от сложного узла сопряжения, вибраторы метрового диапазона (MB) соединены непосредственно с собирательной линией. Конструкция заявляемой антенны позволяет отказаться от пайки при подключении антенны, что имеет значение для потребителей, не умеющих паять.
Повышение надежности достигается отсутствием в несущих элементах, на которые приходится большая нагрузка (сила ветра, снег, садящиеся птицы), пластмассовых деталей. В пластмассе под воздействием солнечных лучей и низких температур разрушаются молекулярные связи, она растрескивается, внутрь попадает влага, и плата согласования, установленная в пластмассовой коробке узла сопряжения (см. прототип) окисляется и перестает корректно работать.
Вариант 1. Заявленный технический результат достигается созданием логопериодической антенны для приема телевизионных сигналов в диапазоне как метрового, так и дециметрового телевизионного вещания, содержащей два антенных полуполотна, образованных несущими трубами собирательной линии и закрепленными на них попарно симметричными вибраторами, при этом размеры вибраторов и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости, вибратор метровых волн, короткозамыкающий элемент питающей линии и скобу с возможностью крепления антенны посредством этой скобы к вертикальной стойке, отличающейся тем, что вибратор диапазона MB выполнен в виде симметричного вибратора с линейными элементами в виде труб из стали, причем основание каждого из MB вибраторов согнуто под углом 120°, одним концом приварено к одной из труб элементов собирательной линии под углом 90°, а сам MB вибратор размещен перед короткозамыкающим элементом, при этом свободный конец каждого MB вибратора снабжен заглушкой и отверстиями для фиксации, при этом в верхней несущей трубе со стороны крепления к мачте установлена уплотнительная втулка, а в нижней - заглушка, а со стороны самого
короткого вибратора в несущих трубах установлены прижимные винты для крепления центральной жилы и оплетки кабеля, и защитный колпачок.
Вариант 2. Заявленный технический результат достигается созданием логопериодической антенны для приема телевизионных сигналов в диапазоне как метрового, так и дециметрового телевизионного вещания, содержащая два антенных полуполотна, образованных несущими трубами и закрепленными на них попарно симметричными вибраторами, при этом размеры вибраторов и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости, вибратор метровых волн, короткозамыкающий элемент питающей линии, скобу с возможностью крепления антенны посредством этой скобы к вертикальной стойке, отличающаяся тем, что вибратор диапазона MB выполнен разъемным в виде симметричного вибратора с линейными элементами в виде труб из стали, причем основание каждого из MB вибраторов одним концом жестко закреплен на одной из труб под углом 90° к собирательной линии, а сам MB вибратор размещен перед коротко замыкающим элементом, с возможностью работы в частотном диапазоне I-II, с I по 5 канал, при этом противоположный конец каждого MB вибратора снабжен заглушкой и отверстиями для фиксации, и размещен перед короткозамыкающим элементом, при этом в верхней несущей трубе со стороны крепления к мачте установлена уплотнительная втулка, а в нижней - заглушка, а со стороны самого короткого вибратора в несущих трубах установлены прижимные винты для крепления центральной жилы и оплетки кабеля, и защитный колпачок, при этом симметричные вибраторы выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами от 30° до 150° с возможностью работы каждого из них как в метровом с 6 по 12 канал, так и в дециметровом диапазоне частот, при этом число V-образных симметричных вибраторов равно от 8 до 16.
Вариант 3. Заявленный технический результат достигается созданием логопериодической комбинированной антенны для приема в диапазоне как метрового, так и дециметрового телевизионного вещания, содержащая два антенных полуполотна, образованных несущими трубами и закрепленными на них попарно симметричными вибраторами, при этом размеры вибраторов и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости, короткозамыкающий элемент питающей линии, скобу с возможностью крепления антенны посредством этой скобы к вертикальной стойке, о т л и чающаяся тем, что в верхней несущей трубе со стороны крепления к мачте установлена уплотнительная втулка, а в нижней - заглушка, а со стороны самого короткого вибратора в несущих трубах установлены прижимные винты для крепления центральной жилы и оплетки кабеля, при этом симметричные вибраторы выполнены V-
образной формы, с углом при вершине между их плечами от 30° до 150°, с возможностью работы каждого из них как в метровом, так и в дециметровом диапазоне частот, при этом число симметричных V-образных вибраторов равно от 8 до 16.
Вариант 4. Заявленный технический результат достигается созданием логопериодической антенны для приема в метровом диапазоне телевизионного вещания, содержащая два антенных полуполотна, образованных несущими трубами и закрепленными на них попарно симметричными вибраторами, при этом размеры вибраторов и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости, коротко замыкающий элемент питающей линии, скобу с возможностью крепления антенны посредством этой скобы к вертикальной стойке, отличающаяся тем, что все вибраторы выполнены разъемным в виде труб из стали, причем основание каждого из вибраторов одним концом жестко закреплено на одной из несущих труб под углом 90°, при этом противоположный конец каждого вибратора снабжен заглушкой и отверстиями для фиксации, а вибратор метровых волн 1-4 каналов размещен перед короткозамыкающим элементом, при этом в верхней несущей трубе со стороны крепления к мачте установлена уплотнительная втулка, а в нижней - заглушка, а со стороны самого короткого вибратора в несущих трубах установлены прижимные винты для крепления центральной жилы и оплетки кабеля.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
Фиг.1 изображает логопериодическую антенну, выполненную согласно варианту 1, общий вид, изометрия;
Фиг.2 - изображает симметричный вибратор 10 MB (метрового диапазона) в сборе и с втулкой 17;
Фиг.3 - изображает симметричный вибратор 10 разъемным;
Фиг.4 - изображает подключение антенны;
Фиг.5 - изображает устройство кабеля 29;
Фиг.6 - изображает логопериодическую антенну, выполненную согласно варианту 2, вид сверху;
Фиг.7 изображает логопериодическую антенну, выполненную согласно варианту 2, общий вид, изометрия;
Фиг.8 - изображает логопериодическую антенну, выполненную согласно варианту 3, общий вид, изометрия
Фиг.9 - изображает логопериодическую антенну, выполненную согласно варианту 4, общий вид, изометрия.
Техническим результатом заявленной полезной модели является создание логопериодической антенны с такой конструкцией частей для приема дециметровых и метровых сигналов, и таким электрическим и механическим соединением элементов между собой, которые позволяют функционировать в области рабочих частот как длинноволновой части метрового диапазона, так и дециметрового диапазона; упрощение конструкции, повышение надежности работы логопериодической антенны.
Заявляемая полезная модель по варианту 1 представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приема телевизионных сигналов (ТВ) в диапазоне частот с первого MB по шестьдесят девятый ДМВ канал телевещания. Логопериодическая антенна (фиг.1) содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованные несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра.
1
2
На несущих трубах 3 и 4 закреплены попарно симметричные вибраторы 6 в виде стальных стержней. Вибраторы 6 в антенных полуполотнах 1, 2 попарно идентичны. Размеры вибраторов 6 и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости, описанной в книге Карла Ротхаммеля. «Антенны». Том 1. «Наш город». Минск, 2001 [2]. Вибраторы 6 образуют часть антенны, предназначенной для приема телевизионных сигналов диапазона дециметровых (ДМВ) волн (частотный диапазон IV, V), и закреплены посредством сварки под прямым углом на двух несущих трубах 3, 4. Диаметр вибраторов 6 равен 4 мм. Несущие трубы 3, 4 имеют круглое сечение диаметром 12 мм. Вибраторы 6 крепятся сваркой соответственно к несущей трубе 3 и 4, при этом вибраторы 6 крепятся к верхней несущей трубе 3, а вибраторы 6 - к нижней несущей трубе 4.
1
2
Часть, осуществляющая прием сигнала метрового (MB) диапазона волн (частотные диапазоны I, II, III, с 1 по 12 каналы, выполнена в виде симметричного вибратора 10 метрового диапазона. Вибратор 10 диапазона MB выполнен разъемным (фиг.2) с линейными элементами 11 и основаниями 12 в виде труб из стали. Вибраторы 10 имеют длину, равную 1100 мм. Основание 12 каждого из MB вибраторов 10 согнуто под углом 120° и одним концом 13 приварено к одной из несущих труб, например, концом 13 к несущей трубе 3, а концом 13 к несущей трубе 4 собирательной линии 5 под углом 90°. Другой конец 14 основания 12 снабжен внутренней резьбой (не обозначено). Конец 15 линейного элемента 11 имеет наружную резьбу (не обозначено) для привинчивания к основанию 12 (фиг.2, 3). Свободный конец 16 каждого вибратора 10 снабжен заглушкой 17
и отверстиями 18 для надежности фиксации линейного элемента 11 на основании 12. После привинчивания линейного элемента 11 к основанию 12 в отверстия 18 вставляют вороток (фиг.3 показано условно) и поворачивают до упора, жестко фиксируя разъемное соединение, после чего снимают вороток и устанавливают заглушку 17.
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте (не показано). Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22 (фиг.4). Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30.
Все основные и несущие элементы антенны выполнены из стали, отсутствуют несущие элементы из пластмассы, подверженные растрескиванию. Втулки, заглушки, колпачок выполнены из морозоустойчивого полиэтилена по ГОСТ 16337-77 [6]. Несущие трубы 3 и 4 собирательной линии 5 выполнены из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810 [7]. Симметричные вибраторы 6 выполнены из проволоки ОК диаметр 4 мм ГОСТ 3282-74 [8]. Вибраторы 10 MB диапазона: основания - из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810; линейные элементы -из трубы диаметром 10 мм ТУ 14-152-19-93. Короткозамыкающая перемычка 7, скоба 8 выполнены из стали по ГОСТ 535-88 [9]. Все элементы соединены сваркой. Антенна имеет антикоррозийное покрытие из порошковой гибридной эпоксидной полиэфирной краски, обладающей высокими показателями укрывистости и розлива, высокими прочностными, антикоррозийными и декоративными свойствами. Например, используется краска серии RH, RHB, и т.п. производства компании GOVESAN, Испания [10] со следующими характеристиками, приведенными в таблице 1:
Таблица 1
Режим отверждения, °С
180
190
200
Удельный вес, г/см3
1,2-1,75
механические характеристики
твердость (по ASTM D3363)
прочность при изгибе (по DIN 53156)
адгезия (по DIN 53151)
прочность при растяжении
Прочность при ударе (по ASTM D2764, шар 12,5 мм)
2Н-3Н
качество сохраняется при радиусе изгиба 3 мм
100% сохранность
≥8 мм
>700 мм
Химическая стойкость
после 10 мин. в контакте с метиловым спиртом, этиловым спиртом, - без изменений
после месячного погружения: в детергенте, хлориде натрия, лимонной кислоте, фосфорной кислоте - без изменений
Коррозионная стойкость
камера соляного тумана
камера влажности при 45оС
500 часов без распространения коррозии по надрезам и вздутий по краям
1000 часов без потери адгезии и вздутий
Полимерная краска представляет собой очень мелкий сухой порошок, он может быть различного цвета, для антенн он выбирается черного цвета.
Процесс нанесения состоит из следующих этапов: обезжиривание поверхности металлического каркаса; сушка; подвешивание в камере напыления с отрицательным полюсом; обдув полимерным порошком, которому придается положительный потенциал; помещение в камеру отверждения для спекания напыленного слоя при температуре до 200°С в течение 15-20 минут. После спекания поверхность приобретает красивую гладкую поверхность, которая имеет высокую прочность, термостойкость, химическую стойкость, способность выдерживать изгиб.
Разъемные части вибраторов соединяются резьбовым соединением и дополнительно закручиваются с помощью воротка для создания максимально жесткого соединения. Все свободные концы труб закрываются заглушками для предотвращения попадания влаги. Это делает антенну прочной и высоко надежной.
В заявляемой антенне отсутствует пластмассовая коробка, с размещенной в ней согласующей схемой, что упрощает конструкцию при работе антенны в том же диапазоне рабочих частот, что и прототип.
В сравнении с прототипом упрощена эксплуатация антенны. При установке ее не требуется пайка при подключении. Для подключения кабеля 29 (фиг.4, 5) снимают защитный колпачок 30, пропускают кабель 29 через втулку 21, расположенную в верхней несущей трубе 3 (со стороны крепления антенны к мачте), до выхода его из трубы. Удаляют внешнюю изоляцию 31 на конце кабеля 29 на длине 50-60 мм, скручивают в жгут экранирующую оплетку 27 и заводят ее под прижимной винт 25 верхней несущей трубы 3. После чего заворачивают отверткой прижимной винт 25, обеспечив тем самым надежный электрический контакт экранирующей оплетки 27 с верхней несущей трубой 3 антенны. Центральную жилу 26 аналогичным образом подключают к нижней несущей трубе 4. После чего устанавливают защитный колпачок 30 на место.
Характеристики заявляемой антенны приведены в таблице 2. Они соответствуют требованиям, предъявляемым ГОСТ Р 51269-99. Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ. [11]. Значения характеристик антенн получены экспериментальным путем. За пределами интервала заявленных значений эксперимент не проводился.
Таблица 2
Наименование диапазона частот
ТВ каналы
Коэффициент усиления ДБ, не менее
Коэффициент защитного действия ДБ, не менее
Коэффициент стоячей волны, не более
МВ-1
1-5
-
0
5
МВ-3
6-12
1
0
4
ДМВ
21-69
8
12
2
Заявляемая полезная модель по варианту 2 представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приема телевизионных сигналов (ТВ) в диапазоне частот с первого по шестьдесят девятый канал телевещания. Логопериодическая антенна (фиг.6, 7) содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра.
1
2
Часть, осуществляющая прием сигнала метрового (MB) диапазона волн (частотные диапазоны I, II с 1 по 5 каналы, выполнена в виде симметричного вибратора 10. Вибратор 10 диапазона MB выполнен разъемным (фиг.3) с линейными элементами 11 и основаниями 12 в виде труб из стали (фиг.6, 7). Вибратор 10 диапазона MB выполнен перпендикулярным по отношению к собирательной линии 5. Он выполнен разъемным. Основание 12 каждого из MB вибраторов 10 одним концом 13 приварено к одной из несущих труб, например, концом 13 к несущей трубе 3, а концом 13 несущей трубе 4 собирательной линии 5 под углом 90°. Другой конец 14 основания 12 снабжен внутренней резьбой аналогично изображенному на фиг.3. Конец 15 линейного элемента 11 имеет наружную резьбу для привинчивания к основанию 12. Свободный конец 16 каждого вибратора 10 снабжен заглушкой 17 и отверстиями 18 для надежности фиксации линейного элемента 11 на основании 12 (фиг.3). После привинчивания линейного элемента 11 к основанию 12 в отверстия 18 вставляют вороток (не показано) и поворачивают до упора, жестко фиксируя разъемное соединение, после чего снимают вороток и устанавливают заглушку 17 (фиг.2).
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена короткозамыкающий элемент в виде перемычки 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте (не показано). Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней 4 - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30 (фиг.4).
1
2
На трубах 3 и 4 закреплены попарно симметричные вибраторы 6 в виде стальных стержней. Вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами от 30° до 150°. Число симметричных вибраторов 6 равно от 8 до 16. Вибраторы б в антенных полуполотнах 1, 2 попарно идентичны. Размеры вибраторов 6 и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости. Вибраторы 6 образуют часть комбинированной антенны, предназначенную для приема телевизионных сигналов как в метровом с 6 по 12 канал, так и в дециметровом диапазоне частот (частотный диапазон IV, V) (см. [2. Карл. Ротхаммель. Антенны. Том 1. «Наш город». Минск, 2001., глава 18.12.4. Логопериодические антенны с уголковыми вибраторами, стр.348-349]. Антенна работоспособна в заявленном диапазоне угла от 30° до 150°, однако, из опыта, наилучшие результаты она достигает при угле равном примерно 120°. Диаметр вибраторов 6 равен 4 мм. Они закреплены посредством сварки на двух несущих трубах 3, 4, которые имеют короткозамыкающую перемычку 7, установленную для монтажа антенны на мачте (не показана) посредством скобы 8. Несущие трубы 3, 4 имеют круглое сечение диаметром 12 мм. Вибраторы 6 крепятся сваркой соответственно к несущей трубе 3 и 4, при этом вибраторы 6 крепятся к верхней несущей трубе 3, а вибраторы 6 - к нижней несущей трубе 4.
Все основные и несущие элементы антенны выполнены из стали, отсутствуют несущие элементы из пластмассы, подверженные растрескиванию. Втулки, заглушки, колпачок выполнены из морозоустойчивого полиэтилена по ГОСТ 16337-77 [6]. Несущие трубы 3 и 4 собирательной линии 5 выполнены из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810 [7]. Симметричные вибраторы 6 выполнены из проволоки ОК диаметр 4 мм ГОСТ3282-74 [8]. Вибраторы 10 MB диапазона: основания - из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810; линейные элементы - из трубы диаметром 10 мм ТУ 14-152-19-93. Короткозамыкающая перемычка 7, скоба 8 выполнены из стали по ГОСТ 535-88 [9]. Все элементы соединены сваркой. Антенна имеет антикоррозийное покрытие из порошковой гибридной эпоксидной полиэфирной краски, обладающей высокими показателями укрывистости и розлива, высокими прочностными, антикоррозийными и декоративными свойствами (см. вариант 1).
Разъемные части вибраторов соединяются резьбовым соединением и дополнительно закручиваются с помощью воротка для создания максимально жесткого соединения. Все свободные концы труб закрываются заглушками для предотвращения попадания влаги. Это делает антенну прочной и высоко надежной.
В заявляемой антенне отсутствует пластмассовая коробка, с размещенной в ней согласующей схемой, что упрощает конструкцию при работе антенны в том же диапазоне рабочих частот, что и прототип.
В сравнении с прототипом упрощена эксплуатация антенны. При установке ее не требуется пайка при подключении. Для подключения кабеля 29 (фиг.4, 5) снимают защитный колпачок 30, пропускают кабель 29 через втулку 21, расположенную в верхней несущей трубе 3 (со стороны крепления антенны к мачте), до выхода его из трубы. Удаляют внешнюю изоляцию 31 на конце кабеля 29 на длине 50-60 мм, скручивают в жгут экранирующую оплетку 27 и заводят ее под прижимной винт 25 верхней несущей трубы 3. После чего заворачивают отверткой прижимной винт 25, обеспечив тем самым надежный электрический контакт экранирующей оплетки 27 с верхней несущей трубой 3 антенны. Центральную жилу 26 аналогичным образом подключают к нижней несущей трубе 4. После чего устанавливают защитный колпачок 30 на место.
Характеристики заявляемой антенны приведены в таблице 3. Они соответствуют требованиям, предъявляемым ГОСТ Р 51269-99. Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ. [11]. Значения характеристик антенн получены экспериментальным путем. За пределами интервала заявленных значений эксперимент не проводился.
Таблица 3
Наименование диапазона частот
ТВ каналы
Число симметричных вибраторов 6
Угол при вершине между их плечами
Коэффициент усиления ДБ, не менее
Коэффициент защитного действия ДБ, не более
МВ-1
1-5
-
-
-
-
-
0
МВ-3
6-12
8
12
16
30°-150°
5
7
ДМВ
21-69
8
12
16
30°-150°
8
10
Заявляемая полезная модель по варианту 3 представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приема телевизионных сигналов (ТВ) в диапазоне частот с 6 по 12 MB и с 21 по 69 (частотный диапазон IV, V) ДМВ канал телевещания. Логопериодическая антенна (фиг.8) содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5, и закрепленными на них попарно симметричными вибраторами 6. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра.
1
2
На несущих трубах 3 и 4 закреплены попарно симметричные вибраторы 6 в виде стальных стержней. Вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами от  30° до 150°. Число симметричных вибраторов 6 равно от 8 до 16. Вибраторы 6 в антенных полуполотнах 1, 2 попарно идентичны. Размеры вибраторов 6 и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости см. [2. Карл. Ротхаммель. Антенны. Том 1. «Наш город». Минск, 2001., глава 18.12.4. Логопериодические антенны с уголковыми вибраторами, стр.348-349]. Антенна работоспособна в заявленном диапазоне угла от 30° до 150°, однако, из опыта, наилучшие результаты она достигает при угле равном примерно 120° Диаметр вибраторов 6 равен 4 мм. Они закреплены посредством сварки на двух несущих трубах 3, 4. Несущие трубы 3, 4 имеют круглое сечение диаметром 12 мм. Вибраторы 6 крепятся сваркой соответственно к несущей трубе 3 и 4, при этом вибраторы 6 крепятся к верхней несущей трубе 3, а вибраторы 6 - к нижней несущей трубе 4.
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 6 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны к мачте (не показано). Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте (см. фиг.4) снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30.
Все основные и несущие элементы антенны выполнены из стали, отсутствуют несущие элементы из пластмассы, подверженные растрескиванию. Втулки, заглушки, колпачок выполнены из морозоустойчивого полиэтилена по ГОСТ 16337-77 [6]. Несущие трубы 3 и 4 собирательной линии 5 выполнены из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810 [7]. Симметричные вибраторы 6 выполнены из проволоки ОК диаметр 4 мм ГОСТ 3282-74 [8]. Вибраторы 10 MB диапазона: основания - из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810; линейные элементы - из трубы диаметром 10 мм ТУ 14-152-19-93. Короткозамыкающая перемычка 7, скоба 8 выполнены из стали по ГОСТ 535-88 [9]. Все элементы соединены сваркой. Антенна имеет антикоррозийное покрытие из порошковой гибридной эпоксидной полиэфирной краски, обладающей высокими показателями укрывистости и розлива, высокими прочностными, антикоррозийными и декоративными свойствами (см. вариант 1).
В сравнении с прототипом упрощена эксплуатация антенны. При установке ее не требуется пайка при подключении. Для подключения кабеля 29 (фиг.4, 5) снимают защитный колпачок 30, пропускают кабель 29 через втулку 21, расположенную в верхней несущей трубе 3 (со стороны крепления антенны к мачте), до выхода его из трубы. Удаляют внешнюю изоляцию 31 на конце кабеля 29 на длине 50-60 мм, скручивают в жгут экранирующую оплетку 27 и заводят ее под прижимной винт 25 верхней несущей трубы 3. После чего заворачивают отверткой прижимной винт 25, обеспечив тем самым надежный электрический контакт экранирующей оплетки 27 с верхней несущей трубой 3 антенны. Центральную жилу 26 аналогичным образом подключают к нижней  несущей трубе 4. После чего устанавливают защитный колпачок 30 на место.
Характеристики заявляемой антенны приведены в таблице 4. Они соответствуют требованиям, предъявляемым ГОСТ Р 51269-99. Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ [11]. Значения характеристик антенн получены экспериментальным путем. За пределами интервала заявленных значений эксперимент не проводился.
Таблица 4
Наименование диапазона частот
ТВ каналы
Число симметричных вибраторов 6
Угол при вершине между их плечами
Коэффициент усиления ДБ, не менее
Коэффициент защитного действия ДБ, не более
МВ-1
-
-
-
-
-
-
0
MB-II
6-12
8
12
16
30°-150°
5
7
ДМВ
21-69
8
12
16
30°-150°
8
10
Заявляемая полезная модель по варианту 4 представляет собой логопериодическую антенну, предназначенную для приема телевизионных сигналов (ТВ) в диапазоне частот I, II с первого по пятый канал телевещания. Логопериодическая антенна (фиг.9) содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра.
1
2
2
1
2
Часть, осуществляющая прием сигнала с 1 по 4 каналы, выполнена в виде симметричного вибратора 10, состоящего из линейного элементами 11 и основания 12 в виде труб из стали. Часть, осуществляющая прием сигнала диапазона волн 5-го канала ТВ выполнена в виде вибраторов 10, размеры которых и расстояния между ним находятся в логарифмической зависимости. Вибраторы 10 также состоят из линейных элементов 11 и оснований 12 в виде труб из стали (фиг.3). Вибраторы 10 выполнены перпендикулярными по отношению к собирательной линии 5 и разъемными. Основание 12 каждого из вибраторов 10 (подобно варианту 1, фиг.3) приварено к одной из несущих труб, например, концом 13 к несущей трубе 3, а концом 13 к несущей трубе 4 собирательной линии 5 под углом 90°. Другой конец 14 основания 12 снабжен внутренней резьбой (не обозначено). Конец 15 линейного элемента 11 имеет наружную резьбу для привинчивания к основанию 12. Свободный конец 16 каждого вибратора 10 снабжен заглушкой 17 и отверстиями 18 для надежности фиксации линейного элемента 11 на основании 12. После привинчивания линейного элемента 11 к основанию 12 в отверстия 18 вставляют вороток (не показано) и поворачивают до упора, жестко фиксируя разъемное соединение, после чего снимают вороток и устанавливают заглушку 17 (фиг.2, 3).
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте (не показано). Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30.
Все основные и несущие элементы антенны выполнены из стали, отсутствуют несущие элементы из пластмассы, подверженные растрескиванию. Втулки, заглушки, колпачок выполнены из морозоустойчивого полиэтилена по ГОСТ 16337-77 [6]. Несущие трубы 3 и 4 собирательной линии 5 выполнены из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810 [7]. Вибраторы 10 MB диапазона: основания - из трубы диаметром 12 мм ТУ 14-152-19-93. Марка 0810; линейные элементы -из трубы диаметром 10 мм ТУ 14-152-19-93. Короткозамыкающая перемычка 7, скоба 8 выполнены из стали по ГОСТ 535-88 [9]. Все элементы соединены сваркой. Антенна имеет антикоррозийное покрытие из порошковой гибридной эпоксидной полиэфирной краски, обладающей высокими показателями укрывистости и розлива, высокими прочностными, антикоррозийными и декоративными свойствами (см. вариант 1). Для удобства транспортировки и хранения, все вибраторы выполнены разъемными. Разъемные части вибраторов соединяются резьбовым соединением и дополнительно закручиваются с помощью воротка для создания максимально жесткого соединения. Все свободные концы труб закрываются заглушками для предотвращения попадания влаги. Это делает антенну прочной и высоко надежной.
В заявляемой антенне отсутствует пластмассовая коробка, с размещенной в ней согласующей схемой, что упрощает конструкцию при работе антенны в том же диапазоне рабочих частот, что и прототип.
В сравнении с прототипом упрощена эксплуатация антенны. При установке ее не требуется пайка при подключении. Для подключения кабеля 29 (фиг.4, 5) снимают защитный колпачок 30, пропускают кабель 29 через втулку 21, расположенную в верхней несущей трубе 3 (со стороны крепления антенны к мачте), до выхода его из трубы. Удаляют внешнюю изоляцию 31 на конце кабеля 29 на длине 50-60 мм, скручивают в жгут экранирующую оплетку 27 и заводят ее под прижимной винт 25 верхней несущей трубы 3. После чего заворачивают отверткой прижимной винт 25, обеспечив тем самым надежный электрический контакт экранирующей оплетки 27 с верхней несущей трубой 3 антенны. Центральную жилу 26 аналогичным образом подключают к нижней несущей трубе 4. После чего устанавливают защитный колпачок 30 на место. Характеристики заявляемой антенны приведены в таблице 5. Они соответствуют требованиям, предъявляемым ГОСТ Р 51269-99. Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ [11]. Значения характеристик антенн получены экспериментальным путем. За пределами интервала заявленных значений эксперимент не проводился.
Таблица 5
Наименование диапазона частот
ТВ каналы
Коэффициент усиления ДБ, не менее
Коэффициент защитного действия ДБ, не менее
МВ-1
1-4
-
0
MB-II
5
3
10
ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ.
1
2
1
2
Пример 1. Логопериодическая антенна по варианту 1 содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра. На трубах 3 и 4 закреплены попарно симметричные вибраторы 6 в виде стальных стержней. Вибраторы 6 в антенных полуполотнах 1, 2 попарно идентичны. Вибраторы 6 образуют часть антенны, предназначенной для приема телевизионных сигналов диапазона дециметровых (ДМВ) волн (частотный диапазон IV, V), и закреплены посредством сварки на двух несущих трубах 3, 4. Несущие трубы 3, 4 имеют круглое сечение диаметром 12 мм. Вибраторы 6 крепятся сваркой соответственно к несущей трубе 3 и 4, при этом вибраторы 6 крепятся к верхней несущей трубе 3, а вибраторы 6 - к нижней несущей трубе 4. Часть, осуществляющая прием сигнала метрового (MB) диапазона волн (частотные диапазоны I, II, III, с 1 по 12 каналы, выполнена в виде симметричного вибратора 10 метрового диапазона с линейными элементами 11 и основаниями 12 в виде труб из стали. Вибратор 10 диапазона MB выполнен разъемным (фиг.2). Основание 12 каждого из MB вибраторов 10 согнуто под углом 120° и концом 13 приварено к несущей трубе 3, а концом 13 к несущей трубе 4 собирательной линии 5 под углом 90°. Другой конец 14 основания 12 снабжен внутренней резьбой. Конец 15 линейного элемента 11 имеет наружную резьбу для привинчивания к основанию 12. Свободный конец 16 каждого вибратора снабжен заглушкой 17 и отверстиями 18 для надежности фиксации линейного элемента 11 на основании 12. На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте. Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а нижней 4 - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора б в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30. Антенна имеет антикоррозийное покрытие (порошковое напыление).
1
2
Пример 2. Заявляемая полезная модель по варианту 2 содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра. Часть, осуществляющая прием сигнала метрового (MB) диапазона волн (частотные диапазоны I, II, с 1 по 5 каналы, выполнена в виде симметричного вибратора 10 с линейными элементами 11 и основаниями 12 в виде труб из стали. Вибратор 10 диапазона MB выполнен перпендикулярным по отношению к собирательной линии 5. Он выполнен разъемным. Основание 12 каждого из вибраторов 10 приварено концом 13 к несущей трубе 3, а концом 13 к несущей трубе 4 собирательной линии 5 под углом 90° (аналогично изображению на фиг.2, 3). Другой конец 14 основания 12 снабжен внутренней резьбой. Конец 15 линейного элемента 11 имеет наружную резьбу для привинчивания к основанию 12. Свободный конец 16 каждого вибратора 10 снабжен заглушкой 17 и отверстиями 18 для надежности фиксации линейного элемента 11 на основании 12. После привинчивания линейного элемента 11 к основанию 12 в отверстия 18 вставляют вороток (не показано) и поворачивают до упора, жестко фиксируя разъемное соединение, после чего снимают вороток и устанавливают заглушку 17.
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте (не показано). Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 24 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30.
1
2
На несущих трубах 3 и 4 закреплены попарно симметричные вибраторы 6 в виде стальных стержней. Вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами 30°. Число симметричных вибраторов равно 8. Вибраторы 6 в антенных полуполотнах 1, 2 попарно идентичны. Размеры вибраторов 6 и расстояния между ними находятся в логарифмической зависимости. Диаметр вибраторов 6 равен 4 мм. Они закреплены посредством сварки на двух несущих трубах 3, 4, Несущие трубы 3, 4 имеют круглое сечение диаметром 12. Вибраторы 6 крепятся сваркой соответственно к несущей трубе 3 и 4, при этом вибраторы 6 крепятся к верхней несущей трубе 3, а вибраторы 6 - к нижней несущей трубе 4. На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте. Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30. Антенна имеет антикоррозийное покрытие (порошковое напыление).
Пример 3. Логопериодическая антенна по варианту 2 выполнена аналогично примеру 2, однако вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами 120° и числом вибраторов 6 равном 12. Наилучшие результаты антенна достигает при угле равном примерно 120°.
Пример 4. Логопериодическая антенна по варианту 2 выполнена аналогично примеру 2 или 3, однако вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами 150° и числом вибраторов 6, равным 16.
1
2
Пример 5. Логопериодическая антенна по варианту 3 содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5, и закрепленными на них попарно симметричными вибраторами 6. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра. На несущих трубах 3 и 4 закреплены попарно симметричные вибраторы 6 в виде стальных стержней. Вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами 30°. Число симметричных вибраторов равно 8. Вибраторы 6 в антенных полуполотнах 1, 2 попарно идентичны. Диаметр вибраторов 6 равен 4 мм. Они закреплены посредством сварки на двух несущих трубах 3, 4. Несущие трубы 3, 4 имеют круглое сечение диаметром 12 мм. Вибраторы 6 крепятся сваркой к несущей трубе 3 и 4, при этом вибраторы 6 крепятся к верхней несущей трубе 3, а вибраторы 6 - к нижней несущей трубе 4.
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 6 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте. Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30.
Пример 6. Логопериодическая антенна по варианту 3 выполнена аналогично примеру 5, однако вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами 120° и числом вибраторов 6 равным 12. Наилучшие результаты антенна достигает при угле равном примерно 120°.
Пример 7. Логопериодическая антенна по варианту 3 выполнена аналогично примеру 5, однако вибраторы 6 выполнены V-образной формы, с углом при вершине между их плечами 150° и числом вибраторов 6 равным 16.
Пример 8. Логопериодическая антенна по варианту 4 содержит два антенных полуполотна 1 и 2, параллельные друг другу, образованных несущими трубами 3 и 4 круглого сечения собирательной линии 5. Плоскости полуполотен 1, 2 располагаются одна выше другой на расстоянии «b»=8 мм и ориентированы в направлении телецентра.
1
2
1
2
Часть, осуществляющая прием сигнала с 1 по 4 каналы, выполнена в виде симметричного вибратора 10, состоящего из линейного элементами 11 и основания 12 в виде труб из стали. Часть, осуществляющая прием сигнала диапазона волн 5-го канала ТВ выполнена в виде вибраторов 10, размеры которых и расстояния между ним находятся в логарифмической зависимости. Вибраторы 102 также состоят из линейных элементов 11 и оснований 12 в виде труб из стали (фиг.3). Вибраторы 10 выполнены перпендикулярными по отношению к собирательной линии 5 и разъемными. Основание 12 каждого из вибраторов 10 (подобно варианту 1, фиг.3) приварено к одной из несущих труб, например, концом 13 к несущей трубе 3, а концом 13 к несущей трубе 4 собирательной линии 5 под углом 90°. Другой конец 14 основания 12 снабжен внутренней резьбой (не обозначено). Конец 15 линейного элемента 11 имеет наружную резьбу для привинчивания к основанию 12. Свободный конец 16 каждого вибратора 10 снабжен заглушкой 17 и отверстиями 18 для надежности фиксации линейного элемента 11 на основании 12. После привинчивания линейного элемента 11 к основанию 12 в отверстия 18 вставляют вороток (не показано) и поворачивают до упора, жестко фиксируя разъемное соединение, после чего снимают вороток и устанавливают заглушку 17 (фиг.2, 3).
На несущих трубах 3, 4 после вибраторов 10 установлена коротко замыкающая перемычка 7 со скобой 8 для крепления антенны посредством этой скобы 8 к мачте (не показано). Верхний конец несущей трубы 3 со стороны крепления к мачте снабжен уплотнительной втулкой 21 для прокладки кабеля 29, а в нижней - заглушкой 22. Со стороны самого короткого вибратора 6 в несущих трубах 3, 4 установлены прижимные винты 25 для крепления центральной жилы 26 и оплетки 27 кабеля 29 и защитный колпачок 30. Несущие трубы 3 и 4 собирательной линии 5 выполнены из трубы диаметром 12 мм. Вибраторы 10: основания - из трубы диаметром 12 мм; линейные элементы - из трубы диаметром 10 мм.
Логопериодическая антенна, выполненная согласно заявленной полезной модели (варианты), предназначена для применения в качестве индивидуальной приемной телевизионной антенны и может быть изготовлена на серийном стандартном соответствующем оборудовании в металлообрабатывающем производстве.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент Российской Федерации №12157582 на изобретение, заявка №99112889/09, дата публикации 2000.10.10.
2. Карл Ротхаммель. Антенны. Том 1. «Наш город». Минск, 2001.
3. Карл Ротхаммель. Антенны. Том 2. «Наш город». Минск, 2001.
4. Патент Российской Федерации N33265 на полезную модель, опубл. 2003.10.10.
5. Патент Российской Федерации N39012 на полезную модель, опубл. 2004.07.10.
6. ГОСТ 16337-77. Полиэтилен высокого давления. Технические условия.
7. ТУ 14-152-19-93. Труба монтажная тонкостенная.
8. ГОСТ 3282-74. Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения.
9 ГОСТ 535-88. Прокат сортовой и фасованный из стали углеродистой обыкновенного качества.
10. Порошковые покрытия. Ведомость технических данных. Компания GOVESAN, (Мадридский завод, Испания).
11. ГОСТ Р 51269-99. Антенны приемные телевизионного и звукового радиовещания в диапазонах ОВЧ и УВЧ.